Molinezja meksykańska od 100 tys. lat tworzy własne kopie. Naukowcy właśnie poznali jej sekret
Molinezje meksykańskie nie potrzebują samców – i najprawdopodobniej nigdy nie będą. Nowe badanie wykazuje, że potrafią one usuwać i naprawiać mutacje genetyczne, które w innym przypadku stałyby się plagą dla gatunku rozmnażającego się przez autoklonowanie.
Kiedy molinezja meksykańska mówi, że nie potrzebuje samca, należy jej wierzyć. Każdy osobnik tego niewielkiego gatunku ryby, zamieszkującego słodkowodne strumienie Meksyku i południowego Teksasu, jest samicą. Rozmnażają się one wyłącznie bezpłciowo, wydając na świat własne klony. Ewolucyjna zagadka molinezji amazońskich: jak unikają genetycznej pułapki? Choć taka niezależność budzi podziw, dla biologów stanowi ewolucyjny paradoks. Zgodnie z teorią ewolucji przynajmniej część rozmnażania płciowego jest potrzebna, by utrzymać różnorodność genetyczną, która zmniejsza ryzyko wyginięcia gatunku. Jak więc te ryby zdołały przetrwać i rozwijać się przez tysiące lat? Według nowego badania opublikowanego w czasopiśmie „Nature”, molinezje amazońskie nie ucierpiały z powodu przewidywanych negatywnych skutków rozmnażania bezpłciowego. Co więcej, naukowcy odkryli, że gatunek ten posiada „tajną broń”, która pomaga mu niwelować wady takiej strategii rozrodu. Odkrycie rzuca nowe światło na to, w jaki sposób molinezje amazońskie – i inne gatunki rozmnażające się bezpłciowo – unikają ewolucyjnej pułapki wyginięcia. Rybia siła samic Molinezje meksykańskie (Poecilia formosa) to małe rybki o zaokrąglonych płetwach, nie większe od kciuka, nalezące do piękniczkowatych, podobnie jak popularne wśród akwarystów gupiki czy mieczyki. Gatunek ten pojawił się około 100 tys. lat temu, gdy samica molinezji atlantyckiej skrzyżowała się z samcem molinezji żaglopłetwej. Zwykle takie międzygatunkowe połączenia prowadzą do bezpłodnego potomstwa, jednak w tym przypadku powstał wyjątkowy gatunek zdolny do rodzenia żywych klonów samego siebie. Co ciekawe, ryby te wciąż muszą współżyć z samcami innych gatunków, aby uruchomić proces autoklonowania (zwany gynogenezą), ale ich potomstwo nigdy nie przenosi DNA tych samców. Gdy molinezje amazońskie zostały odkryte w 1932 roku, były pierwszymi znanymi kręgowcami zdolnymi do rozmnażania bezpłciowego. Choć od tego czasu odkryto dziesiątki innych kręgowców o podobnych zdolnościach – w tym warany z Komodo i rekiny młoty – molinezje amazońskie są jednymi z nielicznych, które robią to wyłącznie w ten sposób. Jak udało im się utrzymać taką strategię przez tak długi czas pozostawało zagadką. „Genetyczne porządki”: jak molinezje naprawiają swoje DNA – Według obecnych modeli kumulacji mutacji genetycznych molinezje amazońskie powinny były wyginąć po około 10 tys. lat – twierdzi Edward Ricemeyer, biolog z Uniwersytetu Ludwika i Maksymiliana w Monachium. Uczony, który rozpoczął badania nad molinezjami amazońskimi w 2019 roku podkreśla, że badacze wciąż nie wiedzą, w jaki sposób gatunki rozmnażające się bezpłciowo, zwłaszcza tak złożone jak kręgowce, unikają nagromadzenia szkodliwych mutacji genetycznych. Aby to sprawdzić, eksperci przeanalizowali genomy kilku molinezji amazońskich. Odkryli, że ryby te od dziesiątek tysięcy lat prowadzą swoiste „genetyczne porządki”, które pomagają im utrzymać stabilność materiału genetycznego. Analiza wykazała, że szkodliwe mutacje pojawiają się u molinezji amazońskich równie często, jak u ich krewniaków rozmnażających się płciowo. Wygląda jednak na to, że ryby te wykorzystują mało poznany mechanizm genetyczny, który pozwala usuwać lub naprawiać takie mutacje, zanim zdążą się nagromadzić. Proces ten, znany jako konwersja genowa (gene conversion), polega na zastąpieniu fragmentu DNA w chromosomie odpowiadającą mu sekwencją skopiowaną z podobnego fragmentu na innym chromosomie. Taką zdolność mają również ssaki, w tym ludzie, u których mechanizm ten służy głównie naprawie uszkodzeń DNA. U molinezji amazońskich konwersja genowa wydaje się jednak pełnić dodatkową rolę. Działa podobnie jak zjawisko rekombinacji crossing-over, czyli procesu mieszania genów matki i ojca w gatunkach rozmnażających się płciowo. Dzięki temu powstaje zmienność genetyczna, na którą może oddziaływać dobór naturalny. W efekcie możliwe jest usuwanie lub naprawa niekorzystnych mutacji. Naukowcy od dawna podejrzewali, że gatunki rozmnażające się bezpłciowo mogą mieć podobny mechanizm ochronny. – To jednak pierwszy raz, gdy udało się bezpośrednio wykazać, że rzeczywiście tak się dzieje – podkreśla Edward Ricemeyer. Sekret rozmnażania bezpłciowego – Prawdopodobnie podobny mechanizm działa również u innych takich organizmów – po prostu jeszcze go nie wykazano – mówi prof. Micah Dunthorn, mikrobiolog z Uniwersytetu w Oslo. Podkreśla przy tym, że warto byłoby przeprowadzić podobne analizy u innych gatunków rozmnażających się bezpłciowo. Jak dodaje, szczególnie interesujące byłoby sprawdzenie, jak powszechny jest ten mechanizm u innych zwierząt, roślin i grzybów, a także czy występuje on u mikroskopijnych eukariontów, takich jak protisty. Spośród tysięcy gatunków rozmnażających się poprzez klonowanie naukowcy przeprowadzili dotąd szczegółowe analizy genomu jedynie u niewielkiej liczby z nich. Zrozumienie tych mechanizmów genetycznych może mieć wiele praktycznych zastosowań – od modyfikacji genetycznych roślin uprawnych, po nowe strategie leczenia chorób. Jak zauważa prof. Edward Ricemeyer, rak to w istocie choroba, w której klonalna linia komórek gromadzi mutacje, pozwalające jej szybciej rosnąć i wypierać zdrowe komórki. Choć molinezje amazońskie są fascynujące same w sobie, ich niezwykła zdolność do klonowania może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, jak przeciwdziałać jednemu z najpoważniejszych zagrożeń dla zdrowia ludzi. Źródło: National Geographic
Do kin wchodzi film „Projekt Hail Mary”. Ile fikcji, a ile nauki jest w produkcjach filmowych sci-fi?
Na ekrany kin trafia ekranizacja powieści Andy’ego Weira „Projekt Hail Mary”. Autor dał nam m.in. świetnie przyjętego i kultowego już „Marsjanina”. Nowa produkcja, podobnie jak „Marsjanin”, osadzona jest na silnej naukowej bazie. Wygląda na to, że współczesna nauka jest już barwniejsza niż fikcja.
Pierwsza scena premierowego filmu „Projekt Hail Mary” pokazuje budzącego się, zdezorientowanego mężczyznę, obok którego znajdują się dwa martwe ciała członków jego załogi. Mężczyzna jest astronautą-naukowcem, zmierzającym ku odległym układom planetarnym. Jest zupełnie sam i teraz to od niego zależy ocalenie życia na Ziemi. Od „Marsjanina” po „Projekt Hail Mary” Ta międzygwiezdna historia urodziła się w umyśle Andy’ego Weira, autora książki z 2021 roku o tym samym tytule. Weir zasłynął historiami, w których błyskotliwi samotnicy muszą „wykombinować naukowo” wyjście z sytuacji, aby ocalić świat. Karierę rozpoczął książką „Marsjanin” z 2011 roku, w której bohater Mark Watney (grany przez Matta Damona w ekranizacji) przeżywa na Marsie m.in. dzięki temu, że uczy się uprawiać ziemniaki na Czerwonej Planecie. Nota bene w marsjańskim regolicie występuje tak duże stężenie nadchloranów – wysoce reaktywnych i łatwo rozpuszczających się w wodzie soli i estrów kwasu nadchlorowego – że szanse na grządkę z ziemniakami są praktycznie zerowe. Weir słynie z tego, że jego książki są głęboko osadzone w nauce. Posuwa się nawet do wykonywania obliczeń z mechaniki orbitalnej i astrofizyki gwiazdowej, aby historie były jak najbardziej realistyczne, mimo że pozostają fikcją. Ta pełna pasji „nerdowskość” przyniosła mu wielu fanów. Pozaziemskie życie Główny bohater historii Ryland Grace (grany przez Ryana Goslinga) wyrusza w międzygwiezdną podróż, aby zrozumieć, dlaczego Słońce umiera. Podobnie jak Watney w „Marsjaninie”, musi wykorzystać wiedzę z wielu dziedzin nauki – biologii molekularnej, fizyki neutrin i innych – aby rozwiązać kryzys. Ciekawe, że w fabule ten samotny badacz został zdyskredytowany przez środowisko naukowe za przekonanie, że woda nie musi być konieczna do powstania życia. To, co w fabule czyni z bohatera persona non grata, w rzeczywistości jest coraz częściej rozważanym tematem. W 2024 roku pisaliśmy, iż grupa naukowców z MIT wykazała, że 19 z 20 aminokwasów budujących białka ziemskiego życia pozostaje przez długi czas stabilne w 98% kwasie siarkowym. Te przełomowe badania pokazały, że nie tylko woda może być odpowiednim rozpuszczalnikiem dla związków chemii organicznej i życia. Czym jest życie, Wszechświat i cała reszta? Weźmy na przykład astrofaga – fikcyjny mikroorganizm kosmiczny, który jest kluczowy dla fabuły. Astrofag to termin raczej z obszaru fikcji naukowej niż nauki, choć czasami pojawia się w różnych debatach astrobiologicznych. Oznacza organizm lub zjawisko „pożerające” materię kosmiczną – np. energię gwiazd, gaz czy promieniowanie. Weir wymyślił go jako „czarną materię”, zdolną do pochłaniania ogromnych ilości promieniowania gwiazdowego i ponownego emitowania energii, co umożliwia podróże międzygwiezdne. Weir zadbał o to, by biologia i chemia astrofaga były zgodne z tym, co mogłoby istnieć w Galaktyce. I tutaj pada pytanie zarówno o naturę życia pozaziemskiego, jak i o samą definicję życia. Wchodzimy w tym miejscu w obszar poszukiwań życia pozaziemskiego. A szukamy go poprzez m.in. detekcję gazów uznawanych za metabolity organizmów żywych oraz analizy próbek pobranych w z miejsc, do których mogliśmy dolecieć. Samotny geniusz kontra rzeczywistość Zastanawia mnie jedno. W produkcji cały ciężar ratowania świata spada na jednego człowieka, który niejako wie wszystko. Jest w stanie z lekkością poruszać się w wielu wyspecjalizowanych dziedzinach. Ta potrzeba jednego bohatera, którą widać również w innych wielkich i mocno osadzonych w nauce produkcjach jak „Interstellar” czy „Grawitacja”, stoi w ogromnej sprzeczności z tym, co widać w prawdziwych laboratoriach. Współczesna nauka jest bardzo wyspecjalizowana. Nawet w jednej dziedzinie istnieją daleko idące podziały. A co dopiero w kilku, nawet przenikających się dziedzinach. Trudno o naukowca, który płynnie przechodziłby z jednej do drugiej. Za każdym współczesnym dokonaniem stoi długi szereg naukowców, a lista autorów danej pracy naukowej jest często dłuższa niż sam opis odkrycia. Przekonanie, że można to zrobić w pojedynkę, jest chyba najmniej naukową częścią większości produkcji SF. Źródło: Science Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Oto żaba, która śpiewa jak ptak. Oszukała wszystkich, łącznie z biologami
Badania w południowych Chinach odkryły fascynujący przypadek tzw. konwergencji akustycznej. Nawoływania jednego z lokalnych gatunków żab drzewnych do złudzenia przypominają śpiew drozda. Te dźwięki oszukują nie tylko potencjalne drapieżniki, ale i pracujących w terenie biologów.
Rodzaj Gracixalus to małe i średnie żaby z rodziny nogolotkowatych (Rhacophoridae), które zamieszkują gęste górskie lasy Azji Południowo-Wschodniej. Ich zasięg występowania rozciąga się od Mjanmy i północno-zachodniej Tajlandii, przez Laos i Wietnam, po południowe i wschodnie prowincje Chin, takie jak Junnan i Tybet. Analizy bioakustyczne w chińskim rezerwacie przyrody Leigongshan odkryły niezwykłe zjawisko. Żabka z gatunku Gracixalus weii wykształciła sygnały godowe, które dla ludzkiego ucha są niemal nieodróżnialne od pieśni drozda czarnopierśnego (Turdus dissimilis). Ukryty świat azjatyckich żab Rodzaju Gracixalus liczy na ten moment 16 gatunków żab, wśród których znajdują się m.in. G. lumarius, G. gracilipes, a także nowo odkryte gatunki G. patkaiensis (2023) czy G. truongi (2023). Płazy te zasiedlają specyficzne i trudne do badania nisze, żyjąc np. wewnątrz łodyg bambusa lub w gęstym poszyciu leśnym. Ich identyfikacja to dla biologów prawdziwa „droga przez mękę”. Wydawałoby się więc, że narzędzia bioakustyczne będą tu nieocenione i pozwolą na identyfikację żab po dźwiękach. Do czasu… Dźwiękowa zagadka Gracixalus weii Okazało się bowiem, że gatunek Gracixalus weii wcale nie brzmi jak żaba. Naukowcy wyróżnili dwa typy nawoływań godowych: A i B. Typ A, składający się z nuty wprowadzającej i dwóch krótkich dźwięków przypominających kliknięcia, wykazuje uderzające podobieństwo do struktury pieśni drozda czarnopierśnego. Oba gatunki stosują ten sam wzorzec tworzenia „melodii”, choć wysokość dźwięków może się różnić. To zjawisko ewolucyjnej zbieżności sugeruje długotrwałe interakcje ekologiczne. Podobne przypadki odnotowano wcześniej jedynie w 1984 roku w Himalajach, między żabami z rodzaju Nanorana a świstunkami z rodzaju Phylloscopus. Co dalej z badaniami bioakustycznymi? Odkrycie „ptasich” głosów u żab ma fundamentalne znaczenie dla metodologii badań. Podobieństwo to często prowadzi do niedoszacowania populacji płazów, bo biolodzy myślą, że słyszą ptaki. Autorzy badania wskazują na konieczność łączenia metod: morfologii, genetyki i bioakustyki. Skoro żaby tak dobrze imitują dźwięki ptaków, nie ma innego wyjścia. Teraz naukowcy zamierzają zbadać, w jaki sposób żaby G. weii i drozdy czarnopierśne reagują na swoje wzajemne nawoływania. Planują eksperymenty typu „playback”, czyli odtwarzanie dźwięków w terenie i obserwację zachowania zarówno żab, jak i ptaków. Źródło: Herpetozoa Nasza autorka Magdalena Rudzka Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.
Dramatyczne starcie w amazońskiej dżungli. Harpia wielka zaatakowała turystkę
W lasach Gujany Francuskiej doszło do bezprecedensowego incydentu – harpia wielka wbiła szpony w głowę turystki. To pierwszy naukowo potwierdzony przypadek tak agresywnego zachowania orła wobec człowieka.
Spis treści Tropikalny orzeł zaatakował kobietę Harpia wielka – jeden z największych ptaków drapieżnych na świecie Czy orły atakowały ludzi? O atakach orłów na ludzi, a także na inne naczelne, dotychczas krążyły tylko niepotwierdzone opowieści. Teraz opisano pierwszy naukowo udokumentowany przypadek harpii wielkiej atakującej dorosłego człowieka w amazońskim lesie deszczowym. Wyniki obserwacji opublikowano właśnie w czasopiśmie naukowym „Ecology and Evolution”. Tropikalny orzeł zaatakował kobietę Do incydentu doszło w Gujanie Francuskiej, na turystycznej wycieczce w amazońskiej dżungli, w grupie prowadzonej przez miejscowego przewodnika. 29-letnia kobieta wraz z partnerem na chwilę oddalili się od grupy by zrobić zdjęcia orła – harpii wielkiej, która z zaciekawieniem przyglądała się turystom. Nagle ptak ruszył do ataku na kobietę. Wbił szpony w skórę głowy, pozostawiając głębokie rany. Kobieta ukryła twarz w dłoniach i upadła na ziemię. Harpia wciąż siedziała na jej głowie, nie wydając żadnego dźwięku, z rozpostartymi skrzydłami. Towarzyszący jej mężczyzna przydeptał głowę orła do ziemi i dopiero wtedy ptak rozluźnił uchwyt swoich szponów, a kobieta została uwolniona. Ofiara została szybko przetransportowana do szpitala w Cayenne, stolicy Gujany Francuskiej, gdzie otrzymała odpowiednią opiekę medyczną. Lekarze, ornitolodzy i fotografowie szczegółowo udokumentowali całe zdarzenie. Atakującym był dorosły osobnik harpii wielkiej. Zaatakowana kobieta była drobnej budowy, co pewnie zachęciło orła do wybrania właśnie jej. Harpia wielka – jeden z największych ptaków drapieżnych na świecie Harpia wielka (Harpia harpyja) to jeden z największych i najsilniejszych ptaków drapieżnych świata, zamieszkujący tropikalne lasy Ameryki Środkowej i Południowej. Charakteryzuje się masywnym ciałem, potężnymi szponami oraz efektownym, wachlarzowatym czubem na głowie. Wachlarz piór wokół głowy może stroszyć lub chować. Poluje głównie na ssaki nadrzewne, takie jak leniwce i małpy. Także na duże małpy, na przykład wyjce. Jest gatunkiem bardzo rzadkim, zagrożonym wyginięciem. Dotychczas uważano, że nie stanowi zagrożenia dla ludzi, a znane przypadki ataków były anegdotyczne i niepotwierdzone naukowo. Czy orły atakowały ludzi? Autorzy artykułu porównują ten przypadek do znaleziska „dziecka z Taung” – skamieniałości australopiteka z Południowej Afryki, który prawdopodobnie padł ofiarą dużego ptaka drapieżnego. Sugerują, że interakcje między dużymi ptakami drapieżnymi a naczelnymi (w tym ludźmi) mogą mieć głębsze korzenie ewolucyjne. Zdarzenie to podkreśla również znaczenie zachowań społecznych jako strategii obronnej przed drapieżnikami. Poruszanie się w grupach zniechęcało ptaki do tego typu polowań. Autorzy artykułu zalecają dalsze badania nad zachowaniami harpii wielkich oraz monitorowanie ich interakcji z ludźmi, aby lepiej zrozumieć i zapobiegać podobnym incydentom w przyszłości. Źródło: Ecology and Evolution Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Niepozorne, ale niezwykle groźne. Mrówki faraona podbijają świat
Mrówki faraona przekuły swoje słabości w największą siłę i wykorzystały globalizację jako trampolinę do podboju niemal wszystkich zakątków świata. Niewielkie, wyjątkowo uporczywe i niemal niemożliwe do trwałego wytępienia owady zna każdy, kto mieszka w bloku. Co zadecydowało o ich globalnym sukcesie? Na to i inne pytania odpowiadamy poniżej.
Spis treści: Mikroskopijne mrówki Cykl życiowy mrówki faraona Architektura superorganizmu Gatunek Formica pharaonis (później przeniesiony do rodzaju Monomorium) opisał w 1758 roku Karol Linneusz. Wybierając nazwę, ojciec nowoczesnej taksonomii oparł się na przekonaniu, że to właśnie te owady były jedną z plag, zesłanych na władców Egiptu podczas biblijnego Eksodusu. W rzeczywistości dowody wskazują na ich pochodzenie z wilgotnych regionów Afryki Zachodniej. Za ironię losu można więc uznać fakt, że choć zwierzęta te najprawdopodobniej nie mają nic wspólnego ze starożytnym Egiptem, stały się prawdziwą plagą współczesnego świata. Mikroskopijne mrówki Wiele gatunków mrówek strefy umiarkowanej musi radzić sobie nie tylko z drapieżnikami, ale także z surowymi zimami. W przeciwieństwie do nich, faraonki w toku ewolucji wykształciły cechy, które idealnie predysponują je do skrytego życia w szczelinach ludzkich konstrukcji, gdzie temperatura jest stała, a wrogowie – nieliczni. Wygląd robotnic Robotnice Monomorium pharaonis są monomorficzne. Oznacza to, że w obrębie tej kasty występuje znikoma zmienność rozmiarów. To właśnie ta cecha w największej mierze odróżnia je od gatunków polimorficznych, takich jak Camponotus czy Pheidole, w obrębie których wyraźnie zarysowuje się podział na drobne piastunki i potężnych żołnierzy. Robotnice faraonek mierzą od 1,5 do 2 mm i są niemal identyczne. Ta jednolitość pozwala kolonii na maksymalną elastyczność. Każda mrówka może wykonywać niemal każde zadanie, od opieki nad potomstwem po żerowanie. Ich ubarwienie jest zmienne, od złocistożółtego do jasnobrązowego lub czerwonawo-brązowego. Odwłok najczęściej jest nieco ciemniejszy od reszty ciała. U niektórych osobników jego końcówka jest niemal czarna. Wygląd królowych Królowe, jako „arystokracja” kolonii, są znacznie większe od robotnic. Osiągają ok. 4 mm długości. Ich ubarwienie jest zazwyczaj nieco ciemniejsze, wpadające w głębszą czerwień. Mają w pełni rozwinięte skrzydła, które jednak zrzucają krótko po zapłodnieniu. W przeciwieństwie do wielu innych gatunków, królowe M. pharaonis nie są „maszynami do rodzenia”. uwięzionymi w jednej komorze. Są mobilne i mogą przemieszczać się wraz z kolonią podczas migracji. Dymorfizm płciowy U mrówek samce zazwyczaj są większe od robotnic, choć mniejsze u królowych. U faraonek są tej samej wielkości co piastunki. Należy jednak podkreślić, że różnią się od nich już na pierwszy rzut oka. Samce są całkowicie czarne. Mają skrzydła i proste czułki. Żyją krótko, nie pracują, a ich jedynym celem jest przekazanie materiału genetycznego. Giną zazwyczaj tuż po kopulacji. Cykl życiowy mrówki faraona Monomorium pharaonis to gatunek o przeobrażeniu zupełnym, przechodzący przez stadia jaja, larwy, poczwarki i imago. Każdy z tych etapów jest ściśle skorelowany z temperaturą otoczenia, co wyjaśnia ich upodobania siedliskowe. Tempo rozwoju W warunkach optymalnych, gdy temperatura sięga ok. 27 stopni Celsjusza, a wilgotność względna – ok. 80%, rozwój nowego pokolenia robotnic przebiega błyskawicznie: jajo – królowa składa jaja w pakietach po 10–12 sztuk w przypadku młodych matek lub 4–7 w przypadku starszych. W ciągu całego życia pojedyncza królowa składa do 400 jaj. Nie jest to szczególnie imponująca liczba, ale należy podkreślić, że mrówki faraona tworzą kolonie poligyniczne, w których może być do 2000 królowych. Okres inkubacji trwa od 5 do 7 dni; larwa – po tym czasie pojawia się biała beznoga larwa. To stadium trwa ok. 18 dni i jest etapem kluczowym dla całej kolonii. Wynika to z faktu, że larwy pełnią funkcję „zewnętrznego układu trawiennego”. Dorosłe osobniki mają wąski przełyk i nie mogą połykać stałego pożywienia. To larwy, wyposażone w enzymy proteolityczne, trawią pokarm białkowy i zwracają płynne, bogate w aminokwasy substancje robotnicom i królowym drogą trofalaksji. Bez larw kolonia umarłaby z głodu białkowego; poczwarka – po zakończeniu wzrostu, larwa przechodzi w trwające 12 dni stadium poczwarki. Początkowo są białe, ale ciemnieją tuż przed wykluciem. To właśnie na tym etapie następuje ostateczna „przebudowa” organizmu; imago – całkowity czas rozwoju, od jaja do dorosłej robotnicy, wynosi średnio 36–38 dni. Królowe i samce wymagają nieco więcej czasu i zasobów – około 42–44 dni. Robotnice żyją ok. 70 dni, a królowe – do 12 miesięcy. To niezbyt długo w świecie mrówek, ale krótka żywotność królowych jest kompensowana ich liczbą. Śmierć jednej matki jest dla kolonii niezauważalna, gdy w odwodzie są setki innych. Architektura superorganizmu Każdy, kto próbował tępić faraonki, doskonale wie, że te mikroskopijne owady nie poddają się domowym sposobom walki ze szkodnikami. To zasługa unikatowej struktury społecznej kolonii. Poligynia Jak wspomnieliśmy wcześniej, gniazda M. pharaonis są wybitnie poligyniczne. W jednej kolonii może zgodnie współistnieć od kilku do nawet kilku tysięcy płodnych królowych. Nie wykazują one wobec siebie agresji, a wręcz współpracują przy składaniu jaj i opiece nad potomstwem. Mało tego, gatunek ten nie wykazuje agresji wobec osobników z oddzielnych, przestrzennie odseparowanych gniazd. W praktyce oznacza to, że mrówki z jednego mieszkania w bloku nie będą walczyć z mrówkami z mieszkania piętro wyżej. Zamiast tego, tworzą coś w rodzaju superorganizmu – mogą się łączyć, wymieniać zasobami, pokarmem i genami. Feromony odstraszające Chyba każdy widział mrówki podążające jedna za drugą, jak po sznurku. To zachowanie jest rezultatem działania feromonów śladowych, wskazujących drogę do pokarmu. Jednak mrówki faraona mają w swoim arsenale chemicznym coś unikatowego, co stawia je w czołówce owadziej inteligencji: feromony odstraszające. Zwiadowczynie M. pharaonis, które trafią na nieatrakcyjną ścieżkę (pustą, niebezpieczną lub prowadzącą do już wyczerpanego źródła), oznaczają ją specjalnym sygnałem chemicznym. Ten znak, który krzyczy „Nie wchodzić”, jest umieszczany w kluczowych punktach decyzyjnych – na rozwidleniach ścieżek. Mówimy tu o zaawansowanej optymalizacji. Dzięki tym specyficznym sygnałom kolonia nie traci czasu i energii robotnic na eksplorację bezużytecznych tras. Pozwala to na błyskawiczną relokację sił roboczych tam, gdzie są potrzebne. Źródło: National Geographic Polska Nasz autor Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Oto jak powstały oczy u ludzi i innych kręgowców. To opowieść o cyklopie sprzed 600 mln lat
Naukowcy odkryli, że współczesny wzrok u ludzi i innych kręgowców narodził się z „trzeciego oka”, które dziś skrywamy głęboko w mózgu. A naszym przodkiem jest niewielki organizm, którego można określić mianem „cyklopa”. Te wnioski również rewulocjonizują naszą wiedzę o mózgu.
Oczy określane są „zwierciadłami duszy” i kluczowym narządami naszego ciała, które pozwalają na postrzeganie świata. Ich budowa jest niezwykle złożona. Dlatego do dzisiaj trwają dyskusje, kiedy i dlaczego powstały w toku ewolucji. Naukowcy z Uniwersytetu w Lund i Uniwersytetu w Sussex w najnowszym badaniu postanowili zrozumieć jak powstały oczy u kręgowców i wyjaśnić, dlaczego budowa ich siatkówki oraz sposób jej rozwoju różnią się tak drastycznie od oczu innych zwierząt. Wnioski opublikowali w „Current Biology”. – Wyniki są zaskakujące. Wywracają do góry nogami nasze rozumienie ewolucji oka i mózgu – mówi Dan-E. Nilsson, emerytowany profesor biologii sensorycznej na Uniwersytecie w Lund i jeden z autorów publikacji. Pochodzimy od cyklopów, ale malutkich Co udało się ustalić? Współczesne oczy kręgowców wyewoluowały z jednego, środkowego oka (tzw. oka medianalnego), a nie z oczu bocznych naszych najdawniejszych przodków, jak wcześniej uważano. Pradawny, robakowaty organizm, żyjący 600 milionów lat temu, utracił parzyste oczy boczne z powodu osiadłego trybu życia, zachowując jedynie centralny „czujnik” światła na szczycie głowy. Kiedy nasi przodkowie ponownie zaczęli aktywnie pływać, to właśnie fragmenty tego „oka cyklopa” przesunęły się na boki. To wyjaśnia, dlaczego siatkówka kręgowców rozwija się bezpośrednio z mózgu, podczas gdy u owadów czy kałamarnic powstaje ona ze skóry. „Wędrujące” oczy. Ich losy nie są proste Coraz spokojniejszy tryb życia sprawił, że robakopodobne stworzenie nie potrzebowało już par oczu, dlatego utraciły tę funkcję w toku ewolucji. Zwierzę zachowało jednak grupę komórek światłoczułych pośrodku głowy. Komórki te rozwinęły się w małe, prymitywne oko środkowe, które mogło rozpoznawać dzień i noc oraz wyczuwać, co jest w górze, a co w dole. W ciągu kolejnych milionów lat nasz odległy przodek ponownie zaczął prowadzić aktywny, pływacki tryb życia, co zwiększyło zapotrzebowanie na parę oczu. Z części małego oka środkowego rozwinęły się nowe, parzyste oczy. Szyszynka to pozostałość po praoku Naukowcy ustalili też, że szyszynka w naszych mózgach jest bezpośrednią pamiątką po pradawnym oku środkowym i jest podobna do… siatkówki – zawiera komórki niemal identyczne z pręcikami i czopkami, a także komórki glejowe typowe dla oka. Zdolność szyszynki do regulowania snu poprzez produkcję melatoniny jest bezpośrednim spadkiem po naszym przodku, „cyklopie”. – Teraz w końcu rozumiemy, dlaczego oczy kręgowców różnią się tak radykalnie od oczu wszystkich innych grup zwierząt, takich jak owady i kałamarnice. Błona naszych oczu – siatkówka – rozwinęła się z mózgu, podczas gdy oczy owadów i kałamarnic mają swój początek w skórze po bokach głowy – mówi Dan-E. Nilsson. Metody badań – sporo narzędzi Najnowsze wyniki były możliwe dzięki zastosowaniu szeregu metod badawczych. Były to: Analiza genetyczna. Porównano „odciski palców” genów w poszczególnych komórkach siatkówki i szyszynki u różnych gatunków, co wykazało, że oba narządy mają niemal identyczny skład cząsteczkowy. Badania anatomiczne i fizjologiczne. Za pomocą mikroskopii elektronowej i pomiarów aktywności elektrycznej odkryto, że specyficzne obwody neuronowe (np. komórki dwubiegunowe) w naszych oczach działają na podobnych zasadach, jak oko środkowe. Zapis kopalny. Prześledzono ewolucyjny rozwój oczu bezpośrednio z mózgu oraz przeanalizowano skamieniałości wczesnych strunowców. Źródło: Current Biology Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Myślały, że to wrak. Matka i córka odkryły największą kolonię korali na świecie
Największy koral na świecie został odkryty przez matkę i córkę podczas nurkowania u wybrzeży Australii. Znalezisko na Wielkiej Rafie Koralowej zaskoczyło nawet doświadczonych badaczy i może zmienić sposób, w jaki patrzymy na odporność raf koralowych.
Jan Pope i Sophie Kalkowski-Pope to matka i córka działające w programie nauki obywatelskiej. Podczas nurkowania niedaleko Cairns w Australii, natknęły się na strukturę koralową o tak ogromnych rozmiarach, że przebiła wszystkie znane do tej pory. Znalezisko to przesuwa granice naszej wiedzy o tym, jak duże mogą być pojedyncze kolonie koralowców. Wszystko zaczęło się od pasji Jan Pope do fotografii podwodnej. Podczas nurkowania na mało znanym fragmencie Wielkiej Rafy Koralowej, zauważyła ciemny kształt, który przypominał wrak statku. Okazało się jednak, że to nie stal, a żywy organizm. Jan wróciła na miejsce ze swoją córką Sophie, która zawodowo zajmuje się ochroną mórz w organizacji Citizens of the Reef. Sophie spędziła kilka godzin dokumentując znalezisko. Przepłynięcie wzdłuż całego koralowca zajęło jej aż trzy minuty i natychmiast uświadomiło, że ma do czynienia z czymś wyjątkowym na skalę światową. Rekordowe wymiary i precyzyjne mapowanie 3D Dalsze badania, przeprowadzone we współpracy z naukowcami, potwierdziły skalę odkrycia. Gigantyczny koralowiec należy do gatunku Pavona clavus. Kolonia ma kształt litery „J”, mierzy aż 111 metrów długości i zajmuje powierzchnię blisko 4000 metrów kwadratowych – co można porównać do rozmiaru boiska piłkarskiego. Aby dokładnie zmierzyć obiekt, wykorzystano zaawansowaną technikę fotogrametrii, wykonując tysiące zdjęć, z których złożono trójwymiarowy model kolonii. Jest to obecnie najdokładniej zmapowana wielka struktura koralowa na świecie. Eksperci, m.in. dr Andy Ridley, podkreślają niezwykłość znaleziska i fakt, że koralowiec-gigant tak długo pozostawał nieodkryty. Poprzedni rekord wielkości kolonii także należał do korala Pavona clavus, żyjącego w wodach Wysp Salomona. Nadzieja ukryta w głębinach Odkryta kolonia Pavona clavus jest w doskonałym stanie, jakby zupełnie nie dotknęło jej zjawisko masowego blaknięcia raf koralowych. Naukowcy przypuszczają, że było to możliwe dzięki specyficznej lokalizacji, w której chłodne prądy morskie chronią koralowca przed niszczycielskim wpływem fal upałów i ocieplania się oceanu. Odkrycie matki i córki to zastrzyk optymizmu dla programu ochrony koralowców Great Reef Census. Udowadnia, że na Wielkiej Rafie Koralowej wciąż istnieją „bastiony odporności”. Przypadek Jan i Sophie pokazuje też, że każdy może być odkrywcą i przyczynić się do ochrony przyrody. Źródło: ABC News, Citizens of the Reef Nasza autorka Magdalena Rudzka Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.
Kapsztad ma własne „państwo” roślin. Wyprzedza całe kraje i największe parki narodowe
Na Półwyspie Przylądkowym w RPA rośnie 2785 gatunków roślin – to więcej niż w wielu europejskich krajach. Po 76 latach botanicy zaktualizowali listę i potwierdzili: Kapsztad to centrum światowej bioróżnorodności. Problem w tym, że to zielone bogactwo szybko znika.
Szata roślinna Ziemi nie jest jednorodna – niektóre regiony aż kipią zielenią, inne są jej prawie całkiem pozbawione. Wynika to z milionów lat ewolucji, zmian klimatycznych oraz barier geograficznych. Aby uporządkować tę mozaikę gatunków, nauka wprowadziła system podziału na obszary o podobnej historii i składzie botanicznym. Najważniejszą jednostką jest tzw. państwo florystyczne. A najciekawsze znajduje się w jednym z najbardziej bioróżnorodnych miejsc na Ziemi: w południowej Afryce. Czym jest państwo roślinne? Państwo florystyczne (lub roślinne) to największa jednostka w systemie podziału roślinności na świecie. Obejmuje ono – zwykle ogromne – obszary o wspólnej szacie roślinnej, wynikającej ze wspólnego pochodzenia i historii rozwoju. Fundamentem wyróżnienia danego państwa jest występowanie endemizmu na poziomie całych rodzin i rodzajów roślin. Oznacza to, że określone grupy roślin powstały i występują naturalnie tylko na danym obszarze. Granice państw florystycznych mają często charakter umowny lub nieostry, bo szata roślinna wykazuje tam cechy mieszane. Przykładem takiej strefy przejściowej jest Obszar Saharo-Sindyjski, który łączy cechy flory holarktycznej oraz paleotropikalnej. Globalny podział świata roślin Nauka wyróżnia sześć państw florystycznych, z których każde dzieli się na mniejsze jednostki: podpaństwa, obszary i prowincje. Największym z nich jest Państwo Holarktyczne, obejmujące większość północnej półkuli. Pozostałe to Państwo Neotropikalne (Ameryka Środkowa i Południowa), Paleotropikalne (Afryka i Azja zwrotnikowa), Australijskie oraz Antarktyczne. Ale najciekawsze jest szóste. To najmniejsze pod względem powierzchni, lecz niezwykle bogate Państwo Przylądkowe, obejmujące tylko sam południowy koniuszek Afryki. Pięcioro botaników bada tysiące gatunków Państwo Przylądkowe (Capensis) w RPA i samo miasto Kapsztad, są uznawane za „hotspot” bioróżnorodności. To region wpisany też na listę światowego dziedzictwa UNESCO. Grupa pięciorga botaników z uniwersytetów w Pretorii i Stellenbosch oraz Narodowego Instytutu Bioróżnorodności RPA podjęła się niedawno karkołomnego i bardzo pracochłonnego zadania: aktualizacji spisu gatunków roślin Półwyspu Przylądkowego. To pierwsza taka aktualizacja od 76 lat. Botanikom udało się ustalić, że na tym niewielkim obszarze występuje aż 2785 gatunków, podgatunków i odmian roślin. Zagrożone bogactwo To bogactwo przewyższa wiele całych krajów w Europie i największe parki narodowe USA. Dzięki nowoczesnym narzędziom, takim jak cyfrowe bazy danych i nauka obywatelska (np. aplikacja iNaturalist), naukowcy stworzyli fundament dla skuteczniejszego zarządzania ochroną przyrody w tym regionie. Dominującą formacją Państwa Przylądkowego jest tzw. fynbos. To odporna na okresowe pożary i susze, szybko rosnąca szata roślinna. Charakteryzuje się unikalnymi rodzinami roślin, takimi jak Bruniaceae, które nie występują nigdzie indziej. Niestety, to bogactwo jest poważnie zagrożone – Kapsztad uznaje się jednocześnie za… światową stolicę wymierania roślin kwiatowych. Główne zagrożenia to: gatunki inwazyjne, utrata siedlisk oraz gaszenie naturalnych pożarów, które są niezbędne do regeneracji fynbosu. Dlatego inicjatywy takie, jak aktualizacja spisu gatunków, są absolutnie kluczowe dla zachowania bioróżnorodności Kapsztadu i Państwa Przylądkowego. Źródło: The Conversation Nasza autorka Magdalena Rudzka Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.
Niepozorny gryzoń zdominował niemal wszystkie kontynenty. Ten rząd ssaków cechuje zdumiewająca różnorodność
Gryzoń często postrzegany jest w sposób stereotypowy – jako szkodnik lub prosty organizm laboratoryjny, który istnieje tylko po to, by służyć ludzkości. W rzeczywistości mówimy tu o rzędzie zwierząt o niezwykłej złożoności biologicznej i behawioralnej. Co warto wiedzieć na ich temat? Poniżej odpowiadamy na to pytanie.
Spis treści: Co zadecydowało o sukcesie gryzoni? Królestwo gryzoni to prawdziwa galeria osobliwości Nie każdy zdaje sobie sprawę z niezwykłej pozycji, jaką gryzonie zajmują w światowym królestwie fauny. Mówimy tu o najliczniej reprezentowanym rzędzie w obrębie ssaków. To właśnie te niepozorne zwierzęta stanowią ok. 40% wszystkich gatunków w tej gromadzie. Gryzonie zasiedliły niemal każdy zakątek naszej planety, od skutych lodem pustkowi tundry, przez tętniące życiem lasy deszczowe, aż po surowe, wysokogórskie stepy Andów i betonowe dżungle nowoczesnych metropolii. Co zadecydowało o sukcesie gryzoni? Gryzonie (Rodentia) pojawiły się na ziemi już w paleocenie, czyli tuż po wielkim wymieraniu kredowym. Pod nieobecność ogromnych gadów, nieliczne i niewielkie dotąd ssaki mogły swobodnie ewoluować, zajmując puste nisze. W kolejnej epoce – eocenie – gromada znacznie się zróżnicowała i rozprzestrzeniła na różne kontynenty. Dziś gryzonie są obecne we wszystkich siedliskach lądowych, w niemal każdym zakątku świata (jedynym wyjątkiem jest Antarktyda). Co stoi za ich spektakularnym sukcesem biologicznym? To zasługa unikatowych cech, które wykształciły w toku ewolucji. Zęby jak dłuta Nazwa rzędu – Rodentia – wywodzi się od łacińskiego słowa „rodere”, oznaczającego „gryźć”. To właśnie aparat gębowy jest cechą definiującą tę grupę i kluczem do ich globalnej dominacji. W przeciwieństwie do większości ssaków, których zęby przestają rosnąć po osiągnięciu dojrzałości, siekacze gryzoni (jedna para w szczęce i jedna w żuchwie) rosną nieprzerwanie przez całe życie zwierzęcia. Ta niezwykła cecha jest ewolucyjnym przystosowaniem do pobierania twardego, włóknistego materiału roślinnego. Pokarm o takiej strukturze powoduje gwałtowne ścieranie się koron zębowych. Gdyby zęby gryzonia przestały rosnąć, zwierzę w krótkim czasie straciłoby zdolność pobierania pokarmu i zginęło z głodu. Mechanizm ten wymaga jednak precyzyjnej kontroli – gryzoń musi nieustannie ścierać zęby, aby nie przerosły one i nie zablokowały możliwości otwierania pyska, co w naturze równałoby się wyrokowi śmierci. Kluczowe znaczenie ma w tym przypadku asymetryczna budowa siekacza. Przednią ścianę pokrywa twarde szkliwo, natomiast tylna zbudowana jest z miększej zębiny. W trakcie gryzienia miękka część ściera się znacznie szybciej niż twarda. Efektem tego jest tworzenie się ostrej krawędzi tnącej w kształcie dłuta, która samoistnie się ostrzy z każdym ruchem szczęk. Mineralne wzmocnienie U niektórych gatunków natura poszła o krok dalej, wzmacniając szkliwo minerałami. Charakterystyczny pomarańczowy lub czerwonawy kolor zębów bobra nie jest wynikiem diety, a efektem wbudowywania w strukturę szkliwa związków żelaza. To „metaliczne” uzębienie zapewnia niespotykaną twardość i odporność na pękanie, umożliwiając bobrom ścinanie potężnych drzew bez uszczerbku na zdrowiu. Funkcjonalna pustka Kolejną wyjątkową cechą anatomii gryzoni jest diastema – szeroka przerwa występująca między siekaczami a zębami przedtrzonowymi i trzonowymi. Należy podkreślić, że u gryzoni diastema nie jest wadą anatomiczną. To przestrzeń o kluczowym znaczeniu funkcjonalnym. Dzięki niej gryzonie mogą wciągnąć fałdy policzkowe do wnętrza jamy ustnej, skutecznie oddzielając przednią część pyska (służącą do odgryzania i dłutowania) od tylnej (służącej do żucia i połykania). To pozwala im na gryzienie materiałów niejadalnych – drewna, ziemi, a w przypadku gatunków synantropijnych także materiałów wytworzonych przez człowieka – bez ryzyka połknięcia szkodliwych wiórów czy pyłu. To właśnie ta adaptacja pozwala bobrom pracować pod wodą z zamkniętym pyskiem (za siekaczami), nie krztusząc się, a szczurom przegryzać się przez przeszkody budowlane. Świetnie rozwinięte zmysły Sukces gryzoni nie opiera się wyłącznie na sprawności szczęk. Ich zmysły są doskonale dostosowane do trybu życia, jaki prowadzą. Wibrysy są u nich niezwykle rozwinięte, pozwalając na precyzyjną nawigację w całkowitych ciemnościach nor i tuneli, gdzie wzrok jest bezużyteczny. Warto wspomnieć, że badania nad koszatniczkami ujawniły jeszcze niezwyklejsze zdolności. Okazuje się, że te andyjskie gryzonie wykazują zdolność widzenia w promieniowaniu ultrafioletowym. Mało tego, świeży mocz koszatniczek silnie odbija światło UV. Sugeruje to istnienie skomplikowanego systemu komunikacji wizualno-zapachowej. Dla koszatniczki ścieżka zapachowa pozostawiona przez innego osobnika jest nie tylko wyczuwalna, ale dosłownie świeci w ich spektrum widzenia. To pozwala na oznaczanie terytorium i identyfikację członków stada w sposób, który pozostaje niewidoczny dla wielu drapieżników. Królestwo gryzoni to prawdziwa galeria osobliwości Od zwierząt mierzących zaledwie kilka centymetrów długości, po kolosy wielkości owcy – rząd gryzoni charakteryzuje się ogromną różnorodnością form i rozmiarów. Przyjrzyjmy się kilku ciekawym gatunkom, które go reprezentują. Kapibara wielka Niekwestionowanym królem rozmiaru wśród gryzoni jest kapibara wielka, czyli Hydrochoerus hydrochaeris. Gryzoń zamieszkujący Amerykę Południową może osiągać do 130 cm długości o do 65 kg masy ciała. Należy jednak podkreślić, że rekordziści znacznie przekraczają tę wartość. Największa znana samica ważyła, uwaga, 91 kg! Są to zwierzęta wybitnie społeczne, żyjące w dużych grupach rodzinnych. Ich anatomia jest doskonale przystosowana do ziemno-wodnego trybu życia. Oczy, uszy i nozdrza umieszczone są w jednej linii na szczycie masywnej głowy, co pozwala im na obserwację otoczenia, słuchanie i oddychanie przy niemal całkowitym zanurzeniu ciała w wodzie. Trąbkołszek beludżystański Na przeciwległym końcu skali znajduje się trąbkołszek beludżystański, czyli Salpingotulus michaelis. Ten malec osiąga długość do 4,4 cm (bez ogona) i masę ciała dochodzącą do zaledwie 3,7 g. To pakistański endemit, występujący wyłącznie w Beludżystanie. Jest aktywny wyłącznie nocą. Dzięki temu unika upału panującego na pustyni w ciągu dnia. Porusza się na tylnych łapach, za pomocą długich skoków. Golec piaskowy To jedna z największych osobliwości w świecie gryzoni. Mieszkający na obszarach Afryki Wschodniej golec piaskowy, czyli Heterocephalus glaber, żyje w podziemnych korytarzach i prawie nigdy nie wychodzi na powierzchnię. Jest ślepy i prawie zupełnie pozbawiony owłosienia. Szczur śniady Wywodzący się z krainy orientalnej szczur śniady (Rattus rattus) zdołał skolonizować wszystkie kontynenty (poza Antarktydą). Podobnie jak mysz domowa, po mistrzowsku dostosował się do życia w środowisku synantropijnym. Przez ludzi został uznany za jednego z największych szkodników. Trudno się temu dziwić. Jako zwierzę wszystkożerne, wraz z podbojem terytoriów ludzkich szczur wyjadał plony i zapasy, a pozostawiając w reszcie żywności swoje odchody, czynił ją niezdatną do spożycia. Nie można też nie wspomnieć, że to właśnie ten gatunek pośrednio przyczynił się do epidemii chorób, które uśmierciły miliony ludzi – tyfusu plamistego i dżumy. Nasz autor Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Rekin wielorybi to fascynujący olbrzym. Imponuje nie tylko wymiarami, ale także masą
Rekin wielorybi należy do największych, a przy tym także najniezwyklejszych mieszkańców oceanów. Mówimy tu bowiem o niezwykłym paradoksie biologicznym – gatunku, który łączy w sobie rozmiary walenia z fizjologią drapieżnika chrzęstnoszkieletowego. Jak wygląda rekin wielorybi? Gdzie występuje i czym się żywi? Na te i inne pytania odpowiadamy poniżej.
Spis treści: Kolos wśród rekinów Dieta i mechanizm odżywiania Zasięg występowania Rozmnażanie i cykl życiowy Już na wstępie warto zaznaczyć, że rekin wielorybi (Rhincodon typus) to największa ryba, przemierzająca oceany. Ma wymiary zbliżone do wymarłego superdrapieżnika – mierzącego ponad 16 metrów megalodona, który polował w morzach miocenu i pliocenu. Z tym wielkim myśliwym łączą go jednak wyłącznie wymiary i przynależność do gromady ryb chrzęstnoszkieletowych. Należy bowiem podkreślić, że mówimy tu o łagodnym olbrzymie, którego jadłospis składa się przede wszystkim z niewielkich organizmów. Kolos wśród rekinów Na pierwszy rzut oka rekin wielorybi może wydawać się niezgrabnym gigantem, ale to tylko pozory. W rzeczywistości anatomia tego kolosa jest majstersztykiem natury, zoptymalizowanym pod kątem energooszczędnego przemieszczania się na ogromne dystanse i efektywnego pozyskiwania pokarmu. Wymiary i masa Ile metrów mierzy największa ryba? Rekordowy wiarygodnie zmierzony osobnik osiągnął długość 18,8 metra. W niektórych źródłach pojawiają się wzmianki o 20-metrowych rekinach wielorybich, jednak większość spotykanych w naturze dorosłych okazów mieści się w przedziale od 10 do 12 metrów. Dla porównania, największy długoszpar mierzył 12,27 m. Nie można nie wspomnieć, że Rhincodon typus jest nie tylko największą rybą, ale także największym zwierzęciem niebędącym waleniem. U przedstawicieli tego gatunku, przeciętna masa ciała sięga 13,6 t. Szacunkowa masa największych osobników to natomiast 34 t. Skóra rekina wielorybiego – pancerz i kamuflaż Skóra tego giganta to kolejny ewenement w świecie fauny. Na grzbiecie może osiągać grubość do 10–15 cm, co czyni ją najgrubszą skórą w królestwie zwierząt, przewyższającą pod tym względem nawet skórę nosorożców czy słoni. Pokrywają ją łuski plakoidalne o unikatowej dla tego gatunku budowie. Mają silny centralny kil i trójwymiarową krawędź tylną. Taka struktura nie tylko zapewnia ochronę mechaniczną przed pasożytami i otarciami, ale również redukuje opór hydrodynamiczny, co jest kluczowe dla zwierzęcia o tak dużej powierzchni ciała. Ciemna (szara, niebieska lub brązowa) skóra rekina wielorybiego jest upstrzona jasnymi kropkami i pasami, których wzór jest unikatowy dla każdego osobnika. Pełni on funkcję kamuflażu, chroniącego młode osobniki przed drapieżnikami – wzór „rozbija” zarys sylwetki ryby w migotliwym świetle. Hydrodynamika Mimo wielkich gabarytów, ciało rekina wielorybiego jest opływowe. Charakterystyczną cechą tego gatunku są trzy kile – dwa na górze i jeden pośrodku. Działają one jak stabilizatory kursu, zmniejszając kołysanie podczas pływania i poprawiając efektywność energetyczną ruchu, co jest szczególnie istotne przy powolnym tempie pływania, preferowanym przez przedstawicieli tego gatunku. Głównym napędem jest potężna, asymetryczna płetwa ogonowa. Należy wspomnieć, że u dorosłych osobników górny płat jest tylko nieznacznie większy od dolnego, co zbliża ją do kształtu półksiężycowatego, typowego dla szybkich pływaków pelagicznych. Dieta i mechanizm odżywiania Jadłospis rekina wielorybiego jest dość zróżnicowany. Obejmuje: zooplankton – widłonogi, szczętki, larwy krabów i wężowidła; nekton – małe ryby ławicowe (w tym sardynki) i niewielkie kałamarnice; ikrę – najbardziej zasobny w energię element diety rekina wielorybiego. Szacuje się, że dorosły osobnik może przefiltrować ponad 6000 litrów wody na godzinę, a jego dzienne zapotrzebowanie energetyczne w okresach intensywnego żerowania może sięgać dziesiątek tysięcy kilokalorii. Anatomia aparatu filtracyjnego To zaskakujące, że zwierzę o masie kilkunastu ton może przetrwać na diecie składającej się z organizmów, których wielkość mierzona jest w milimetrach. Kluczem do sukcesu tego gatunku jest budowa jamy gębowej i aparatu skrzelowego. Otwór gębowy znajduje się na samym przodzie pyska (co jest nietypowe dla rekinów) i może rozciągać się na szerokość 1,5 metra. Wewnątrz znajduje się ponad 300 rzędów zredukowanych, hakowatych zębów. Najprawdopodobniej stanowią one pozostałość ewolucyjną, ale mogą też pomagać w zatrzymywaniu większych ofiar. Głównym narzędziem do zdobywania pożywienia są poduszki filtracyjne. Jest ich 20 (po 5 par po obu stronach gardzieli). Są to gąbczaste struktury, zbudowane z przekształconych wyrostków filtracyjnych, tworzące sieć o oczkach o średnicy około 1–1,2 mm. Mechanizm filtracji Przedstawiciele tego gatunku mogą stosować dwie odmienne strategie żerowania, w zależności od zagęszczenia pożywienia – bierną lub czynną. W pierwszym przypadku, rekin płynie z otwartą paszczą, „zagarniając” wodę. Jest to metoda stosowana przy rzadszym planktonie, pozwalająca na przeszukiwanie dużych obszarów. Natomiast żerując czynnie, ryba zatrzymuje się, często przyjmując przy tym pozycję wertykalną. Naprzemiennie otwiera i zamyka pysk, zasysając wodę jak potężna pompa. Pozwala to na pobieranie pokarmu z jednego miejsca (np. zbitej ławicy ikry) bez marnowania energii na pływanie. Zasięg występowania Rekin wielorybi jest gatunkiem kosmopolitycznym, zamieszkującym wszystkie tropikalne i ciepłe umiarkowane oceany świata. Preferuje wody powierzchniowe o średniej temperaturze na poziomie 27 stopni Celsjusza. Należy wspomnieć, że zwierzęta te są zdolne do ekstremalnych nurkowań. Naukowcy obserwowali zanurzenia na głębokość przekraczającą 1900 m. Najprawdopodobniej służy to chłodzeniu organizmu. Rekiny wielorybie większość czasu spędzają na otwartym oceanie, ale w określonych porach roku gromadzą się w strefie przybrzeżnej. Takie skupiska są niemal zawsze skorelowane z masowymi zakwitami planktonu lub tarłem innych organizmów. Rozmnażanie i cykl życiowy Biologia rozrodu Rhincodon typus przez dekady pozostawała jedną z największych tajemnic oceanografii. Do połowy lat 90. XX wieku wiedza ta opierała się niemal wyłącznie na domysłach. Kluczowy moment nastąpił w 1995 roku na Tajwanie, gdzie rybacy złowili ogromną, ciężarną samicę. Sekcja zwłok ujawniła coś niewiarygodnego: w jej dwóch macicach znajdowało się ponad 300 embrionów na różnym etapie rozwoju. To potwierdziło, że rekiny wielorybie są jajożyworodne. Fakt, że embriony wykazywały różny etap rozwoju, a ich ojcem był ten sam samiec, sugeruje, że samica potrafi przechowywać nasienie po kopulacji i zapładniać jaja partiami przez długi czas. Noworodki rekina wielorybiego są widywane ekstremalnie rzadko. Naukowcy zakładają, że po urodzeniu młode natychmiast udają się na głębokie wody otwartego oceanu, aby uniknąć drapieżników przybrzeżnych. Dopiero po osiągnięciu bezpieczniejszego rozmiaru (3–4 metry) zaczynają pojawiać się w strefach agregacji. Szacuje się, że osiągają ją bardzo późno, w wieku około 30 lat. Badania wykorzystujące datowanie radiowęglowe kręgów sugerują, że mogą żyć od 70 do nawet 100 lat. Nasz autor Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Czy instrumenty lądowników Viking odkryły życie na Marsie już pół wieku temu? Nowe analizy naukowców
W tym roku minie 50 lat od wylądowania na Marsie bliźniaczych urządzeń badawczych NASA, czyli słynnych lądowników Viking 1 i Viking 2. Te bezzałogowe sondy miały m.in. poszukiwać na Czerwonej Planecie śladów życia. Zdaniem zespołu Steve’a Bennera, profesora chemii z Foundation for Applied Molecular Evolution na Florydzie, sondy taki ślad znalazły.
Amerykański program Viking, realizowany przez Laboratorium Napędu Odrzutowego Centrum NASA (JPL) był przełomowym przedsięwzięciem. Przede wszystkim pierwszy raz w historii udało się połączyć wejście na orbitę Marsa z lądowaniem i długotrwałymi badaniami jego powierzchni. Dwie sondy – Viking 1 i Viking 2 – każda złożona z orbitera i lądownika – dotarły do planety w 1976 roku. Przez kilka lat pracy lądowniki zebrały bezprecedensową ilość danych naukowych. Wykonały pierwsze wyraźne zdjęć marsjańskiego krajobrazu z poziomu gruntu, prowadziły badania meteorologiczne i geologiczne. Orbitery wykonały mapy naszej sąsiedniej planety. Automatyczne laboratorium geologiczne Do badań lądowniki wykorzystywały automatyczne ramię i własne specjalne miniaturowe laboratoria biologiczne. I właśnie te badania zainteresowały Steve’a Bennera, profesora chemii z Foundation for Applied Molecular Evolution na Florydzie. Sondy marsjańskie Viking były wyposażone w trzy instrumenty – eksperymenty do wykrywania życia. I wszystkie one dały pozytywne wyniki. Jednak pozorna porażka innego instrumentu, chromatografu gazowego ze spektrometrem masowym (GC-MS), który nie wykrył cząsteczek organicznych niezbędnych dla życia, skłoniła naukowca projektu Viking, Geralda Soffena, do słynnego wniosku: „Brak ciał, brak życia”. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2025/08/2025-08-12-225001-Were-these-ancient-sites-built-by-aliens-Heres-why-some-people-think-so.--Nat-fbb5bdb.png" width="1145" height="845" alt="Orbiter Viking 1 sfotografował Marsa w 1976 roku. Cienie w formacji skalnej tworzą iluzję ludzkiej twarzy." title="Orbiter Viking 1 sfotografował Marsa w 1976 roku. Cienie w formacji skalnej tworzą iluzję ludzkiej twarzy." /> Zespół Bennera stara się teraz naprawić to, co ich zdaniem było 50-letnią pomyłką, przez którą wszyscy uznali Marsa za jałowy. – GC-MS wykazał brak cząsteczek organicznych, a przynajmniej taka była interpretacja zespołu Vikinga. Teraz wiemy, że jednak je znalazł! – powiedział w rozmowie ze Space.com prof. Benner. Zgubiony materiał organiczny Chromatograf GC-MS działał poprzez podgrzewanie próbek marsjańskiej gleby – najpierw do 120°C, aby usunąć nadmiar dwutlenku węgla z atmosfery Marsa, a następnie do 630°C, by odparować wszelkie obecne w glebie związki organiczne i umożliwić ich analizę. Według zachowanych danych spektrometr masowy wykrył jedynie nieoczekiwany drugi wyrzut dwutlenku węgla oraz niewielkie ilości chlorku metylu i chlorku metylenu. Jest to o tyle zaskakujące, że w analizowanym materiale powinny znajdować się jakieś cząsteczki organiczne – choćby z materiału meteorytowego gromadzącego się przez miliardy lat. A skoro nie było ich wcale – argumentował zespół naukowy Vikinga – musiał istnieć nieznany utleniacz. To wyjaśnienie nie przekonywało części naukowców, szczególnie Gila Levina, głównego badacza eksperymentu Label Release, który przez lata podważał przekonanie o jałowości Marsa. Levin upatrywał rozwiązania tej zagadki w danych zebranych w 2008 roku przez lądownik Phoenix, który odkrył na powierzchni Marsa nadchlorany. To również utleniacze – wystarczająco silne, by przez tysiąclecia niszczyć związki organiczne z meteorytów, lecz za słabe, by wyjaśnić wyniki Label Release. Zdaniem Bennera i jego współpracowników sedno tkwi gdzie indziej. – W 2010 roku Rafael Navarro-González wykazał, że związki organiczne plus nadchlorany dają w efekcie chlorek metylu i dwutlenek węgla. Reakcja ta produkuje w 99% CO₂ i w 1% chlorek metylu, co tłumaczyłoby dodatkowy wyrzut dwutlenku węgla i rzekomy „rozpuszczalnik czyszczący”, gdy próbkę podgrzano do 630°C. Teraz wiemy więc, że GC-MS nie zawiódł – odkrył związki organiczne poprzez produkty ich rozpadu – stwierdził Benner. BARSOOM: bakteryjne autotrofy Wykrycie cząsteczek organicznych w ten sposób wzmacnia argument, że trzy eksperymenty biologiczne Vikingów – Label Release, Pyrolytic Release i Gas Exchange – mogły jednak naprawdę znaleźć życie. Co więcej, Benner i jego grupa opracowali nawet model tego, jak mogłyby wyglądać domniemane marsjańskie mikroby. Nazywają go modelem BARSOOM: bakteryjne autotrofy oddychające zmagazynowanym tlenem na Marsie (Barsoom to nazwa Marsa używana przez jego mieszkańców w powieściach Edgara Rice’a Burroughsa). Zdaniem badaczy takie bakterie wykorzystywałyby fotosyntezę do wytwarzania pożywienia. Nocą przechodziłyby w stan uśpienia, magazynując wytworzony tlen, by użyć go po „przebudzeniu”. To mogłoby tłumaczyć emisję tlenu wykrytą w eksperymencie Gas Exchange. Początkowa interpretacja wyników GC-MS mogła cofnąć badania astrobiologiczne na Marsie o 50 lat. Zamiast debaty o tym, czy Viking odkrył życie, dyskusję zamknięto, a oficjalna linia – powtarzana w podręcznikach – głosi, że misje nic takiego nie znalazły. Może czas na nową interpretację danych? Źródło: Astrobiology Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Te drzewa w Dolomitach miały przewidzieć zaćmienie Słońca. Prawda okazała się jednak inna
Międzynarodowy zespół naukowców podważa sensacyjne twierdzenia o zdolnościach drzew do przewidywania zaćmienia. Badacze ujawniają, że synchronizacja aktywności elektrycznej świerków była skutkiem lokalnej burzy, a nie „leśnej telepatii”.
W 2025 roku zespół naukowców z Włoch, Wielkiej Brytanii, Hiszpanii i Australii, kierowany przez prof. Alessandro Chiolerio z Italian Institute of Technology i University of the West of England, opublikował badanie sugerujące, że świerki w Dolomitach potrafią przewidzieć zaćmienie Słońca. W pracy opublikowanej w czasopiśmie „Royal Society Open Science” autorzy twierdzili, że 14 godzin przed częściowym zaćmieniem słońca nad Dolomitami świerki wykazywały zsynchronizowany wzrost aktywności bioelektrycznej. Badacze odczytali to jako oznakę „leśnej inteligencji”. Wskazywali, że drzewa zachowywały się jak jeden organizm, komunikując się ze sobą i wspólnie przygotowując na nadchodzące zjawisko. Szczególnie podkreślano, że starsze drzewa wykazywały silniejszą reakcję, co miało sugerować, że posiadają one „pamięć” poprzednich zaćmień i przekazują wiedzę młodszym. Co naprawdę spowodowało synchronizację drzew w Dolomitach? Te kontrowersyjne tezy nie wytrzymały jednak zderzenia z naukową krytyką. W czasopiśmie „Trends in Plant Science” właśnie opublikowano artykuł autorstwa prof. Ariela Novoplansky’ego z Ben-Gurion University of the Negev i jego zespołu. Nowa praca całkowicie podważa wcześniejsze twierdzenia. Badacze przedstawili dowody, że obserwowana synchronizacja aktywności elektrycznej była wynikiem lokalnej burzy z piorunami, która miała miejsce dokładnie w czasie wzmożonej reakcji drzew. Według prof. Novoplansky’ego, zamiast odwoływać się do egzotycznych i niesprawdzonych teorii, należy brać pod uwagę dobrze znane czynniki środowiskowe. To klasyczny przykład tzw. brzytwy Ockhama. „Zamiast rozważać proste, dobrze udokumentowane czynniki, takie jak intensywna burza z piorunami w pobliżu miejsca badań, autorzy poszli w stronę atrakcyjnej narracji, że drzewa przygotowywały się na zaćmienie” – stwierdził uczony w artykule. Dlaczego teoria o „leśnej inteligencji” została odrzucona? Naukowcy obalający teorię zespołu prof. Chiolerio wskazali na wiele luk metodologicznych. Przede wszystkim przypomnieli, że każde zaćmienie jest inne – różni się lokalizacją, wielkością i czasem trwania. Świerki w Dolomitach nie miałyby zatem możliwości „uczenia się” poprzednich zaćmień i przewidywania kolejnych na podstawie przeszłych doświadczeń. Ponadto zmiany grawitacyjne związane z zaćmieniem Słońca są zbyt subtelne i nie różnią się znacząco od tych występujących np. podczas nowiu Księżyca. Rośliny potrafią reagować na zmiany warunków środowiskowych, a nawet przewidywać i przygotowywać się na zagrożenia, np. przyszłą konkurencję ze strony obecnie nieszkodliwych sąsiadów. Jednak zaćmienie Słońca nie stanowiło dla świerków żadnego problemu. „Światło było tylko o około 10,5% słabsze przez raptem dwie godziny. Większe zmiany powodują zwykłe chmury, często przechodzące nad Dolomitami” – mówi prof. Novoplansky. Kolejnym istotnym zarzutem była bardzo mała próba badawcza w pracy prof. Chiolerio – jedynie trzy żywe drzewa i pięć pniaków. Tak ograniczona liczba obserwacji nie pozwala na wyciąganie szeroko zakrojonych wniosków na temat zachowania całego ekosystemu. Prof. Novoplansky podkreślił, że „aktywność elektryczna drzew jest rzeczywistym zjawiskiem, ale nadal pozostaje dziedziną w początkowej fazie badań”. Wskazał też, że przypisywanie drzewom zdolności pamięci, przewidywania i komunikacji na podstawie samych korelacji bez udowodnionych mechanizmów jest nieuzasadnione. Jakie konsekwencje niesie promowanie pseudonauki? Według autorów nowego artykułu, publikowanie i popularyzowanie takich wniosków bez solidnych dowodów może prowadzić do szkodliwego zamieszania wśród społeczeństwa. Ułatwia to rozwój pseudonauki i podważa zaufanie do rzetelnych badań naukowych. Prof. Novoplansky stwierdził, że „las jest wystarczająco cudowny, by nie trzeba było wymyślać irracjonalnych, choć atrakcyjnych opowieści o przewidywaniu czy komunikacji między drzewami opartych jedynie na korelacji”. Źródła: Royal Society Open Science, Trends in Plant Science
Twoje ciało na mrozie: tryb „twierdzy”, wilczy apetyt i tajemnice temperatury odczuwalnej
Dlaczego zimą mamy apetyt na coś tłustego, mrowią nam ręce, częściej łapiemy infekcje i marzniemy bardziej, niż wskazywałby termometr? W naszych ciałach mróz uruchamia całą kaskadę procesów i przechodzi ono w „tryb awaryjny”.
Spis treści Fizyka kontra skóra: dlaczego -5°C to czasem gorzej niż -15°C? Strategia „twierdzy”, czyli jak krew ucieka do środka Dlaczego zimą marzysz o pączku i boczku? Czy płuca faktycznie marzną na mrozie? Pułapka „rozgrzewaczy” Kiedy wychodzimy z ciepłego mieszkania na siarczysty mróz, nasze ciała nie tylko czują zimno. One natychmiast przechodzą w stan wysokiej gotowości, uruchamiając kaskadę procesów, które mają jeden cel: utrzymać temperaturę. Walka z mrozem to fascynujący spektakl fizyki, biologii i ewolucyjnych przystosowań. Fizyka kontra skóra: dlaczego -5°C to czasem gorzej niż -15°C? Zacznijmy od paradoksu: przy -5 st. C. nad morzem marzniemy często bardziej niż przy -15 st. C. w suchych górach. Ba – nawet temperatury w okolicach zera stopni wiele osób uważa za trudniejsze do zniesienia niż mróz. Wytłumaczenie tego fenomenu kryje się w pojęciu temperatury odczuwalnej, która jest wypadkową temperatury powietrza, wilgotności oraz prędkości wiatru. Nasza skóra jest otoczona cienkim „kokonem” powietrza ogrzanego ciepłem naszego ciała, które działa jak naturalna izolacja. Wiatr jest wrogiem tej warstwy – dosłownie ją zdmuchuje, zmuszając organizm do ciągłego wydatkowania energii na ogrzewanie nowych partii powietrza. Jeśli dodamy do tego wysoką wilgotność, sytuacja się pogłębia. Cząsteczki wody przewodzą ciepło wielokrotnie lepiej niż suche powietrze, działając jak mikroskopijni złodzieje energii, którzy wyciągają ciepło bezpośrednio z naszych tkanek. Zatem aby porządnie zmarznąć wcale nie potrzeba „zimy stulecia". Strategia „twierdzy”, czyli jak krew ucieka do środka Gdy tylko receptory zimna w skórze wyślą sygnał o mrozie, mózg podejmuje brutalną decyzję strategiczną: zaczyna się wazokonstrykcja. Za tym specjalistycznym terminem kryje się proste zjawisko: naczynia krwionośne w dłoniach, stopach, nosie i uszach gwałtownie się kurczą. Krew zostaje wycofana z peryferii i skierowana do klatki piersiowej oraz jamy brzusznej. To centralizacja krążenia, czyli mechanizm „twierdzy” – organizm poświęca palce, aby chronić najważniejsze narządy (serce, płuca i mózg). To właśnie dlatego na mrozie odczuwamy drętwienie kończyn, a czasem ich ból. Co ciekawe, proces ten ma skutek uboczny znany jako diureza z zimna. Skurcz naczyń obwodowych zwiększa ciśnienie krwi wewnątrz ciała. Nerki, próbując wyrównać to ciśnienie, zaczynają intensywniej filtrować płyny, co skutkuje nagłą potrzebą wizyty w toalecie tuż po tym, jak zmarzniemy. Dlaczego zimą marzysz o pączku i boczku? Wpływ mrozu na nasze łaknienie to nie kwestia braku silnej woli, lecz czysta termodynamika. Aby wytworzyć ciepło, musimy spalać paliwo. Robimy to ruszając się lub spalając tkankę tłuszczową – a są to procesy wymagające energii. Kiedy jest nam już bardzo zimno, nasze mięśnie zaczynają drżeć. Te mimowolne skurcze nie wykonują żadnej pracy – niemal cała zużyta przez nie energia zamieniana jest na ciepło. To proces skuteczny, ale niezwykle kosztowny energetycznie, który błyskawicznie wyczerpuje zapasy glikogenu, czyli zapasu cukrów w organizmie. Z kolei tzw. brunatny tłuszcz to fascynująca tkanka, charakterystyczna dla ssaków. Wśród ludzi długo uważano ją za obecną tylko u niemowląt. Dziś wiemy, że dorośli też ją mają (głównie w okolicach szyi i klatki piersiowej). W przeciwieństwie do białego tłuszczu, który magazynuje energię, brunatny tłuszcz jest „biologicznym piecem”. Zawiera mnóstwo mitochondriów i białko UCP1, które pozwala spalać kalorie bezpośrednio w celu wytworzenia ciepła. Gdy organizm przełącza się w tryb „ogrzewanie”, poziom cukru we krwi spada, a mózg wysyła jasny komunikat: potrzebujemy paliwa! Stąd nagłe zachcianki na potrawy tłuste i wysokowęglowodanowe. Sałatka na mrozie wydaje się ewolucyjnym błędem – organizm domaga się czegoś, co „podtrzyma ogień w piecu”. Czy płuca faktycznie marzną na mrozie? Często obawiamy się, że wdychanie mroźnego powietrza „przeziębi” nam płuca. Nic bardziej mylnego – nasz układ oddechowy to genialny wymiennik ciepła. Nawet jeśli wdychamy powietrze o temperaturze -20 st. C., zanim pokona ono drogę przez nosogardziel i tchawicę do pęcherzyków płucnych, zostaje ogrzane do temperatury ciała i nasycone wilgocią. Prawdziwym problemem nie jest temperatura, ale suchość mroźnego powietrza. Powoduje ona wysuszanie śluzówek, co upośledza transport rzęskowy, czyli nasz naturalny mechanizm oczyszczania dróg oddechowych z pyłów i wirusów. To właśnie dlatego zimą jesteśmy bardziej podatni na infekcje. Pułapka „rozgrzewaczy” Na koniec warto podkreślić najgroźniejszy sposób rozgrzewania się na mrozie: alkohol. Choć po łyku koniaku czujemy błogie ciepło, jest to biologiczny sabotaż. Alkohol wymusza rozszerzenie naczyń krwionośnych, które organizm tak starannie obkurczył. Ciepła krew z centrum ciała wraca do skóry, dając złudne poczucie komfortu, ale jednocześnie błyskawicznie oddając to ciepło do otoczenia. W rezultacie temperatura wewnętrzna ciała spada szybciej, co jest prostą drogą do hipotermii. Nasza autorka Magdalena Rudzka Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (ukończyła MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.
Nowy gatunek zwierzęcia odkryty w sercu Tatr. Wśród odkrywców naukowcy z Uniwersytetu Łódzkiego
Ta historia dowodzi, że nieznane gatunki można odkryć nawet w doskonale rozpoznanych i bliskich środowiskach. Międzynarodowy zespół naukowców, w którym brali udział także Polacy, właśnie odkrył nowy gatunek zwierzęcia w jednaj z jaskiń w Tatrach Niskich, na terenie Słowacji.
Wprawdzie nie jest duży i jest „tylko” widłonogiem – ale to zupełnie nieznany nauce gatunek. Elaphiodella droppai – bo taką otrzymał nazwę – zamieszkuje wypełnione wodą szczeliny głęboko w jaskiniach. A na pewno w jednej: jego obecność odkryto w Demianowskiej Jaskinii Wolności na Słowacji. Nowy gatunek opisano właśnie w artykule naukowym, opublikowanym w czasopiśmie „Zoologica Scripta”. Polscy i słowaccy naukowcy badają tatrzańską jaskinię Wilgotne środowisko Jaskinii Wolności było badane przez międzynarodowy zespół naukowców, w którego skład weszli biolodzy związani z Katedrą Zoologii Bezkręgowców i Hydrobiologii Uniwersytetu Łódzkiego: prof. Dr hab. Michał Grabowski, Andrea Desiderato oraz Michal Rendoš (dziś na Uniwersytecie Preszowskim). Jednym z autorów artykułu jest też Maciej Karpowicz z Katedry Ekologii Wód Uniwersytetu w Białymstoku. Reszta autorów badania to Słowacy. Nieznany nauce skorupiak Nowo odkrytego widłonoga tak opisują sami naukowcy: „Kim jest nowy bohater? To maleńki skorupiak, który jest stygobiontem – wyspecjalizowanym mieszkańcem wód podziemnych. Gatunek ten żyje w tzw. epikrasie, czyli systemie mikroszczelin wypełnionych wodą, znajdującym się tuż nad stropem jaskini. To właśnie stamtąd, wraz z wodą przesączającą się przez skały, trafia do jaskiniowych nacieków.” Gatunek udało się odkryć dzięki zastosowaniu nowoczesnej technologii: mikroskopii elektronowej SEM oraz analizie DNA. Łacińska nazwa widłonoga nawiązuje do nazwiska Antona Droppy – pioniera badań speleologicznych w tym regionie Słowacji. Jaskinie. Rezerwuar bioróżnorodności Naukowcy podkreślają, że niedostępne środowisko jaskiniowych wód to „laboratorium ewolucji”, gdzie potencjalnie może żyć jeszcze wiele zupełnie nieznanych nauce gatunków. „Izolacja tworzy gatunki: badania dowodzą, że specyficzne warunki w epikrasie sprzyjają powstawaniu unikalnych, lokalnych gatunków, które nie występują nigdzie indziej na świecie. (…) Nowodkryty gatunek wykazuje znaczną zmienność morfologiczną, co sugeruje, że procesy ewolucyjne w podziemnych laboratoriach natury wciąż wykazują dużą dynamikę!” – tłumaczą w mediach społecznościowych naukowcy. Widłonogi – maleńcy mieszkańcy wszystkich wód na Ziemi Niegościnne i odizolowane wody w Jaskinii Wolności to dla widłonogów nic nadzwyczajnego. Te organizmy zasiedlają niemal każde wilgotne środowisko na Ziemi – od wszystkich oceanów i wód słodkich po wilgotny mech, piasek plaż, a nawet korę drzew tropikalnych. Jak dotąd opisano ponad 13 tysięcy ich gatunków. Źródła: Katedra Zoologii Bezkręgowców i Hydrobiologii UŁ Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Rewolucja w badaniu biosfery. Powstał pierwszy globalny atlas podziemnej grzybni
W czasopiśmie „Nature” opublikowano pierwszą w historii, tak szczegółową mapę bioróżnorodności podziemnych grzybów mykoryzowych. Międzynarodowy zespół naukowców przeanalizował miliardy sekwencji DNA grzybów zebranych z 130 krajów. To przełomowe odkrycie zmienia naszą wiedzę o biosferze i metodach ochrony klimatu.
Spis treści Grzyby mykoryzowe: podziemne serce ekosystemów Niezwykła mapa światowej grzybni Olbrzymie przedsięwzięcie badawcze Naukowcy opublikowali pierwszą na świecie szczegółową mapę bioróżnorodności podziemnych grzybów mykoryzowych. Mykoryza to symbioza między grzybami a korzeniami roślin. To zjawisko kluczowe dla życia i zdrowia wielu roślin, w tym drzew. Grzyby dostarczają roślinom wodę i składniki mineralne (np. fosfor), a w zamian otrzymują produkty fotosyntezy (cukry). Nowa mapa to krok milowy w poznaniu funkcjonowania ekosystemów na całym świecie. Grzyby mykoryzowe: podziemne serce ekosystemów Grzyby mykoryzowe odgrywają kluczową rolę w funkcjonowaniu ekosystemów: wspomagają rośliny w pobieraniu składników odżywczych, magazynują ogromne ilości węgla (ok. 13 miliardów ton CO₂ rocznie), regulują obiegi wody i składników mineralnych. Mimo to, do tej pory pozostawały niemal całkowicie pomijane w strategiach ochrony środowiska, politykach klimatycznych i działaniach na rzecz odbudowy przyrody. Te podziemne ekosystemy mają ogromny, lecz dotąd słabo poznany wpływ na funkcjonowanie całej biosfery. Wśród grzybów mykoryzowych można wyróżnić dwa główne typy ich symbiozy z roślinami. Ektomykoryza polega na tym, że strzępki grzybni nie wnikają do wnętrza komórek korzenie roślin, lecz oplatają je z zewnątrz. Grzyby ektomykoryzowe dominują w chłodniejszym klimacie. W cieplejszym (np. Azji Południowo-Wschodniej) zdecydowanie przeważa endomykoryza, czyli głębsza symbioza grzybni z korzeniem, w której strzępku grzyba wnikają do wnętrza komórek gospodarza. Niezwykła mapa światowej grzybni Badanie opublikowane w „Nature” stanowi efekt współpracy międzynarodowej sieci naukowców zrzeszonych w inicjatywie SPUN (Society for the Protection of Underground Networks), która rozpoczęła działalność w 2021 roku. Przeanalizowano w nim ponad 2,8 miliarda sekwencji DNA grzybów zebranych z 130 krajów. Dzięki temu udało się stworzyć mapę mikoryzy na całym świecie, z rozdzielczością 1 km². Nowa, przełomowa mapa pokazuje, że ponad 90% najbardziej zróżnicowanych ekosystemów grzybów mikoryzowych leży poza obszarami chronionymi. To odkrycie budzi poważne obawy o zdrowie ekosystemów, głównie lasów. Dzięki „podziemnemu atlasowi” będzie można wyznaczać nowe obszary ochrony i wspierać regenerację zdegradowanych terenów. Tylko 9,5% obszarów o największej różnorodności mikoryz znajduje się obecnie w granicach terenów chronionych (parków narodowych itp.). SPUN ostrzega, że dalsze zaniedbywanie grzybowych ekosystemów może prowadzić do pogłębienia kryzysu klimatycznego. Dr Toby Kiers ze SPUN podkreśla, że brak ochrony grzybów mikoryzowych spowalnia regenerację lasów i pogarsza stan upraw. Olbrzymie przedsięwzięcie badawcze Zespół badawczy składa się z ponad 400 naukowców i 96 badaczy terenowych z 79 krajów, którzy zbierali próbki z trudno dostępnych rejonów, m.in. z Mongolii, Bhutanu, Pakistanu czy Ukrainy. Do tej pory przeanalizowano dane z ponad 40 tys. próbek, obejmujących 95 tys. taksonów mikoryz. Mimo to, atlas pokrywa jedynie 0,001% powierzchni Ziemi. Dlatego SPUN apeluje o dalsze wsparcie i współpracę, by zwiększyć zakres badań i dokładność map. Eksperci, tacy jak dr Michael Van Nuland i prof. César Rodriguez-Garavito, zaznaczają, że mapa jest przełomowym narzędziem, które powinno zostać włączone do globalnej polityki klimatycznej i ochrony przyrody. Na przykład wybrzeże Ghany to jeden z globalnych „hotspotów” mikoryzowych, który jednak znika w tempie 2 metrów rocznie z powodu erozji, co pokazuje pilną potrzebę ochrony. Źródło: Nature Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
W Japonii odkryto nowego wirusa-giganta. Ushikuvirus może zmienić wszystko, co wiemy o ewolucji życia
Naukowcy odkryli w Japonii nowego wirusa, który może zmienić naszą wiedzę o pochodzeniu życia. Ushikuvirus to gigant, który zaskakuje budową i sposobem działania. Może pomóc wyjaśnić, jak powstało jądro komórkowe.
Międzynarodowy zespół naukowców odkrył i opisał nowego gigantycznego wirusa DNA, który infekuje jednokomórkowe organizmy – ameby z rodzaju Vermamoeba. Wirus został wyizolowany z jeziora Ushiku w prefekturze Ibaraki w Japonii, dlatego naukowcy nazwali go ushikuvirus. Jego odkrycie jest wyjątkowo cenne, ponieważ gigantyczne wirusy mogą pomóc rozszyfrować ewolucję organizmów eukariotycznych, czyli posiadających jądro komórkowe. Gigant z jeziora i jego najbliżsi krewni Ushikuvirus wykazuje podobieństwa do wirusów z rodziny Mamonoviridae, zwłaszcza do medusavirusa, m.in. pod względem kształtu (dwudziestościan) i obecności licznych krótkich wypustek na jego powierzchni. Ale na tym podobieństwa się kończą – to osobny, unikatowy organizm. Ma wyjątkowo zbudowane kolce, niekiedy zakończone „czapeczkami” i włóknistymi przedłużeniami, których nie obserwowano u innych podobnych wirusów. Co szczególnie istotne, ushikuvirus powiela się w inny sposób niż jego krewniacy medusavirus oraz clandestinovirus: niszczy błonę jądrową gospodarza tworząc w cytoplazmie wyspecjalizowane „fabryki wirusowe”. Po zainfekowaniu gospodarza powoduje nienaturalne powiększanie się jego komórek. Zainfekowane ameby stają się okrągłe i zwiększają swoje wymiary średnio dwukrotnie, a w skrajnych przypadkach nawet siedmiokrotnie. Dlaczego to tak ważne odkrycie? Historia jądra komórkowego Odkrycie nowego wirusa-giganta w Japonii ma ogromne znaczenie nie tylko dla systematyki tych organizmów. Również dla zrozumienia ich roli w ewolucji życia. Już wiele lat temu naukowcy wysunęli tzw. hipotezę wirusowego pochodzenia jądra komórkowego. Zakłada ona, że jądro komórek eukariotycznych mogło powstać z dużego wirusa DNA, który zainfekował pradawnego przodka eukariontów. Zamiast doprowadzić do śmierci gospodarza, wirus utrzymywał się w cytoplazmie, stopniowo przejmując geny i funkcje komórkowe, aż wtopił się w komórkę i stał się protoplastą jądra. Gigantyczne wirusy kluczem do ewolucji życia Silnym argumentem wspierającym tę hipotezę są własnie gigantyczne wirusy DNA. Organizmy te odkryto niedawno, bo w 2003 roku. Okazało się, że infekując gospodarza tworzą w komórkach wyspecjalizowane, często otoczone błoną struktury przypominające jądro. Badania nad ushikuvirusem i innymi wirusami-gigantami pomagają odtworzyć etapy tej ewolucji. Dzięki nim być może uda się zrozumieć, w jaki sposób mogły przyczynić się do powstania złożonych komórek eukariotycznych. Nie tylko ewolucja – wirusy-giganty nadzieją na nowe leki Odkrycie ushikuvirusa może się też praktycznie przydać w medycynie. Niektóre gatunki ameb (np. z rodzaju Acanthamoeba) są patogenami wywołującymi groźne choroby u ludzi. Zrozumienie w jaki sposób gigantyczne wirusy je niszczą może pomóc w opracowaniu nowych metod leczenia. Źródło: Journal of Virology Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Wstężnica należy do najbardziej złożonych bezkręgowców. Jeden gatunek dzierży istotny rekord
Wstężnica wygląda jak niepozorny bezkręgowiec. Przypomina znacznie prostsze formy życia, jak choćby dość prymitywne płazińce. W rzeczywistości mówimy tu o znacznie bardziej zaawansowanym ewolucyjnie organizmie, który zdołał osiągnąć ogromny sukces biologiczny. Jak wyglądają wstężnice? Gdzie występują? Na te i inne pytania odpowiadamy poniżej.
Spis treści: Ewolucyjny fenomen wśród bezkręgowców Hydrostatyczna broń wstężnic Toksyczne strategie łowieckie Wstężnice nie żyją wyłącznie w środowisku wodnym Wstężnice w Polsce Wstężnice (Nemertea) są najlepszym dowodem na to, jak niewiele wiemy o ekosystemach morskich. Naukowcy opisali i skatalogowali około 1300 gatunków tych bezkręgowców, a zdaniem wielu ekspertów, przynajmniej drugie tyle wciąż czeka na odkrycie. Mało tego, niektórzy uważają, że opisane gatunki mogą stanowić zaledwie 10% rzeczywistej różnorodności. Przyjrzyjmy się nieco bliżej tym fascynującym zwierzętom. Ewolucyjny fenomen wśród bezkręgowców Anatomia wstężnic skutecznie udowadnia, że ewolucja potrafi rozwiązać fundamentalne problemy drapieżnictwa i wewnętrznego transportu substancji bez konieczności tworzenia segmentów. Zwierzęta te charakteryzują się miękkim, nieczłonowanym ciałem o dwubocznej symetrii. Choć wiele gatunków ma cienki lub spłaszczony pokrój, ich morfologia jest niezwykle „plastyczna”. Wstężnice wykazują zdolność do dynamicznej zmiany kształtu, potrafiąc teleskopowo skrócić i pogrubić swoje ciało w spoczynku lub w reakcji na zagrożenie, oraz wydłużyć i zwęzić podczas poruszania się. Najniezwyklejszym aspektem morfologii wstężnic jest rozpiętość ich rozmiarów. Niektóre gatunki nie przekraczają centymetra długości, ale inni przedstawiciele tego typu to prawdziwi giganci. Przykładem niech będzie Lineus longissimus, który może osiągać długość przekraczającą 30 metrów. Mało tego, rekordowy okaz, odkryty w 1864 roku, mierzył ponad 55 metrów, a to stawia wstężnice w czołówce najdłuższych zwierząt na Ziemi. Należy jednak wspomnieć, że niektórzy badacze uważają, że te doniesienia dotyczą nienaturalnie rozciągniętego osobnika. Pomimo imponującej długości, ciało wstężnic jest niezwykle wąskie. Za przykład ponownie weźmy L. longissimus. Gatunek ten zwykle mierzy od 5 do 10 mm szerokości. Podobne do płazińców? Tylko pozornie Wstężnice wykazują morfologiczne podobieństwo do płazińców, jednak w tym miejscu należy podkreślić, że zbieżności mają wyłącznie powierzchowny charakter. Opisywane zwierzęta wykształciły bowiem dwie kluczowe innowacje fizjologiczne, które grubą kreską oddzielają je od mniej złożonych organizmów. Po pierwsze, wstężnice mają kompletny przewód pokarmowy. Jest on regionalnie wyspecjalizowany i, co najważniejsze, zawiera odbyt do usuwania odpadów. Ta cecha zapewnia znacznie wyższą efektywność trawienia i wykorzystania energii w porównaniu do płazińców, które trawią pokarm w jamie z tylko jednym otworem. Po drugie, Nemertea wykształciły zamknięty układ krwionośny. Obecność tego systemu transportowego, w połączeniu z kompletnym przewodem pokarmowym, stanowi warunek wstępny dla osiągnięcia ekstremalnych rozmiarów. Bez efektywnego zamkniętego obiegu, transport składników odżywczych, tlenu i metabolitów przez tak długie, nieczłonowane ciało byłby fizycznie niemożliwy. Hydrostatyczna broń wstężnic Kolejnym aspektem, potwierdzającym złożoność wstężnic, jest tzw. ryjek, czyli proboscis. Pod tą nazwą kryje się tubularna struktura, która w spoczynku jest całkowicie schowana w rynchocelu (rhynchocoel). Jest to jama wypełniona płynem, rozciągająca się od głowy na niemal dwie trzecie długości przewodu pokarmowego. To wysoce wyspecjalizowany hydrostatyczny system, dedykowany wyłącznie jednemu – skutecznemu atakowi. Mechanizm wystrzelenia Ryjek jest przytwierdzony do ściany rynchocelu za pomocą mięśnia wciągającego, który pozwala na jego powrót do wnętrza po użyciu. Kiedy wstężnica lokalizuje ofiarę, aparat ryjkowy jest natychmiastowo aktywowany. Wystrzelenie polega na gwałtownym odwróceniu ryjka na zewnątrz. Proces ten jest napędzany gwałtownym wzrostem ciśnienia hydrostatycznego w rynchocelu, które jest generowane przez skurcz mięśni wzdłużnych w ścianie ciała. Ryjek wystrzeliwuje ze znaczną siłą, zdolną uderzyć ofiarę w szczególnie wrażliwe miejsce, takie jak strona brzuszna. Oddzielenie jamy rynchocelu od głównej jamy ciała jest kluczowe, ponieważ pozwala to na utrzymanie i osiągnięcie ekstremalnie wysokiego ciśnienia niezbędnego do tak dynamicznego wystrzelenia broni. Mechanizm wycofania Po obezwładnieniu lub złapaniu ofiary, ryjek jest błyskawicznie wycofywany. Za kontrolę tego procesu odpowiada przede wszystkim mięsień wciągający, który jest przyczepiony do tylnego końca ryjka i do grzbietowej ściany rynchocelu. Dodatkowo wycofanie ryjka jest często wspomagane przez szybką redukcję ciśnienia w rynchocelu. Dekompresja jest osiągana poprzez odpływ płynu lub krwi z rynchocelu do grzbietowych i bocznych naczyń krwionośnych. Toksyczne strategie łowieckie Badania nad anatomią ryjka i użyciem toksyn pozwoliły naukowcom podzielić wstężnice na dwie główne gromady: Anopla i Enopla. Chirurgiczne uderzenie Ta pierwsza zachowała sztylety w ryjku – twardą strukturę o wystarczającej ostrości, by przebić ciało ofiary. Strategia ataku polega w tym przypadku na iniekcji. Aparat sztyletowy przebija skórę lub pancerz zdobyczy i wstrzykuje w jej ciało toksyny i soki trawienne. Atak jest powtarzany kilkukrotnie, co pozwala stwierdzić, że jad wstężnicy wymaga odpowiedniego stężenia lub czasu do skutecznego unieruchomienia ofiary. Drapieżnik oplątujący Wstężnice z gromady Anopla nie mają aparatu sztyletowego. Ich ryjek jest pokryty lepką, toksyczną substancją. Atak polega na owinięciu tej struktury wokół ofiary i przytrzymywaniu jej. Toksyny kontaktowe powoli uśmiercają lub paraliżują cel ataku. Gdy zdobycz umrze lub zostanie całkowicie unieruchomiona, wstężnica przystępuje do żerowania. Wstężnice nie żyją wyłącznie w środowisku wodnym Większość poznanych gatunków wstężnic jest związana ze środowiskiem wodnym, zwłaszcza z ekosystemami morskimi. Pierwotnie te charakterystyczne bezkręgowce występowały w wodach półkuli południowej. Jednak w następstwie działalności człowieka, zostały przetransportowane na półkulę północną. Zwierzęta te upodobały sobie przybrzeżne płytkie wody przydenne. Niektóre żyją w mule lub piasku. Zdarzają się też formy planktonowe, pelagiczne i głębinowe, ale należy podkreślić, że takie gatunki są nieliczne, a te ostatnie nie występują poniżej 2000 metrów. Zaledwie kilkanaście poznanych gatunków żyje w środowisku słodkowodnym. Preferują one czyste, stojące lub wolno płynące wody, przede wszystkim jeziora, stawy i rowy melioracyjne z bogatą roślinnością wodną. Należy jednak podkreślić, że nie wszyscy przedstawiciele typu Nemertea występują wyłącznie w środowisku wodnym. Istnieje grupa gatunków lądowych, które skolonizowały wilgotne miejsca. Warto wspomnieć, że niektóre wstężnice występują także w strefach pływów, zacierając granice między środowiskiem morskim a lądowym. Wstężnice w Polsce Wstężnice występują także w Polsce i, co ciekawe, nie żyją wyłącznie w Bałtyku. W naszym kraju stwierdzono występowanie kilku gatunków słodkowodnych i lądowych. Należą do nich: Prostoma graecense – gatunek słodkowodny, żyjący w naszych wodach śródlądowych; Prostoma kolasai – kolejny przedstawiciel tego słodkowodnego rodzaju; Leptonemertes chalicophora – gatunek lądowy/słodkowodny, spotykany w wilgotnej glebie, a czasem zawlekany do szklarni czy doniczek. Mimo że większość wstężnic morskich preferuje pełne zasolenie oceaniczne, także w naszej strefie przybrzeżnej można spotkać kilka gatunków tych zwierząt: Cyanophthalma obscura (dawniej znana jako Prostoma obscurum) – to typowo bałtycki gatunek. Jest niewielka, zielonkawa lub czerwonawa, i żyje w strefie płytkich wód wśród glonów i kamieni; Lineus ruber (wstężnica czerwona) – choć woli bardziej słone wody (np. Morze Północne), bywa spotykana w zachodnim Bałtyku. W polskiej strefie jest rzadsza i występuje na granicy swojego zasięgu tolerancji na słodką wodę. Źródło: National Geographic Polska Nasz autor Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Celebryci klonują dziś swoje zwierzęta. Eksperci ostrzegają przed ukrytymi zagrożeniami
Nasze relacje z domowymi zwierzętami są bardzo silne. Standardem staje się traktowanie domowych czworonogów jak członków rodziny. Jednak psy i koty żyją znacznie krócej niż ludzie, a utrata zwierzęcia jest traumatycznym doświadczeniem. Nic dziwnego, że są ludzie, którzy potrafią zapłacić 50 tysięcy dolarów i więcej, by otrzymać kopię swojego czworonoga. Tylko czy sklonowane zwierzę jest tym samym osobnikiem, czy jednak kimś innym?
Badania wykazują, że im silniejsza jest więź łącząca człowieka ze zwierzęciem, tym dłuższa i bardziej bolesna jest żałoba po jego stracie. Poczucie straty wzrasta, gdy zwierzę odchodzi gwałtownie, w tragicznych okolicznościach lub gdy właściciel za późno zdecydował się poddać cierpiącego pupila eutanazji. Część analiz pokazuje, że żałoba po czworonogu jest niemal tak nasilona, jak ta po bliskim człowieku. Dlatego wielu ludzi stara się temu zaradzić. W sukurs przychodzi im zaawansowana biologia w służbie komercyjnych usług klonowania. Owieczka Dolly Wbrew powszechnej opinii, procedury klonowania nie rozpoczęły się narodzin owcy Dolly, co miało miejsce w 1997 roku. Wykorzystanie transferu jądrowego w celu sklonowania organizmu jako pierwszy zaproponował w 1938 roku Hans Spemann. Jednak pierwszy prawdziwy sukces w tej dziedzinie należy przypisać brytyjskiemu biologowi i laureatowi Nagrody Nobla Johnowi B. Gurdonowi, który w latach 1958–1962 skutecznie sklonował żabę szponiastą. Do dziś udało się sklonować wiele gatunków, w tym myszy, fretki, owce, konie, psy, bydło i koty. Tylko czym tak naprawdę jest klonowanie? W sensie potocznym jest to stworzenie kopii z oryginału. Natomiast klonowanie organizmów oznacza procedurę otrzymywania organizmów o takiej samej informacji genetycznej, z reguły poprzez procedurę transferu jądra z komórki somatycznej do komórki jajowej pozbawionej uprzednio jądra. Takie jajo musi zostać przeniesione do macicy surogatki, która donosi ciążę i urodzi w pełni rozwinięty organizm. Chociaż biolodzy eksperymentują z klonowaniem zwierząt od niemal wieku, postępy są powolne. Nawet dziś skuteczność klonowania wynosi około 16%. Wieczne życie pupila Coraz więcej zamożnych osób decyduje się na procedurę sklonowania swojego zmarłego pupila. Plotka głosi, że zdecydowała się na to m.in. Barbara Streisand, jednak lista musi być znacznie dłuższa. Na świecie działa przynajmniej kilkadziesiąt firm parających się klonowaniem zwierząt domowych. Jedną z największych jest amerykański ViaGen, który reklamuje się sloganem: „Bo niektóre więzi są zbyt silne, by pozostawić je przypadkowi. A niektóre życia zasługują na to, by przeżyć je jeszcze raz”. Według strony internetowej firmy, ma ona doświadczenie w klonowaniu 15 gatunków zwierząt i chwali się skutecznością sięgającą 80%. Na stronie można znaleźć też poradnik wyjaśniający jak przygotować się do procesu. Koszty? Od 50 tysięcy dolarów, czyli ponad 182 tys. złotych w górę. Tylko czy za te pieniądze naprawdę powróci w nowym, zdrowym ciele nasz ukochany zwierzak? Niestety, nie. Kopia, nie oryginał Istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że sklonowany pupil będzie zupełnie inny od oryginału – pod względem osobowości, zachowania, a nawet wyglądu. Bo choć klony są genetycznie identyczne, to zachowania zwierzęcia nie da się skopiować. Osobowość zależy nie tylko od genów, ale także od doświadczeń życiowych i środowiska, które wpływają na to, jak geny są aktywowane. A tych nie jesteśmy w stanie odtworzyć. Również wygląd klonów może różnić się od oryginału, ponieważ wszystko zależy tu od ekspresji genów. Na przykład dawca genetyczny pierwszego sklonowanego kota, „CC”, był trójkolorowy, ale klon miał brązową sierść. Proces klonowania wymaga też pozyskania komórek jajowych od samic, co wymaga stymulacji hormonalnej oraz zabiegów chirurgicznych. Również ciąża i poród mogą być dla surogatek problematyczne – częste są poronienia, wady rozwojowe czy śmierć młodych. Sklonowane zwierzęta mogą też mieć problemy zdrowotne. Jedno z badań wykazało, że 48% sklonowanych prosiąt zmarło w ciągu pierwszego miesiąca życia. W przypadku klonowanych krów obserwowano problemy układu mięśniowo-szkieletowego. Może więc zamiast klonować zwierzęcego przyjaciela po prostu cieszyć się każdym wspólnym dniem? A osieroconą miłość przelać na kolejne zwierzę? Tak wiele z nich potrzebuje przecież bezpiecznego domu i kochających ludzi. Źródło: ScienceAlert Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Grzyby z Czarnobyla są nie tylko odporne na promieniowanie jonizujące. One się nim prawdopodobnie żywią
Prawie 40 lat po eksplozji reaktora nr 4 w elektrowni jądrowej w Czarnobylu, życie w Strefie Wykluczenia wokół niej zdaje się rozkwitać. Różnorodne formy życia nie tylko przetrwały skażenie, lecz wręcz zaadaptowały się do niego. Jak grzyby z gatunku Cladosporium sphaerospermum. Czy organizmy te staną się naszą przepustką do długotrwałych podróży kosmicznych?
Spis treści: Życie w Strefie Wykluczenia Czy radiosynteza istnieje? Grzybowe pancerze ochronne Ekstremofile lubiące radiację 26 kwietnia 1986 roku doszło do największej katastrofy radiacyjnej w historii energetyki jądrowej. W wyniku eksplozji reaktora nr 4 elektrowni jądrowej w Czarnobylu doszło do uwolnienia do atmosfery ogromnych ilości radioaktywnych izotopów, m.in.: jodu-131, cezu-137, strontu-90, plutonu. Poza kilkudziesięcioma osobami, które zmarły bezpośrednio w wyniku eksplozji oraz w ciągu następnych tygodni na ostrą chorobę popromienną, szacuje się, że w skutek nowotworów wywołanych skażeniem, mogły umrzeć tysiące ludzi. Jednak liczby te są wciąż szeroko dyskutowane. Życie w Strefie Wykluczenia Tuż po katastrofie sądzono, że życie nigdy nie wróci w to skażone miejsce. Jednak dość szybko okazało się, że przyroda potrafi poradzić sobie nawet w najtrudniejszych warunkach. Wystarczy, że człowiek jej w tym nie przeszkadza. Już w dekadę po katastrofie naukowcy z Narodowej Akademii Nauk Ukrainy przeprowadził badania terenowe w Strefie Wykluczenia, by sprawdzić, jakie formy życia – jeśli jakiekolwiek – znajdują się w konstrukcji otaczającej zniszczony reaktor. Odnaleźli wówczas m.in. całą społeczność grzybów, dokumentując aż 37 gatunków. Co istotne, organizmy te były ciemno ubarwione, aż po czerń. Ich komórki były bogate w pigment melaninę. Najwyższy poziom skażenia wykazywały próbki zawierające Cladosporium sphaerospermum. Jest to mikroskopijny grzyb chorobotwórczy, wywołujący m.in. alergie u ludzi. Powszechnie występuje na sufitach pryszniców i łazienek w postaci czarnych plam – tzw. grzyba. Może żywić się olejem zawartym w farbach i jest bardzo trudny do usunięcia. W Czarnobylu znaleziono go na wewnętrznych ścianach jednego z najbardziej radioaktywnych budynków na Ziemi. W dodatku wydawał się wręcz rozkwitać w tym zabójczym środowisku. Czy radiosynteza istnieje? Od tamtej pory Cladosporium sphaerospermum jest bacznie analizowany przez naukowców z całego świata. Niektórzy badacze są przekonani, że wyjątkowa odporność grzyba ma związek z ciemnym pigmentem – melaniną. Sądzą, że to właśnie ona pozwala wykorzystywać promieniowanie jonizujące w procesie podobnym do fotosyntezy roślin. Ten proponowany mechanizm nazywany jest nawet radiosyntezą. Za pomysłem stoją radiolożka Ekaterina Dadachova i immunolog Arturo Casadevall – oboje z Albert Einstein College of Medicine w USA. Czym jest opisywane promieniowanie jonizujące? Jest to emisja cząstek wystarczająco silnych, by wyrywać elektrony z atomów, zamieniając je w jony. Jonizacja może rozrywać cząsteczki, zakłócając reakcje biochemiczne, a nawet niszcząc DNA. To zdecydowanie nie jest dobre dla człowieka, choć bywa wykorzystywane do niszczenia komórek nowotworowych, które są szczególnie wrażliwe na promieniowanie. Ale to, co dla większości organizmów byłoby wyrokiem śmierci, jest wręcz pożywką dla C. sphaerospermum. Grzyb nie tylko okazał się wyjątkowo odporny, ale wręcz rósł lepiej, gdy otaczało go promieniowanie jonizujące. Inne eksperymenty wykazały, że promieniowanie jonizujące zmienia zachowanie melanin grzybowych. Grzyb zdawał się zbierać promieniowanie jonizujące i przekształcać je w energię, przy czym melanina pełniła funkcję podobną do chlorofilu pochłaniającego światło. Jednocześnie melanina działała jak osłona ochronna przed szkodliwymi skutkami promieniowania. Grzybowe pancerze ochronne Aby lepiej przyjrzeć się zagadnieniu, próbki grzyba wysłano na Międzynarodową Stację Kosmiczną i umieszczono po jej zewnętrznej stronie, co oznaczało wystawienie C. sphaerospermum na pełne spektrum promieniowania kosmicznego. Wynik eksperymentu zaskoczył wszystkich. Czujniki umieszczone pod szalką Petriego wykazały, że przez grzyb przedostawała się mniejsza ilość promieniowania niż przez kontrolną próbkę z samym agarem. Tym samym wykazano potencjał grzyba jako osłony radiacyjnej w misjach kosmicznych. Pozostaje jednak jeden poważny problem: wciąż nie wiemy, w jaki sposób grzyb tak naprawdę osiąga tak ogromną odporność. Naukowcy nie byli w stanie wykazać ani wiązania węgla zależnego od promieniowania jonizującego, ani zysku metabolicznego z promieniowania, ani zdefiniowanego szlaku pozyskiwania energii. – Prawdziwa radiosynteza wciąż wymaga udowodnienia – przekonują naukowcy. Dodają, że najbardziej niezwykłe jest to, że ten dziwny grzyb robi coś, czego nie rozumiemy, aby zneutralizować coś tak niebezpiecznego dla ludzi. Ekstremofile lubiące radiację Dodajmy, że C. sphaerospermum nie jest jedynym organizmem odpornym na skrajną radiację. Czarne drożdże Wangiella dermatitidis wykazują zwiększony wzrost pod wpływem promieniowania jonizującego. W czarnobylskiej Strefie Wykluczenia żyją też, bez jakichkolwiek oznak uszkodzeń spowodowanych promieniowaniem, mikroskopijne nicienie. Wśród odpornych na radiację organizmów należy też wymienić Deinococcus radiodurans – szczep bakterii zdolny przetrwać ogromne dawki promieniowania jonizującego, wysuszenie, działanie silnych czynników chemicznych, a także inne ekstremalne warunki. Bakterie te znaleziono m.in. w wodzie chłodzącej reaktory jądrowe. Natomiast w 2016 roku odkryto nowy mikroorganizm – zieloną mikroalgę Coccomyxa actinabiotis, która żyje w zbiorniku chłodzącym wypalone paliwo jądrowe. Wspomniana alga wykazuje odporność na promieniowanie gamma i UV i może przeżyć dawki wielu tysięcy grejów, czyli tysiące razy więcej niż dawka śmiertelna dla człowieka. Chyba wciąż nie doceniamy roli i możliwości najstarszych i najlepiej adaptujących się organizmów na naszej planecie. Źródło: ScienceAlert Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Czy renifer Rudolf naprawdę mógłby świecić? Naukowcy wyjaśniają świąteczną legendę
Pędzący zaprzęg reniferów na stałe wpisał się w scenerię świąt Bożego Narodzenia. Rudolf i jego ekipa pojawiają się w bożonarodzeniowych filmach, książkach i opowieściach, a świąteczne gadżety z ssakami z północy w roli głównej można kupić na całym świecie. Czy czerwony nos Rudolfa mógłby jednak istnieć naprawdę?
Renifer Rudolf, który przewodzi zaprzęgowi Świętego Mikołaja, od lat znany jest ze swojego charakterystycznego czerwonego nosa. Świecąca część ciała rozsławiła północnego ssaka do tego stopnia, że badacze zaczęli zastanawiać się nad naukowym wytłumaczeniem tego wyjątkowego zjawiska. Dla fanów bożonarodzeniowego klimatu odpowiedź może być jednak mało satysfakcjonująca. Świecąca przyroda, czyli reakcje bioluminescencyjne W przyrodzie jesteśmy w stanie dostrzec wiele zwierząt, które do egzystencji używają świecących części ciała. Mieniący się wabik na głowie niektórych żabnic pozwala im łatwiej schwytać ofiarę w ciemnych wodach głębinowych, podczas gdy świetliki używają jarzących się odwłoków do komunikacji. Bioluminescencja jest cechą, którą niektóre gatunki zwierząt wykształciły na drodze ewolucji. Zarówno u ryb, jak i u owadów charakterystyczne świecenie było mechanizmem mającym na celu przystosowanie zwierzęcia do aktualnie panujących warunków. Charakterystyczne wytwarzanie światła jest efektem reakcji chemicznej zwanej reakcją bioluminescencyjną. Niektóre organizmy posiadają w swoim ciele lucyferyny — związki chemiczne zdolne do emitowania światła. Gdy lucyferyna reaguje z enzymem lucyferazą i tlenem, w komórkach powstaje tzw. „zimne” światło, czyli bioluminescencja. W ten sposób wiele dorosłych organizmów potrafi aktywnie regulować swoje świecenie — włączając lub wyłączając je poprzez kontrolę tlenu, enzymów lub zasłanianie narządów świetlnych. Czy renifery mogłyby świecić? Jak przyznaje biolożka morska Danielle DeLeo w rozmowie z serwisem„Science News”, szansa, aby renifery wykształciły zdolności bioluminescencyjne, jest „bardzo, bardzo mała”. U żadnego ssaka ani ptaka nigdy nie wykształciła się zdolność do takiej formy wytwarzania światła. Mimo, że szansa jest niezwykle mała, należy pamiętać, że zjawisko bioluminescencji pojawiło się w naturze ok. 500 mln lat temu i wykształciło się niezależnie co najmniej 100 razy w różnych, niespokrewnionych ze sobą grupach organizmów. Zawrotna prędkość mikołajowych sań – jak człowiek widziałby Rudolfa? W bajce „Rudolf Czerwononosy”, napisanej w 1939 roku przez Amerykanina Roberta Maya, charakterystyczny nos renifera służy mu za punkt nawigacji, dzięki któremu cały zaprzęg może poruszać się w przestworzach. Biolog Nathaniel Dominy z Dartmouth College przyznaje, że wybór akurat takiego koloru mógł nie być przypadkowy. Barwa czerwona ma bowiem najdłuższą falę, dzięki czemu światło nie rozprasza się we mgle i śniegu. Nos Rudolfa przebijałby się przez zimowe obłoki, pełniąc funkcję najbardziej praktycznej latarki. Dla osób obserwujących zaprzęg z dołu, kolor nie byłby jednak zawsze czerwony. Zmiana obserwowanego koloru światła poruszającego się obiektu wynika z tzw. efektu Dopplera. Christian Doppler, austriacki fizyk, jako pierwszy opisał teoretycznie to zjawisko w 1842 roku. Według tej zasady, jeśli obiekt porusza się w stronę obserwatora, fale świetlne ulegają ściśnięciu i przesuwają się ku barwom bardziej niebieskim. Jeśli obiekt oddala się, fale rozciągają się, powodując przesunięcie koloru ku czerwieni. Zjawisko to obserwuje się m.in. w świetle gwiazd i galaktyk poruszających się z dużymi prędkościami. W taki sposób czerwony nos Rudolfa, poruszającego się z prędkością równą 10% prędkości światła (co według fizyków byłoby konieczne, by święty Mikołaj mógł odwiedzić wszystkie domy w jedną noc), podczas zbliżania się wyglądałby na bardziej pomarańczowy, a podczas oddalania przesuwałby się ku podczerwieni, że wydawałby się niemal czarny. Źródła: Science News, Haddock, Moline & Case, Bioluminescence in the Sea, Annual Review of Marine Science Nasz autor Olaf Kardaszewski Absolwent Instytutu Stosowanych Nauk Społecznych na Uniwersytecie Warszawskim. Obecnie student magisterskiego kierunku Studiów Miejskich na tej samej uczelni. Interesuje się społecznymi i kulturowymi aspektami zmieniającego się świata, o czym chętnie pisze w swoich pracach. Współprowadzący projekt „Podziemna Warszawa” w National Geographic Polska. Uwielbia podróże, w trakcie których zawsze stara się obejrzeć mecz lokalnej drużyny piłkarskiej.
Samiec w ciąży? Naukowcy odkryli sekret koników morskich
Samce koników morskich zachodzą w ciążę i rodzą młode. Najnowsze badania pokazują, że wszystko odbywa się bez udziału typowych żeńskich hormonów.
Naukowcy z Uniwersytetu w Konstancji we współpracy z ekspertami z South China Sea Institute for Oceanography w Guangzhou, Uniwersytetu w Kilonii oraz Uniwersytetu Harvarda, dokonali przełomowego odkrycia w świecie biologii. Pod kierownictwem prof. Axela Meyera zbadali koreańskie koniki morskie (Hippocampus haema), u których – wbrew znanym schematom biologicznym – to samce zachodzą w ciążę i rodzą potomstwo. Męska ciąża została dokładnie przeanalizowana na poziomie molekularnym i komórkowym. Wnioski są niezwykłe – samce pełnią funkcję biologiczną typową dla samic, a proces odbywa się bez udziału żeńskich hormonów. Jak działa kieszeń lęgowa u koników morskich? Hippocampus haema to wyjątkowy gatunek ryby z rodziny Syngnathidae, u którego samce posiadają wyspecjalizowaną strukturę zwaną kieszenią lęgową. To właśnie do niej samice składają jaja, które są następnie zapładniane przez samca. Kieszeń ta pełni funkcję podobną do macicy i łożyska ssaków. W jej wnętrzu rozwijają się zarodki, zaopatrywane w tlen i składniki odżywcze bezpośrednio z ciała ojca. Kieszeń lęgowa ulega w czasie ciąży znaczącym zmianom. Tkanka tej części ciała grubieje i rozwija sieć naczyń krwionośnych, tworząc środowisko optymalne dla wzrostu zarodków. Męskie hormony przejmują kontrolę nad ciążą Największym zaskoczeniem dla naukowców było odkrycie, że cały proces ciąży u samców koników morskich zachodzi bez udziału estrogenów – typowych hormonów żeńskich, znanych z roli w ciążach ssaków. Zamiast tego, kluczową rolę pełnią androgeny, czyli hormony męskie. Jak tłumaczy prof. Axel Meyer, to właśnie androgeny odpowiadają za rozwój i funkcjonowanie kieszeni lęgowej. Powodują one pogrubienie skóry brzucha oraz rozwój naczyń krwionośnych, umożliwiających transport substancji odżywczych i gazów. To przełomowe odkrycie pokazuje, że ewolucja ciąży u koników morskich obrała zupełnie inną ścieżkę niż u ssaków. Mimo że efekt końcowy – rozwinięcie zarodków wewnątrz ciała rodzica – jest podobny, mechanizmy hormonalne są całkowicie odmienne. Brak genu foxp3, a jednak zarodki nie są odrzucane Jednym z kluczowych problemów biologicznych w ciąży jest tolerancja immunologiczna. Organizm matki – lub w tym przypadku ojca – musi rozpoznać zarodki jako nieszkodliwe, mimo że są one genetycznie od niego różne. U wielu gatunków żyworodnych za ten mechanizm odpowiada gen foxp3. Tymczasem u koników morskich gen ten w ogóle nie występuje. Mimo to nie dochodzi do reakcji immunologicznej. Zespół badawczy podejrzewa, że androgeny mogą również działać jako immunosupresanty – tłumią odpowiedź immunologiczną organizmu samca, co pozwala na utrzymanie zarodków w kieszeni lęgowej bez ich odrzucenia. To kolejna niezwykła adaptacja, która czyni męską ciążę u koników morskich jednym z najbardziej nietypowych zjawisk w królestwie zwierząt. Te ryby mają też inne wyjątkowe zdolności. Koniki morskie pływają powoli, ale atakują w 0,002 sekundy. Gdzie żyje Hippocampus haema i jak się rozmnaża? Hippocampus haema to gatunek występujący naturalnie w północno-zachodnim Pacyfiku – głównie w Cieśninie Koreańskiej, Morzu Japońskim oraz u północno-wschodnich wybrzeży wyspy Honsiu. Żyje w wodach przybrzeżnych, preferując miękkie, płytkie dno – najczęściej do głębokości 18 m. Rozród Hippocampus haema odbywa się w cieplejszych miesiącach – od kwietnia do października lub od maja do listopada. Dorosłe osobniki osiągają długość 6 do 8 centymetrów, choć zdarzają się również osobniki dorastające do 11 centymetrów. Samce rozpoczynają dojrzałość płciową przy długości ok. 5 cm, gdy ich kieszeń lęgowa jest w pełni rozwinięta. W trakcie jednego cyklu rozrodczego w kieszeni lęgowej samca może rozwijać się od 20 do 76 zarodków (średnio 38,3). Dla porównania, samica wytwarza przeciętnie 47,2 jaj. Stosunek liczby samic do samców wynosi 1:1,7, co sugeruje przewagę liczebną samców w populacji. Zebrane dane nie tylko rzucają światło na unikatową strategię rozrodczą Hippocampus haema, ale także ukazują możliwości, jakie daje ewolucja w zakresie odwrócenia ról płciowych. Źródło: Nature Ecology & Evolution
Twój kod życia mówi więcej niż myślisz – genetyka pomaga zrozumieć historię całej ludzkości
Genetyka to fascynująca nauka, dążąca do odczytania i zrozumienia samej esencji życia. Opiera się na dwóch fundamentalnych filarach – dziedziczności i zmienności. To właśnie te zjawiska napędzają ewolucję i kształtują bogactwo życia na naszej planecie, a fundamentalna wiedza na ich temat pozwala zmieniać oblicze medycyny, rolnictwa, kryminalistyki, a nawet naszego rozumienia odległej przeszłości.
Spis treści: DNA jak księga życia Historia odkrywania kodu Trzy filary genetyki Zastosowania, które zmieniają świat Nazwa „genetyka” wywodzi się od starogreckiego słowa „genesis”, oznaczającego pochodzenie. Pod tym pojęciem kryje się nauka o dziedziczności i zmienności organizmów. Dziedziczność wyjaśnia, dlaczego potomstwo dziedziczy cechy po swoich rodzicach, jak choćby kolor oczu matki czy wzrost ojca. Z kolei zmienność wyjaśnia, dlaczego każdy osobnik jest unikatowy, a w obrębie gatunku istnieje tak ogromna różnorodność. DNA jak księga życia U fundamentalnych podstaw genetyki leży niezwykła cząsteczka DNA, czyli kwas deoksyrybonukleinowy. To właśnie w niej, w postaci sekwencji chemicznych „liter”, zapisana jest cała informacja genetyczna organizmu. Jednakże, aby w pełni zrozumieć, jak ta informacja jest przechowywana, kopiowana i odczytywana, należy najpierw poznać jej trójwymiarową architekturę. Struktura DNA nie jest bowiem pasywnym „magazynem danych”. To dynamiczna „maszyna”, w której każda cecha konstrukcyjna ma fundamentalne znaczenie dla jej funkcji. Budowa podwójnej helisy Najtrafniejszą i najczęściej stosowaną analogią, opisującą strukturę DNA, jest obraz skręconej drabiny. W tej wizualizacji, dwie długie, wijące się „poręcze” tworzą tzw. szkielet cukrowo-fosforanowy. Z kolei łączącej je szczeble składają się z par zasad azotowych. Podstawową jednostką budulcową DNA jest nukleotyd, składający się z trzech połączonych ze sobą elementów: pięciowęglowego cukru, zwanego deoksyrybozą; reszty kwasu fosforowego, która nadaje cząsteczce DNA jej kwasowy charakter; jednej z czterech zasad azotowych: adeniny (A), guaniny (G), cytozyny (C) lub tyminy (T). Zasady, o których mowa. dzielą się na dwie grupy: puryny (adenina i guanina) i pirymidyny (cytozyna i tymina). Nukleotydy łączą się ze sobą w długie łańcuchy, tworząc nić DNA. Połączenie to następuje poprzez wiązania fosfodiestrowe, w których reszta fosforanowa jednego nukleotydu przyłącza się do cukru następnego, tworząc stabilny szkielet cukrowo-fosforanowy. Magia replikacji DNA Każda komórka, zanim ulegnie podziałowi, musi stworzyć idealną kopię całej swojej informacji genetycznej, aby przekazać ją komórkom potomnym. Mechanizm ten, zwany replikacją DNA, jest jednym z najbardziej fundamentalnych procesów w biologii. Replikacja przebiega w modelu semikonserwatywnym, co oznacza, że podwójna helisa jest najpierw rozplatana, a następnie każda z pojedynczych, starych nici służy jako matryca do syntezy nowej, komplementarnej nici. W rezultacie, powstają dwie identyczne cząsteczki DNA, z których każda zawiera jedną nić „starą” i jedną „nową”. Historia odkrywania kodu Już nasi przodkowie byli świadomi, że każda istota żywa dziedziczy cechy po swoich rodzicach. Dowodem na to niech będzie choćby hodowla selektywna, zmierzająca do uzyskania odmian zwierząt, wykazujących pożądane cechy. Historia nowoczesnej genetyki rozpoczęła się natomiast w XIX wieku, w klasztorze w Brnie. Od groszku do genów W 1866 roku czeski zakonnik i przyrodnik Grzegorz Mendel położył fundamenty pod całą dziedzinę genetyki, po raz pierwszy opisując podstawowe prawa dziedziczenia cech. Swojego przełomowego odkrycia dokonał, prowadząc eksperymenty na grochu. Geniusz jako metody krył się zastosowaniu podejścia ilościowego do problemu biologicznego .Zamiast opisywać cechy w sposób ogólny, precyzyjnie liczył potomstwo o określonych właściwościach, takich jak kolor kwiatów czy kształt nasion. Na podstawie swoich badań Mendel sformułował podstawowe prawa dziedziczenia. Odkrył, że cechy nie „mieszają się” ze sobą, jak powszechnie sądzono, ale są przekazywane przez dyskretne „czynniki”, które dziś nazywamy genami. Jego pierwsze prawo, prawo czystości gamet, stanowi, że każda komórka rozrodcza (gameta) otrzymuje tylko jeden z dwóch alleli (wersji genu) od rodzica. Drugie prawo, prawo niezależnej segregacji cech, mówi, że geny odpowiedzialne za różne cechy dziedziczą się niezależnie od siebie. Niestety, przełomowe prace Mendla, opublikowane w 1866 roku, wyprzedzały swoją epokę i zostały niemal całkowicie zignorowane przez świat nauki. Dopiero na początku XX wieku, kilkanaście lat po jego śmierci, zostały ponownie odkryte, dając początek nowoczesnej genetyce. Wyścig po helisę W połowie XX wieku naukowcy wiedzieli już, że to właśnie DNA jest nośnikiem informacji genetycznej. Struktura kwasu deoksyrybonukleinowego pozostawała jednak jedną z największych zagadek nauki. Rozwiązanie tego problemu stało się celem swoistego wyścigu, w którym brało udział kilka czołowych grup badawczych. Wśród badaczy znaleźli się: amerykański biolog James Watson i Francis Crick, brytyjski fizyk z Uniwersytetu w Cambridge, oraz Maurice Wilkins i Rosalind Franklin, chemiczka z King's College w Londynie. To właśnie Franklin, wykorzystując technikę zwaną krystalografią rentgenowską, wykonała w 1952 roku zdjęcie, które przeszło do historii jako „Zdjęcie 51”. Obraz ten dostarczył kluczowych dowodów na to, że cząsteczka DNA ma strukturę helikalną (spiralną). Niestety, w wyniku napiętych relacji w zespole, Maurice Wilkins, bez wiedzy i zgody Franklin, pokazał zdjęcie Watsonowi. Dla niego i Cricka był to moment olśnienia. Łącząc dane z fotografii z innymi dostępnymi informacjami, w krótkim czasie zbudowali poprawny model podwójnej helisy, który opublikowali w kwietniu 1953 roku w czasopiśmie „Nature”. Odkrycie to było jednym z najważniejszych w historii biologii. W 1962 roku Watson, Crick i Wilkins otrzymali za nie Nagrodę Nobla. Rosalind Franklin, której wkład był absolutnie kluczowy, zmarła w 1958 roku i nie została uhonorowana, ponieważ nagroda ta nie jest przyznawana pośmiertnie. Mapa człowieka Kolejna rewolucja nastąpiła w 1990 roku, kiedy uruchomiony został Projekt Poznania Ludzkiego Genomu (Human Genome Project, HGP). Celem jednego z najambitniejszych przedsięwzięć w historii nauki było zsekwencjonowanie całej informacji genetycznej człowieka – około 3 miliardów „liter” kodu DNA. Projekt zakończył się w kwietniu 2003 roku. Międzynarodowy zespół naukowców opracował pierwszą niemal kompletną mapę ludzkiego genomu. Obejmowała ona około 92 proc. sekwencji. Pozostałe 8 proc., składające się z powtarzalnych i trudnych do odczytania fragmentów, zostało pominięte i przez lata było określane jako „śmieciowe DNA”. Dopiero w 2022 roku, dzięki nowym technologiom, międzynarodowemu konsorcjum naukowców udało się w pełni zsekwencjonować również te brakujące fragmenty. Okazało się, że nie są one wcale „śmieciami”, a odgrywają kluczową rolę w fundamentalnych procesach komórkowych, takich jak prawidłowy podział komórek. To odkrycie otworzyło zupełnie nowe perspektywy w badaniach nad nowotworami i innymi chorobami. Genetyczne nożyczki, czyli edycja DNA Najnowszym i być może najdonioślejszym przełomem w genetyce jest rozwój technologii CRISPR-Cas9. System ten, pierwotnie odkryty u bakterii jako mechanizm obronny przed wirusami, został zaadaptowany przez naukowców do roli niezwykle precyzyjnych „molekularnych nożyczek”. Pozwala on na „wycinanie” i „wklejanie” fragmentów DNA w niemal dowolnym, precyzyjnie określonym miejscu w genomie. Za opracowanie tej metody Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna otrzymały w 2020 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Technologia CRISPR zdemokratyzowała inżynierię genetyczną, czyniąc ją stosunkowo prostą, tanią i dostępną dla tysięcy laboratoriów na całym świecie, co otworzyło erę edycji genomu o niewyobrażalnym dotąd potencjale. Trzy filary genetyki Genetyka jest nauką rozległą, obejmującą badania na różnych poziomach organizacji życia. Aby usystematyzować tę dziedzinę, dzieli się ją na kilka głównych działów, z których każdy koncentruje się na innych aspektach dziedziczności i zmienności. Tradycyjnie wyróżnia się 3 fundamentalne filary genetyki. Są to: genetyka klasyczna – jest to najstarszy dział genetyki, którego korzenie sięgają prac Grzegorza Mendla. Koncentruje się na poziomie całego organizmu. Bada, w jaki sposób cechy są przekazywane z pokolenia na pokolenie, analizując wyniki krzyżówek i obserwując wzory dziedziczenia w rodzinach i rodowodach. To właśnie genetyka klasyczna pozwoliła na sformułowanie podstawowych praw dziedziczenia i zrozumienie pojęć takich jak dominacja, recesywność czy sprzężenie genów; genetyka molekularna – ten dział schodzi na poziom cząsteczek. Bada chemiczną naturę genów i mechanizmy, za pomocą których informacja genetyczna jest przechowywana, replikowana, odczytywana i tłumaczona na białka. To w ramach genetyki molekularnej odkryto strukturę DNA, zbadano proces replikacji i opracowano technologie, takie jak PCR i sekwencjonowanie DNA; genetyka populacyjna – perspektywa tego działu obejmuje całe populacje organizmów. Genetyka populacyjna bada, jak rozkład i częstość występowania różnych wersji genów w populacji zmieniają się w czasie. Analizuje wpływ selekcji naturalnej, dryfu genetycznego, mutacji i migracji na pulę genową populacji, dostarczając matematycznych narzędzi do zrozumienia procesów ewolucyjnych. Poza sekwencją Przez długi czas genetyka skupiała się na „twardym” kodzie, zapisanym w sekwencji DNA, traktując go jako w dużej mierze niezmienny plan. Jednak w ostatnich dekadach narodziła się nowa, rewolucyjna dziedzina – epigenetyka. Bada ona dziedziczne zmiany w funkcji genów, które nie są spowodowane zmianami w samej sekwencji nukleotydów. Epigenetyka pokazuje, że genom nie jest „sztywnym scenariuszem”, a „dynamicznym systemem”, który pozostaje w ciągłym dialogu ze środowiskiem. Zastosowania, które zmieniają świat Wiedza zdobyta dzięki genetyce nie pozostaje zamknięta w laboratoriach. W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat stała się potężnym narzędziem, które zrewolucjonizowało i wciąż rewolucjonizuje niemal każdą dziedzinę ludzkiej działalności. Medycyna przyszłości Wpływ genetyki na medycynę jest nie do przecenienia. Już teraz dziedziny te przeplatają się, a nadejście ery medycyny personalizowanej jest tylko kwestią czasu. Główne obszary zastosowania genetyki w medycynie to: diagnostyka genetyczna, farmakogenomika, terapia genowa. Na polu i w zagrodzie Genetyka zrewolucjonizowała także rolnictwo i hodowlę, dostarczając narzędzi do zwiększania plonów i poprawy jakości żywności. W tym przypadku, główne zastosowania genetyki to: organizmy modyfikowane genetycznie (GMO), selekcja wspomagana markerami (MAS). DNA jako dowód Genetyka stała się też jednym z najpotężniejszych narzędzi w rękach organów ścigania. W kryminalistyce. zastosowanie tej nauki dotyczy dziedzin takich jak: profilowanie DNA, genealogia genetyczna. Odczytywanie przeszłości Genetyka otworzyła zupełnie nowe okno na naszą przeszłość. Dzięki rozwojowi technik analizy kopalnego DNA (aDNA), naukowcy są w stanie pozyskiwać i odczytywać materiał genetyczny ze szczątków ludzi, zwierząt i roślin sprzed tysięcy, a nawet setek tysięcy lat. Nasz autor Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Z czego zbudowany jest kod życia? Tajemnice budowy DNA
Podwójna helisa DNA, przypominająca skręconą drabinę sznurową, stała się uniwersalnym symbolem życia, dziedziczności i samej esencji tego, kim jesteśmy. Ta niezwykła struktura nie jest jedynie przypadkowym kształtem. Stanowi rozwiązania problemów, przed którymi stoi życie: jak przechowywać ogromne ilości informacji, chronić je przed uszkodzeniami i wiernie przekazywać kolejnym pokoleniom. Jak przedstawia się budowa DNA? Poniżej odpowiadamy na to pytanie.
Spis treści: Dekonstrukcja nukleotydu Tworzenie łańcucha Nie ulega wątpliwości, że kwas deoksyrybonukleinowy to jeden z najgenialniejszych tworów natury. Nie każdy wie, że DNA pojedynczej komórki zawiera około 6 miliardów par zasad, co w przeliczeniu na jednostki cyfrowe przekłada się na około 1,5 gigabajta danych. Organizm dorosłego człowieka składa się z kilkudziesięciu bilionów komórek. Sumując je wszystkie, należy przyjąć, że cząsteczki DNA we wszystkich komórkach organizmu gromadzą ponad 40 zettabajtów danych, czyli wielokrotnie więcej niż wynosi szacunkowa pojemność wszystkich serwerowni Google na świecie. Genetyka odsłoniła przed nami tajemnice DNA już w XX wieku, gdy powstało słynne „Zdjęcie 51”, niepodważalny dowód na jego helikalną strukturę. Dekonstrukcja nukleotydu Żeby zrozumieć, jak zbudowana jest cała struktura DNA, najpierw należy rozłożyć ją na najmniejsze jednostki budulcowe. Tą fundamentalną „cegiełką” jest cząsteczka zwana nukleotydem. Każdy z miliardów tworzących DNA nukleotydów jest precyzyjnie skonstruowany z trzech odrębnych komponentów. Razem wzięte, tworzą jednostkę zdolną zarówno do budowania struktury, jak i do przenoszenia informacji. Trzy filary Centralnym elementem każdego nukleotydu DNA jest pięciowęglowy cukier (pentoza) o nazwie deoksyryboza. To coś w rodzaju szkieletu, do którego przyłączone są pozostałe dwa komponenty. Cząsteczka ta jest blisko spokrewniona z innym cukrem, rybozą, występującą w RNA. Jednak brakuje jej jednej grupy hydroksylowej (-OH) przy drugim atomie węgla w pierścieniu. Ta pozornie niewielka modyfikacja chemiczna znacząco zwiększa stabilność kwasu deoksyrybonukleinowego, czyniąc go idealnym materiałem do długoterminowego przechowywania informacji genetycznej, w przeciwieństwie do bardziej reaktywnego i krótkotrwałego RNA. Do piątego atomu węgla w cząsteczce deoksyrybozy przyłączona jest (wiązaniem estrowym) reszta kwasu fosforowego, zwana grupą fosforanową. Pełni ona rolę kluczowego łącznika – swoistego „zaczepu”, który w przyszłości połączy jeden nukleotyd z następnym, tworząc długi łańcuch. Grupy fosforanowe niosą ze sobą ujemny ładunek elektryczny, co nadaje całej cząsteczce DNA silnie ujemny charakter. Ta właściwość jest niezwykle ważna, ponieważ wpływa interakcje DNA z białkami, które często mają dodatnio naładowane obszary. Prawdziwym centrum informacyjnym nukleotydu jest zasada azotowa, przyłączona do pierwszego atomu węgla deoksyrybozy wiązaniem glikozydowym. W DNA występują cztery różne zasady, które stanowią „litery” genetycznego alfabetu: adenina (A), guanina (G), cytozyna (C) i tymina (T). To właśnie sekwencja, czyli kolejność tych czterech zasad w łańcuchu DNA, koduje wszystkie instrukcje potrzebne do budowy i funkcjonowania organizmu. Puryny i pirymidyny Cztery zasady azotowe nie są sobie równe pod względem budowy chemicznej. Dzielą się na dwie odrębne grupy, a ta klasyfikacja ma fundamentalne znaczenie dla struktury całej podwójnej helisy. Grupy, o których mowa, to: puryny – należą do nich adenina i guanina. Są to większe cząsteczki, zbudowane z dwóch połączonych ze sobą pierścieni węglowo-azotowych; pirymidyny – to cytozyna i tymina, mniejsze cząsteczki, składające się z pojedynczego pierścienia węglowo-azotowego. To właśnie owa różnica w wielkości jest kluczem do geometrycznej doskonałości helisy DNA. Duża puryna zawsze tworzy parę z małą pirymidyną, a to gwarantuje, że każdy „szczebel drabiny” DNA ma dokładnie taką samą szerokość. To sprawia, że cała struktura idealnie regularna, bez żadnych zwężeń, które mogłyby ją zdestabilizować. Tworzenie łańcucha Nukleotydy są jak pojedyncze litery alfabetu, które osobno nie znaczą nic. Każda komórka musi je połączyć w łańcuchy polinukleotydowe, które w tym porównaniu pełnią funkcję spójnych zdań. Wiązania fosfodiestrowe Kluczem do połączenia nukleotydów jest silne wiązanie kowalencyjne, nazywane wiązaniem 3',5'-fosfodiestrowym. Grupa fosforanowa, przyłączona do piątego atomu węgla (oznaczanego jako 5') w deoksyrybozie jednego nukleotydu, tworzy wiązanie z grupą hydroksylową (-OH) znajdującą się przy trzecim atomie węgla (3') w deoksyrybozie kolejnego nukleotydu. W następstwie wielokrotnie powtarzającego się procesu, powstaje niezwykle wytrzymały szkielet cukrowo-fosforanowy, który stanowi „poręcze” drabiny DNA. To coś w rodzaju strukturalnego kręgosłupa cząsteczki, podczas gdy zasady azotowe wystają do wewnątrz niczym szczeble. Polarność Konsekwencją takiego sposobu łączenia jest powstanie polarności, czyli kierunkowości łańcucha. Nukleotydy są dodawane w określony sposób (koniec 5' jednego do końca 3' drugiego), więc cały łańcuch ma dwa chemicznie różne końce. Na jednym krańcu pozostaje wolna grupa fosforanowa przy węglu 5'. Ten koniec nazywamy końcem 5'. Na przeciwnym krańcu znajdzie się wolna grupa hydroksylowa przy węglu 3'. To koniec 3'. To właśnie kierunkowość stanowi fundamentalną, fizyczną i chemiczną oś, wzdłuż której działa przetwarzająca informację genetyczną „maszyneria komórkowa”. Enzymy odpowiedzialne za kopiowanie DNA (polimerazy DNA) potrafią poruszać się wzdłuż nici tylko w jednym kierunku, dobudowując nowe nukleotydy wyłącznie do wolnego końca 3' rosnącego łańcucha. Mechanizm chemiczny tej reakcji, polegający na ataku grupy 3'-OH na przyłączany nukleotyd, uniemożliwia dobudowywanie w drugą stronę. Ta zasada ma fundamentalne znaczenie dla skomplikowanych procesów, takich jak replikacja DNA, i wyjaśnia, dlaczego komórka musiała wyewoluować wyrafinowane strategie, żeby mogła poradzić sobie z tym ograniczeniem. Arcydzieło natury Gdy wszystkie elementy składowe znajdą się na swoim miejscu, powstaje finalna konstrukcja. Mowa o cząsteczce DNA, nazywanej podwójną helisą, która składa się z dwóch łańcuchów polinukleotydowych, skręconych śrubowo wokół własnej osi. Nasz autor Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
To jedne z najstarszych stworzeń na Ziemi. Uczą się i zapamiętują, choć nie mają mózgu
Tylko zwierzęta z mózgiem i milionami neuronów potrafią uczyć się na błędach? Nic bardziej mylnego. Naukowcy odkryli, że tę zdolność mają także meduzy – stworzenia, które żyją na Ziemi już od pół miliarda lat.
W tym artykule: Małe i parzące jamochłony Zmyślne meduzy z Karaibów Zalety posiadania układu nerwowego Ludzki mózg składa się z 86 mld neuronów i jest efektem ewolucji trwającej miliony lat. Nic dziwnego, że daje nam tak niezwykłe możliwości. Mamy znakomitą pamięć i rozwinięte zdolności poznawcze, które wyróżniają nas w świecie zwierząt. Jesteśmy w stanie się uczyć i to na wiele różnych sposobów. Wyciągamy wnioski z przeszłości i naprawiamy błędy, które popełniliśmy, żeby ponownie nie wpakować się w kłopoty. Jak się okazuje, to ostatnia umiejętność ma bardzo stare korzenie. Posiadają ją nawet meduzy – jamochłony zaliczane do parzydełkowców. To jedne z najstarszych zwierząt, jakie pojawiły się na Ziemi. Ich układ nerwowy jest bardzo prosty. Meduzy nie mają mózgu, jedynie kilka tysięcy neuronów znajdujących się w całym ciele. A jednak to wystarcza, by łączyć bodźce różnego rodzaju i wyciągać z nich wnioski. Przełomowe badania, rzucające światło na to, jak kształtował się układ nerwowy zwierząt, zostały opublikowane w najnowszym numerze czasopisma „Current Biology”. Przeprowadził je zespół pod kierunkiem neurologa Andersa Garma z Uniwersytetu Kopenhaskiego oraz Jana Bieleckiego z Uniwersytetu Kiel. Małe i parzące jamochłony − Dawniej zakładano, że meduzy uczą się jedynie w najprostsze możliwe sposoby. Jednym z nich jest habituacja, czyli zdolność przyzwyczajania się do pewnego określonego bodźca, takiego jak stały dźwięk albo dotyk – mówi Anders Garm. To właśnie habituacja sprawia, że nie czujemy ubrania, które nosimy. Ponieważ cały czas dotyka ono naszego ciała, nasz mózg przyzwyczaja się do bodźca. W rezultacie przestajemy go odczuwać. − Teraz jednak odkryliśmy, że meduzy posiadają również zaawansowane umiejętności uczenia się. A nawet, że uczą się na błędach. Dzięki nim modyfikują swoje zachowanie – opowiada Garm. Naukowcy doszli do tego wniosku, przeprowadzając eksperymenty z meduzami Tripedalia cystophora. To nieduże zwierzęta należące do kostkowców: gromady skupiającej silnie parzące meduzy, takie jak np. jadowita osa morska. Zmyślne meduzy z Karaibów Wybrany do badań gatunek żyje na Karaibach. A konkretnie − w korzeniach lasów namorzynowych. Tripedalia cystophora są wielkości paznokcia. Choć, podobnie jak inne kostkowce, mogą parzyć, jednak ich dotknięcia są stosunkowo łagodne. Większe meduzy polują na ryby i krewetki, natomiast małe Tripedalia cystophora zadowalają się widłonogami. Nie oznacza to, że polowanie przebiega łatwo. W pościgu za widłonogami meduzy krążą między splątanymi korzeniami zanurzonymi w zamulonych wodach. Światła jest niewiele, a ryzyko spore. Jeśli meduza nie dostrzeże w porę, że zbliża się niebezpiecznie blisko do przeszkody, może na nią po prostu wpaść. Zderzenie z korzeniem dla zwierzęcia o miękkim ciele to nic przyjemnego. Meduzy więc zwracają szczególną uwagę na kontrast. − Czyli na to, jak ciemne są korzenie porównaniu z otaczającą je wodną tonią – mówi Garm. − Pozwala im to skręcić we właściwym momencie. Co jednak istotne, ten kontrast zmienia się – i to z dnia na dzień – w zależności od deszczu, wiatru czy pojawienia się alg. Zalety posiadania układu nerwowego Jak sobie radzą z tym meduzy? Naukowcy ustalili to, wpuszczając Tripedalia cystophora do akwarium, w którym stworzyli warunki podobne do tych panujących w korzeniach lasu namorzynowego. Następnie sprawdzili, jak z nawigacją w tym otoczeniu radzą sobie zwierzęta, mające 24 oczy i bardzo prosty układ nerwowy: cztery równoległe struktury składające się z tysiąca neuronów każda. Gdy w akwarium zmieniał się kontrast, meduzy popełniały błędy i wpadały na korzenie. Ale tylko do czasu. – Nasze eksperymenty wykazały, że 3 do 5 błędnych manewrów wystarczało, by zmienić zachowanie meduz, tak by więcej nie uderzały w korzenie. Co ciekawe, mniej więcej tylu powtórzeń potrzebują muchy owocówki i myszy – znacznie bardziej zaawansowane zwierzęta – żeby się czegoś nauczyć – mówi Garm. To pokazuje znaczenie opisanego wyżej odkrycia. Okazuje się bowiem, że nawet bardzo prosty układ nerwowy daje swojemu posiadaczowi znaczne możliwości. Meduzy uczyły się manewrować akwarium, ponieważ wykazały zdolność zaawansowanego uczenia asocjacyjnego. Czyli łączyły różne rejestrowane bodźce i konkretne zachowania, tworząc między nimi związki. Co wskazuje, że uczenie asocjacyjne mogło być jedną z korzyści ewolucyjnych, jakie odnosiły zwierzęta nawet z bardzo prostym układem nerwowym. − Jeśli chcesz zrozumieć, jak działają bardzo złożone struktury, dobrze jest zacząć od czegoś najprostszego − podsumowuje Anders Garm. Naukowcy chcą teraz zbadać, które neurony i jak zmieniają się, kiedy zachodzi uczenie. Jeśli im się to uda i będą w stanie opisać mechanizm uczenia się u meduz, będą mogli sprawdzić, czy taki sam mechanizm występuje również u innych zwierząt. W rezultacie może im to pomóc zbliżyć się do odpowiedzi na fundamentalne pytanie, jak działa pamięć. Źródła: EurekAlert, Current Biology.
Nietoperze świecą jak dekoracje na Halloween. Upiorna zieleń zadziwiła naukowców
Amerykańskie nietoperze świecą i naukowcy nie mają pojęcia dlaczego. Nowe badania na Uniwersytecie Georgii w USA wykazały, że niektóre północnoamerykańskie gatunki świecą w świetle ultrafioletowym. Wyglądają dokładnie jak halloweenowe dekoracje.
Zespół z Georgii zbadał 60 muzealnych okazów nietoperzy, należących do sześciu gatunków. Naukowcy stwierdzili, że każdy z nich emitował poświatę podczas ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe. Badanie opublikowano w czasopiśmie „Ecology & Evolution”. Które nietoperze świecą? „Świecące” gatunki to: mroczek brunatny (Eptesicus fuscus), kosmatnik rdzawy (Lasiurus borealis), inny kosmatnik: Lasiurus seminolus, nocek szary (Myotis austroriparius), nocek rybożerny (Myotis grisescens) oraz molosek brazylijski (Tadarida brasiliensis). Świecenie u nietoperzy nie są jednak odosobnionym przypadkiem: wcześniejsze badania wykazały, że cała menażeria ssaków wygląda pod światłem UV jak na imprezie. Fotoluminescencja występuje także u ptaków, ostatnio stwierdzono ją w skrzydłach niektórych gatunków sów. Pojawiła się jednak zagadkowa zgodność: u wszystkich 6 gatunków, u obu płci i w każdym wieku, fotoluminescencja wyglądała tak samo. Zawsze emitowały ją: skrzydła, tylne łapy i błony między ich palcami. Poza tym zawsze była zielona, w wąskim zakresie długości fal. Wszyscy świecą tak samo – to przyrodnicza zagadka Zdaniem badaczy wyklucza to kilka możliwych wyjaśnień i jest wyjątkową zagadką. Skoro wszystkie osobniki świecą tak samo, fotoluminescencja raczej nie służy do rozpoznawania pobratymców z własnego gatunku, ani do odróżniania partnerów od rywali. Jak więc to wyjaśnić? – Dane sugerują, że wszystkie te gatunki nietoperzy odziedziczyły tę cechę po wspólnym przodku. Nie wykształciła się ona niezależnie – mówi Steven Castleberry, biolog z Uniwersytetu Georgii (USA). – Dziś świecenie może być już tylko artefaktem, ale kiedyś zapewne pełniło jakąś funkcję – dodaje. Kolejny cel naukowców: zbadać żywe nietoperze Choć długości fal fotoluminescencji mieszczą się w zakresie widzenia nietoperzy, zespół nie jest pewien, czy w ich nocnym środowisku jest w ogóle dość światła, by ją zobaczyć, zwłaszcza w ciemnych kryjówkach. Intrygujące jest to, że miejsca świecenia (skrzydła i tylne kończyny) to części ciała widoczne podczas lotu i żerowania. Czy może to mieć znaczenie? Odpowiedź poznamy dopiero wtedy, gdy naukowcy zbadają żywe nietoperze. Źródło: Ecology & Evolution Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.