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.
Zagadka z dzieciństwa rozwiązana. Wiemy już, dokąd nocą tupta jeż
Kto z nas nie zastanawiał się kiedyś: „Dokąd nocą tupta jeż?”. Zagadkę dzieciństwa postanowiły rozwiązać Lasy Państwowe. Odpowiedź wcale nie jest taka trudna.
W tym artykule: Dokąd nocą tupta jeż? Uważajmy na jeże i dbajmy o nie Ciekawostki o jeżach Jesień kojarzy nam się przede wszystkim ze spadającymi liśćmi, kasztanami, ale i zwierzętami, przygotowującymi się na nadejście mroźnych miesięcy. Wśród nich są jeże, które, jak wiele innych stworzeń, zapadają w sen zimowy. Przypomnieć o tym postanowiły Lasy Państwowe, publikując w sieci specjalny post poświęcony tym niewielkim ssakom. Co więcej, leśnicy postanowili odpowiedzieć również na klasyczne pytanie – „dokąd nocą tupta jeż?”. Dokąd nocą tupta jeż? Zanim dowiemy się, co po zmroku robi ten uroczy ssak, warto przypomnieć genezę słynnego pytania. Nieco starsi czytelnicy z pewnością pamiętają emitowany z przerwami od 1982 do 2007 roku na antenie telewizji publicznej program dla dzieci „Domowe przedszkole”. Już w czołówce słychać tam ikoniczne: „Dokąd nocą tupta jeż?”. Po upływie czterech dekadach i kolejnych pokoleniach młodych widzów dopytujących o nocne życie jeży, zagadkę dzieciństwa postanowiły rozwiązać Lasy Państwowe. Z facebookowego wpisu dowiadujemy się, że nocą jeże potrafią przebyć nawet 3 kilometry, co jest nie lada osiągnięciem, biorąc pod uwagę ich niewielkie rozmiary. Główny powód nocnych eskapad mierzących maksymalnie 26 cm ssaków to po prostu chęć zdobycia pożywienia. – A więc już wiemy, gdzie jeże tuptają nocą — jeść! – podkreślają leśnicy. I dodają, że w trakcie jednej nocy jeże zjadają ok. 200–250 g owadów i innych bezkręgowców. Szacuje się, że jeż nocą powinien zjeść pokarm odpowiadający 1/6 masy swojego ciała. Jeżeli jesienią jeż nie będzie ważył co najmniej 700 g, to małe prawdopodobieństwo, że przeżyje zimę. Uważajmy na jeże i dbajmy o nie Leśnicy przy okazji zaapelowali do wszystkich internautów, by szczególnie jesienią uważali na jeże. To czas, kiedy te niewielkie ssaki szukają schronienia i pomału zapadają w sen zimowy. – Jeże zimują bardzo często w parkach i ogrodach w stertach liści. Okres października to ten czas kiedy pomału zapadają w sen zimowy. Dlatego apelujemy: nie palcie liści! To jest ich dom na czas zimy – czytamy. Przypomnijmy, że Lasy Państwowe co i rusz dzielą się z czytelnikami różnymi leśnymi ciekawostkami za pośrednictwem swoich mediów społecznościowych. Na National-geographic.pl informowaliśmy już między innymi o niecodziennymi nagraniu z jednego z polskich lasów, na którym uwieczniono rysia. Niemałe poruszenie wywołała również fotografia autorstwa Macieja Chromego, przedstawiająca bardzo rzadkie zjawisko. Złudnie przypominające wyciek niebezpiecznych substancji. Najszczęśliwsze zwierzę na świecie wywołuje uśmiech za każdym razem. Ale samemu pupilowi nie zawsze jest do śmiechu Kuoka, czyli najszczęśliwsze zwierzę na świecie, potrafi poprawić humor nawet po najcięższym dniu. Jednak jego wiecznie uśmiechnięty pyszczek może być bardzo mylący. Co się za nim kryje? Ciekawostki o jeżach Średnia długość życia jeża na wolności to 3–8 lat. Najstarszy jeż na świecie dożył 16. roku życia. Thorvald, bo tak wabił się rekordzista, zamieszkiwał okolice miasta Silkeborg w środkowej Danii. Gdyby nie atak psa, prawdopodobnie przeżyłby jeszcze dłużej. Poprzedni rekord najdłuższego życia wśród jeży europejskich należał do samicy z Irlandii, która przeżyła 9 lat. Jeże są mięsożerne. Zajadą się m.in. dżdżownicami, ślimakami, żabami, a nawet małymi gryzoniami. Potrafią także polować na węże. Na grzbiecie dorosłego jeża znajduje się ok. 7,5 tys. kolców. W ciągu swojego życia jeże mają trzy komplety kolców. Jeże mają słaby wzrok i widzą świat w odcieniach szarości. W Polsce występują dwa gatunki: jeż wschodni (Erinaceus concolor) oraz jeż europejski lub zachodni (Erinaceus europaeus). Reakcją obronną jeża jest zwijanie się w kulkę. W ten sposób łapki, nos i brzuch są chronione przez kolce. Jeże potrafią wspinać się na niewielkie wysokości i doskonale pływać. Ciąża u samicy jeża trwa pięć tygodni. Jeże nie nabijają na kolce jabłek. 10 listopada przypada Międzynarodowy Dzień Jeża. View oEmbed on the source website Źródło: Lasy Państwowe/Facebook Nasz ekspert Igor Szulim Od zawsze wiedziałem, co chcę robić w życiu. Dlatego z pasji i z wykształcenia jestem dziennikarzem. W National-Geographic.pl zajmuje się tematyką podróżniczą. Szczególnie bliskie są mi kraje niemieckojęzyczne. Po godzinach najchętniej spędzam czas na korcie tenisowym.
Czy pies ma kolana? Weterynarze rozwiewają popularny mit
Czy pies ma kolana – to pytanie, które zaskakująco często pojawia się wśród właścicieli czworonogów. Choć brzmi nietypowo, odpowiedź jest jednoznaczna i ma ciekawe uzasadnienie.
Spis treści: Czy pies ma kolana? Ile kolan ma pies? Chore kolano u psa Ciekawostki o psach Wbrew pozorom anatomia psa w wielu aspektach przypomina budowę ludzkiego układu kostnego. Psy, podobnie jak ludzie, mają kolana – zlokalizowane w tylnych łapach. Mało kto jednak wie, że również w przednich łapach znajduje się odpowiednik „kolana”, który pełni zupełnie inną funkcję. Zrozumienie tego układu może pomóc lepiej dbać o zdrowie pupila i rozpoznawać sygnały możliwych kontuzji. Czy pies ma kolana? Pies, podobnie jak człowiek i inne ssaki, ma kolana. Po jednym na każdej z dwóch tylnych łap. Odgrywają one kluczową rolę w poruszaniu się, a konkretnie w chodzeniu, skakaniu czy bieganiu. Psie kolano to niezwykle złożony staw, który składa się z różnych kości: kości udowej, kości piszczelowej, kości strzałkowej, rzepki, łąkotki, więzadeł krzyżowych. Kluczowym elementem stabilizującym kolano psa jest rzepka, która utrzymuje kości na właściwym miejscu i zapobiega ich przemieszczaniu. Powierzchnie stawowe kości pokrywa chrząstka, która pełni istotną funkcję – dzięki niej ruch nie sprawia psu bólu, nawet podczas intensywnej aktywności. Za możliwość poruszania stawem odpowiadają otaczające kolano mięśnie, które generują niezbędną siłę do jego zginania i prostowania. Wiele osób może błędnie interpretować położenie psiego kolana, ponieważ w przeciwieństwie do ludzi, u psa znajduje się ono stosunkowo wysoko – tuż pod kością udową, osłoniętą masą mięśniową. Zdarza się, że za kolano uznaje się niżej położony staw skokowy, co jest anatomiczną pomyłką. W praktyce psy poruszają się na palcach, co wpływa na ich wyjątkowy sposób chodzenia. Ile kolan ma pies? Fakty anatomiczne, które mogą Cię zaskoczyć Nieprzypadkowo fraza „ile kolan ma pies?” znalazła się w czołówce wyszukiwań Google. Zainteresowanie tym tematem wzrosło gwałtownie po emisji odcinka popularnego teleturnieju, w którym uczestnicy musieli odpowiedzieć na pozornie proste pytanie dotyczące anatomii psa. Do wyboru mieli dwie odpowiedzi: „2” lub „4”. Prawidłowa odpowiedź, czyli „2”, wywołała niemałe zaskoczenie – i tym samym uruchomiła lawinę wyszukiwań. W rzeczywistości pies, podobnie jak większość czworonożnych ssaków, posiada dwa kolana – znajdują się one tylko na tylnych kończynach. Są to stawy kolanowe, które odpowiadają ludzkim kolanom i odgrywają kluczową rolę w poruszaniu się psa, zapewniając amortyzację, stabilizację i zdolność do skakania. Przednie łapy psa nie mają kolan, lecz łokcie. Ich budowa anatomiczna przypomina ludzkie kończyny górne – z barkiem, ramieniem, łokciem oraz nadgarstkiem. To właśnie staw łokciowy łączy ramię z przedramieniem i umożliwia charakterystyczny sposób poruszania się psa. Tymczasem tylne kończyny, na których znajdują się kolana, zbudowane są bardziej jak ludzkie nogi – z biodrem, udem, kolanem i stawem skokowym. Błędne przekonanie, że pies ma cztery kolana, wynika najczęściej z uproszczonego myślenia o symetrii ciała zwierzęcia i z utożsamiania zginających się stawów na wszystkich kończynach z kolanami. Jednak w biologii i weterynarii rozróżnia się wyraźnie stawy kończyn przednich i tylnych, zarówno pod względem funkcji, jak i nazewnictwa. Zrozumienie prawidłowej budowy anatomicznej psa ma znaczenie nie tylko dla ciekawostek, ale również dla świadomej opieki nad pupilem – szczególnie w kontekście diagnozy kontuzji czy planowania aktywności fizycznej dostosowanej do możliwości jego układu ruchu. Chore kolano u psa – objawy, przyczyny i rasy najbardziej narażone na urazy Niestety, problemy z kolanami u psów są dość częste i mogą znacząco obniżyć komfort życia zwierzęcia. Staw kolanowy psa, złożony z kości udowej, rzepki, kości piszczelowej oraz układu więzadłowego, jest kluczowym elementem układu ruchu – dlatego nawet drobne uszkodzenia mogą prowadzić do bólu, ograniczenia ruchomości i kulawizny. Do najczęstszych schorzeń kolana u psów należą: Zwichnięcie rzepki – to przemieszczenie rzepki poza prawidłowy tor ruchu, co skutkuje niestabilnością stawu. Objawia się często przerywaną kulawizną, podnoszeniem łapy w trakcie chodzenia lub chwilowym „przeskakiwaniem” kończyny. Schorzenie może mieć charakter wrodzony lub nabyty. Zerwanie więzadła krzyżowego przedniego – jedno z najpoważniejszych uszkodzeń, porównywalne z zerwaniem ACL u ludzi. Prowadzi do silnej kulawizny, obrzęku kolana i trudności z poruszaniem się. Wymaga często interwencji chirurgicznej. Zapalenie stawu kolanowego (artretyzm lub zapalenie zwyrodnieniowe) – może być efektem przewlekłych przeciążeń, wieku, otyłości lub wtórnym objawem innych chorób. Pies staje się mniej aktywny, unika ruchu i wykazuje wrażliwość na dotyk w okolicy kolana. Wczesna diagnoza ma kluczowe znaczenie, dlatego każdy właściciel powinien udać się do weterynarza, gdy zauważy, że jego pies: kuleje lub unika obciążania jednej z tylnych łap, ma trudności ze wstawaniem lub wskakiwaniem, często liże lub gryzie okolice kolana, wykazuje zmniejszoną aktywność fizyczną. Wczesna konsultacja weterynaryjna, odpowiednia diagnostyka (m.in. RTG, rezonans magnetyczny, badanie ortopedyczne) oraz indywidualnie dobrane leczenie – farmakologiczne, fizjoterapeutyczne lub chirurgiczne – mogą skutecznie zahamować postęp choroby i przywrócić psu sprawność ruchową. Źródła: Outdoordogfun.com, archiwum NG Nasz autor Igor Szulim Od zawsze wiedziałem, co chcę robić w życiu. Dlatego z pasji i z wykształcenia jestem dziennikarzem. W National-Geographic.pl zajmuje się tematyką podróżniczą. Szczególnie bliskie są mi kraje niemieckojęzyczne. Po godzinach najchętniej spędzam czas na korcie tenisowym.
Pająki podróżują latając, nawet na setki kilometrów. I robią to właśnie teraz
Babie lato to nie tylko piękne zjawisko – to sposób, w jaki młode pająki kolonizują nowe tereny, unosząc się na delikatnych niciach. O znaczeniu tej strategii opowiada biolog, prof. Stanisław Czachorowski.
Ciepły jesienny dzień, specyficzne światło które zawdzięczamy coraz niższej pozycji Słońca na niebie i one – srebrne niteczki lecące przez przestrzeń w nieznanym kierunku. Babie lato, zjawisko budzące nostalgię i obecne nawet w wielkich dziełach sztuki, to tak naprawdę strategia przetrwania pająków. Na swoich leciutkich niciach młode pajączki potrafią pokonać setki kilometrów. O znaczeniu tego zjawiska opowiedział PAP ekspert, dr hab. Stanisław Czachorowski, entomolog, profesor Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego. Jak pająki latają? Sekret balonowania Jak wyjaśnia naukowiec, młode pająki przędą delikatne nici, wspinają się na rośliny i wykorzystując elektrostatykę oraz ruchy powietrza, unoszą się niczym na miniaturowych latawcach. Proces ten, zwany balonowaniem, pozwala im „latać” na wysokości nawet półtora kilometra i pokonywać setki kilometrów. To kluczowe dla zasiedlania nowych terenów. Na własnych nogach żaden pająk nie zaszedłby tak daleko. Ta forma zasiedlania ma fundamentalne znaczenie dla przetrwania gatunków, które to robią. Babie lato to zjawisko nie tylko jesienne Choć babie lato kojarzymy głównie z jesienią, tak naprawdę występuje od maja do października. Jesienią staje się jednak szczególnie widoczne – poranna rosa osiadająca na niciach sprawia, że błyszczą w słońcu, a niski kąt padania światła potęguje efekt. W tym czasie cykl rozwojowy wielu gatunków dobiega końca, więc młodych pająków szukających nowych siedlisk jest wyjątkowo dużo. Aeroplankton: życie unoszące się w powietrzu Dyspersja (rozprzestrzenianie się gatunków po świecie) nie jest zarezerwowana tylko dla pająków. To uniwersalny mechanizm w przyrodzie. Rośliny rozsiewają nasiona dzięki wiatrowi, wodzie czy zwierzętom, a pająki i inne bezkręgowce korzystają z ruchów powietrza. Organizmy unoszone w atmosferze określa się mianem aeroplanktonu, analogicznie do planktonu wodnego. Stanowią one źródło pokarmu dla owadożernych ptaków, takich jak jaskółki czy jerzyki. Babie lato to ewolucyjna konieczność W dzisiejszych, trudnych dla przyrody czasach zjawisko to nabiera szczególnego znaczenia. Działania człowieka przekształciły i „pofragmentowały” krajobraz bezpowrotnie. Drogi, miasta i inne bariery skutecznie izolują populacje małych zwierząt, niezdolnych do pokonania tak dużych przeszkód. Dla dużych gatunków buduje się przejścia czy tunele, ale dla drobnych pajączków jedyną szansą pozostaje lot na nici. Dzięki temu mogą zasiedlać nowe tereny i uciec z tych, które stają się zbyt nieprzyjazne. – Z ewolucyjnego punktu widzenia, jeśli chce się przetrwać, trzeba znaleźć nowe siedlisko, nowe miejsce do życia, i je skolonizować, bo środowisko w dłuższej perspektywie stale się zmienia – podkreśla prof. Czachorowski. Balonowanie to przywilej dostępny wyłącznie dla młodych, bardzo lekkich pająków, ważących ułamki miligrama. Choć wiąże się z ryzykiem, to osobniki które dotrą do nowych terenów, zyskują ewolucyjną przewagę. Dlatego babie lato, poza walorami estetycznymi, ma ogromne znaczenie biologiczne i ekologiczne. Źródło: Nauka w Polsce 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.
Jest rudym kuzynem szopa pracza. Wśród gałęzi drzew porusza się z niezwykłą gracją
Ostronos rudy, znany również jako koati, należy do rodziny szopowatych. Już na pierwszy rzut oka przypomina swojego słynnego kuzyna, ale prowadzi zupełnie inny tryb życia. Jego królestwem są gałęzie drzew.
W tym artykule: Jak wygląda ostronos rudy? Gdzie występuje ostronos rudy? Czym żywi się ostronos rudy? Tryb życia ostronosa rudego Rodzina szopowatych dzieli się na pięć rodzajów. Jednym z nich jest Nasua, czyli ostronos. W jego obrębie funkcjonują trzy gatunki: ostronos białonosy, ostronosek górski i bohater tego artykułu, czyli ostronos rudy. Jak wygląda ostronos rudy? Ostronos rudy, inaczej koati (Nasua nasua) to drapieżny ssak z rodziny szopowatych. Przypomina szopa pracza, ale jest od niego wyraźnie smuklejszy i ma dłuższy ogon. Oba gatunki różnią się też umaszczeniem. Swoją nazwę gatunkową zawdzięcza charakterystycznemu, przypominającemu szpic pyskowi – wydłużonemu i zwężającemu się ku przodowi. Oczy zwierzęcia są niewielkie, podobnie jak zaokrąglone uszy. Umaszczenie ostronosa rudego Ciało ostronosa rudego jest pokryte krótką sierścią. Dominującym kolorem jest rdzawobrunatny. Na puszystym ogonie widoczne są ciemne pierścienie. Taki sam kolor mają przednie kończyny. Częściowo ciemny jest też pysk. Na czarnym tle pojawiają się białe plamy – nad i pod oczami oraz na policzkach. Także gardło i klatkę piersiową pokrywa biaława sierść, a część brzuszną – żółtawa. Cyweta afrykańska: występowanie, środowisko, pożywienie, rozmnażanie, zagrożenia, ciekawostki Cyweta afrykańska jest największym współcześnie żyjącym przedstawicielem gatunku wiwerowatych, czyli łaszowatych. Jak wygląda to niezwykłe zwierzę? Gdzie występuje i jaki prowadzi tryb ... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/cyweta-afrykanska-wystepowanie-srodowisko-pozywienie-rozmnazanie-zagrozenia-ciekawostki-fot-edwin-remsberg-vwpics-universal-images-group-via-getty-images-d35e6e6.jpeg" width="938" height="626" alt="Cyweta afrykańska: występowanie, środowisko, pożywienie, rozmnażanie, zagrożenia, ciekawostki (fot. Edwin Remsberg/VWPics/Universal Images Group via Getty Images)" title="Cyweta afrykańska: występowanie, środowisko, pożywienie, rozmnażanie, zagrożenia, ciekawostki (fot. Edwin Remsberg/VWPics/Universal Images Group via Getty Images)" /> Rozmiary i masa ostronosa rudego Dorosły osobnik osiąga od 41 do 67 cm długości ciała bez ogona. Ogon mierzy od 40 do 68 cm. Masa ciała dojrzałego ostronosa rudego dochodzi do 7 kg. Gdzie występuje ostronos rudy? Tak jak wszystkie szopowate, Nasua nasua jest zwierzęciem Nowego Świata. Ostronosy rude można spotkać w Ameryce Południowej, aż po Paragwaj. Gatunek ten upodobał sobie tereny leśne. Nie występuje w wysokich partiach Andów. Nigdy nie udało się zaobserwować tych zwierząt na wysokości powyżej 2500 metrów n.p.m. Czym żywi się ostronos rudy? Ostronos rudy jest drapieżnikiem. W jego jadłospisie pojawiają się przede wszystkim bezkręgowce. Zwierzęta te zajadają się termitami, mrówkami, chrząszczami, pająkami, skorpionami i krabami lądowymi. Pożywienia szuka między innymi w ściółce leśnej, dziuplach i spróchniałych pniach drzew. Długi, szpiczasty pysk pomaga mu w zdobywaniu pokarmu. Pomocne okazują się też zaopatrzone w pazury przednie łapy, którymi rozgrzebuje ziemię, gdy pod jej powierzchnią wyczuje jeden ze swoich przysmaków. Należy wspomnieć, że ostronosy rude nie gardzą też jajami ptaków, jaszczurek i żółwi. Zdarza się, że zapoluje na niewielkiego gryzonia. W jadłospisie tego gatunku pojawia się też pokarm roślinny, głównie owoce. Tryb życia ostronosa rudego W odróżnieniu od większości szopowatych, ostronosy rude są aktywne w ciągu dnia. Samice i młode są zwierzętami stadnymi, które tworzą grupy składające się z 25–30 osobników. Samce prowadzą samotniczy tryb życia i tylko w okresie godów łączą się z grupą samic. Ostronosy zakładają swoje gniazda na drzewach. Po pniach i gałęziach poruszają się z dużym sprytem i gracją. Spora w tym zasługa długiego ogona, który pomaga w utrzymaniu równowagi (gdy zwierzę porusza się po ziemi, ogon trzyma uniesiony). W gniazdach spędzają całą noc i najgorętszą część dnia. Gdy warunki są sprzyjające, ostronosy wyruszają na żer. Rozmnażanie ostronosów rudych W okresie rui (trwającym w okresie między październikiem a marcem) samiec próbuje zdobyć przychylność samic. Jeżeli grupa zaakceptuje danego osobnika, kopuluje z każdą jej członkinią. Ciąża trwa od 70 do 77 dni. Młode rodzą się w gnieździe (w jednym miocie na świat przychodzi od dwóch do siedmiu osobników) i pozostają tam przez około sześć tygodni. Rodzą się ślepe i głuche. Dopiero po dziesięciu dniach otwierają oczy, a po czternastu zaczynają słyszeć. Matka opuszcza je tylko wtedy, gdy wyrusza na żer. Gdy są już gotowe, samica znosi je na ziemię. Od tej pory małe ostronosy stają się pełnoprawnymi członkami grupy. Samica karmi młode swoim mlekiem przez cztery miesiące. Później jej potomstwo staje się samodzielne. Samice już po dwóch latach osiągają pełną dojrzałość płciową. U samców proces dojrzewania jest o dwanaście miesięcy dłuższy. Nasz ekspert 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.
Trudno oderwać od niej wzrok. Mandarynka to prawdziwy klejnot wśród ptaków
Kaczka mandarynka od wieków uchodzi w Azji za symbol miłości i szczęścia małżeńskiego. W Polsce, choć uznawana za gatunek obcy, nie stanowi poważnej konkurencji dla rodzimych kaczkowatych. Najliczniej można ją spotkać w warszawskich Łazienkach.
Spis treści: Jak wygląda kaczka mandarynka? Gdzie występuje kaczka mandarynka? Kaczka mandarynka w Polsce Tryb życia kaczki mandarynki Gatunki obce urozmaicają rodzimą faunę, jednak każdy z nich wywiera mniejszy lub większy wpływ na przyrodę. Te, które w największym stopniu zagrażają bioróżnorodności, określa się mianem inwazyjnych gatunków obcych (IGO). Do tej grupy zaliczana jest między innymi nutria amerykańska, która poważnie zagraża podmokłym i bagiennym ekosystemom, oraz jenot, stanowiący poważną konkurencję dla rodzimych ssaków drapieżnych. Póki co kaczka mandarynka nie została uznana za gatunek obcy, mimo że w Polsce zadomowiła się już kilkanaście lat temu. Jak wygląda kaczka mandarynka? Kaczka mandarynka, czyli Aix galericulata, jest średniej wielkości przedstawicielem rodziny kaczkowatych. Średnia długość ciała dojrzałego osobnika wynosi 41–49 cm. Rozpiętość skrzydeł sięga 65-75 cm. Przeciętna masa ciała to ok. 500 g. Pokrój ciała jest charakterystyczny dla wszystkich kaczkowatych, ale dziób mandarynki, dość krótki i niezbyt spłaszczony, pozostaje unikatową cechą rodzaju Aix. Ubarwienie kaczki mandarynki Tym, co wyróżnia mandarynkę najbardziej na tle jej kuzynek, jest jej okrywa. Zarówno u samca, jak i u samicy, pióra z tyłu głowy układają się w charakterystyczny dziób. Osobniki męskie dodatkowo wyróżniają się jaskrawym, kontrastowym ubarwieniem. Ramieniowe lotki drugorzędowe, wydłużone i przy złożonych skrzydłach tworzące sterczące grzebienie, są rude z białymi końcówkami. Od nasady czerwonego dzioba aż do zakończenia czuba rozciąga się wyraźnie zaznaczony biało-kremowy pas. Czoło jest metalicznie zielone, podobnie jak przód ciemienia. Z kolei pióra pokrywające tył ciemienia i potylicę są rdzawe. Taką samą barwę mają wąskie, wydłużone pióra bokobrodów, które tworzą charakterystyczny kołnierz. Okrywa z przodu szyi, w górnej części piersi i na bokach jest metaliczno-fioletowa, w dolnej części przecięta dwoma białymi pasami. Beżowe pióra pokrywają boki. Spód ciała jest biały, a grzbiet – ciemny. Ciemny jest też ogon, natomiast podogonie – białe. Na skrzydłach odznaczają się zielone lusterka. Łapy samca są pomarańczowe. Ubarwienie samicy jest znacznie skromniejsze. Osobniki żeńskie mają szarobrunatny wierzch z oliwkowym odcieniem. Wokół oczu i na podgardlu widoczny jest wąski biały pas. Białe pióra pokrywają kantarek, podbródek i przód szyi, natomiast popielate – spodnią część ciała. Na ty obszarze wyraźnie zaznaczone są duże, jasne plamy. Podogonie jest białe, natomiast ogon – czarny. Tak jak u samca, na skrzydłach kontrastują zielone lusterka. Łapy są żółtawe, a dziób – szary. W szacie spoczynkowej płeć można rozróżnić tylko po kolorze dzioba. Gdzie występuje kaczka mandarynka? Kaczka mandarynka zamieszkuje wschodnią Azję. Występuje w dorzeczu Amuru, we Wschodnich Chinach, w Japonii, Mandżurii i na Sachalinie. Zimuje w Japonii i południowo-wschodnich Chinach. Preferuje śródleśne rzeki i jeziora. W XVIII wieku kaczka mandarynka została sprowadzona do Europy jako ptak ozdobny. Niektóre osobniki wydostały się na wolność i utworzyły mniejsze lub większe populacje, żyjące w miejskich parkach. Te piękne ptaki można spotkać m.in. w Anglii, Niemczech (liczebność określa się na około 350 par), Belgii, Holandii i Austrii. Kaczka mandarynka w Polsce Należy wspomnieć, że lęgową mandarynkę można spotkać także w Polsce. Największa populacja tych ptaków, licząca ok. 100 osobników, żyje w warszawskich Łazienkach Królewskich. Mniejsze populacje mieszkają także w Brzegu, Toruniu i Radzyniu Podlaskim. Pierwsze lęgi kaczek mandarynek w Polsce zaobserwowano w 2001 roku. Nie wiadomo, w jaki sposób pojawiła się w polskiej faunie. Istnieją dwie teorie na ten temat. Według pierwszej, mogła uciec z hodowli. Z kolei druga zakłada, że mandarynka została celowo wypuszczona na wolność. Jak każdy gatunek obcy, kaczka mandarynka nie jest obojętna dla rodzimej przyrody. Od kilku lat trwają badania, których celem jest określenia stopnia jej wpływu na rodzime gatunki. Naukowcy z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego z pomocą Warszawskiego Zespołu Obrączkarskiego „Tridactylus” przyglądają się pasożytnictwu lęgowemu, badają odchody i krew ptaków oraz analizują ich kondycję. Jest jeszcze za wcześnie na ostateczne wnioski, ale dane pozyskane zarówno w Polsce, jak i w Europie, zdają się sugerować, że mandarynki zadomowiły się w swojej własnej niszy. Za niezwykle istotny należy uznać fakt, że nie krzyżują się z rodzimymi gatunkami. Tryb życia kaczki mandarynki Mandarynka jest gatunkiem nadrzewnym. Zręcznie porusza się między gałęziami i potrafi błyskawicznie poderwać się z ziemi, by usiąść na szczycie drzewa. To ptak wszystkożerny. Oprócz pokarmu roślinnego, w jadłospisie mandarynek pojawiają się drobne bezkręgowce. Wyprowadza jeden lęg w ciągu roku. Pod koniec kwietnia samica składa od 7 do 12 brunatnawych jaj. Wysiaduje je przez 30 dni. Pisklęta opuszczają gniazdo od razu po wykluciu. Usamodzielniają się w wieku 40–45 dni. 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.
Pluskwa to zwierzę udomowione, koń już nie? Nowa definicja podzieliła biologów
Mogłoby się zdawać, że kwestia udomowienia zwierząt i roślin została już dawno rozstrzygnięta. Nic bardziej mylnego. W świecie nauki właśnie rozgorzała gorąca dyskusja na ten temat.
Spis treści Czym jest udomowienie? Nowa definicja, nowy problem Za i przeciw redefinicji udomowienia Nowe spojrzenie na granice udomowienia Żyjący w mieszkaniu pies to bez wątpienia zwierzę udomowione. Krowa na polu także. Ale wychodzący podmiejski kot, który uwielbia życie na wolności, ale nie pogardzi ciepłym kątem na noc? Tu już odpowiedź nie jest taka oczywista. A zwierzęta, które i tak mieszkają w naszych domach, choć wcale tego nie chcemy – są udomowione, czy nie? Nawet wśród biologów nie ma jednej uniwersalnej definicji udomowienia. Niektórzy próbują taką definicję wreszcie stworzyć. Nie bez problemów. Czym jest udomowienie? Nowa definicja, nowy problem Dwie biolożki, Erin Karlsson i Kathryn Lord zderzyły się z tym problemem, badając dawne radzieckie eksperymenty nad udomowieniem lisów. Wraz ze współpracownikami postanowiły wreszcie stworzyć jedną uniwersalną definicję udomowienia. Według niej, udomowione zwierzęta i rośliny to „populacje gatunków, które ewoluowały w odpowiedzi na niszę lub rolę związaną z ludźmi i które nie są w stanie dobrze funkcjonować poza kontekstem ludzkim”. I tu zaczęły się schody. Według tej logiki nie tylko psy, ale i pluskwy czy szczury są udomowione. Ale konie i pszczoły – nie, bo poradziłyby sobie bez ludzi i środowisk przez nich wytworzonych. Inni naukowcy nie zgadzają się więc z definicją Karlsson i Lord. Niektórzy w ogóle kwestionują potrzebę jej stworzenia. Za i przeciw redefinicji udomowienia Nowa definicja wywołała debatę wśród naukowców. Niektórzy, jak biolog Carlos Driscoll, podkreślają znaczenie zmian genetycznych w procesie udomowienia. Według Driscolla jeśli zmiany genetyczne nie nastąpiły, nie można mówić o udomowieniu. Inni, jak archeobotaniczka Amy Bogaard, zwracają uwagę na wzajemne przystosowanie się ludzi i organizmów. Jak sugeruje, udomowienie to relacja międzygatunkowa, a nie jednostronny proces kontrolowany przez człowieka. Nowe spojrzenie na granice udomowienia Karlsson i Lord mają na to odpowiedź. Proponują osobne definicje dla zwierząt i roślin zdolnych do przetrwania bez człowieka oraz niezdolnych. Te pierwsze nazywają „human exploiters” – gatunkami wykorzystującymi ludzi, lecz zdolnymi do życia w naturze. Do nich zaliczają np. konie, pszczoły, drożdże, karpie czy jeżyny. Tylko gatunki (lub populacje) niezdolne do samodzielnego życia w naturze uznają za prawdziwie udomowione, jak np. używane do produkcji serów bakterie Lactococcus lactis. Badaczki rozróżniają także gatunki i populacje. Np. szczury w ogólności są zdolne do samodzielnego przetrwania, ale ich populacja w Norwegii żyje już tylko w pobliżu człowieka. To rozróżnienie także nie podoba się innym naukowcom. Biolog ewolucyjny Eben Gering wskazuje, że nowa definicja praktycznie pokrywa się z pojęciem gatunku obligatoryjnie synantropijnego, doskonale już znanym w świecie biologii. Według niego stworzy ona tylko niepotrzebne zamieszanie w literaturze naukowej. Z kolei Amy Bogaard wytyka, że tzw. nisza związana z ludźmi to pojęcie niekonkretne. Coraz więcej środowisk jest zmienionych przez człowieka – czy żyjące w nich zwierzęta stają się więc coraz bardziej udomowione? Jedno jest pewne: zanim biolodzy dojdą do porozumienia w tej kwestii, minie jeszcze dużo czasu. Źródło: National Geographic 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 epigenetyczna w medycynie. Nowe metody wykrywania raka
Mechanizmy epigenetyczne sterują rozwojem naszych komórek. Ich zrozumienie pozwoli skuteczniej wykrywać i leczyć choroby.
Spis treści: Co to jest epigenetyka? Dlaczego epigenetyka może być kluczem do wyjaśnienia, jak powstają choroby? Wczesne wykrywanie nowotworów oparte na epigenetyce Prewencja chorób cywilizacyjnych oparta na epigenetyce Większość z nas pamięta ze szkoły, że to jak wyglądamy i jak funkcjonuje nasze ciało zapisane jest w DNA – materiale genetycznym odziedziczonym od rodziców. Ten sam kod genetyczny znajduje się w niemal każdej komórce naszego ciała, których jest około 30–40 bilionów. I tu pojawia się pytanie, które przez wieki nurtowało naukowców. Jak to możliwe, że z identycznego DNA powstaje tak ogromna różnorodność komórkowa budujące ciało ludzkie? Ciało, w którym jedne komórki przewodzą prąd – komórki nerwowe, inne dają nam możliwość ruchu – komórki mięśniowe itd.? Co to jest epigenetyka? Odpowiedź na to pytanie jest zasadniczo prosta: DNA czytane jest na różne sposoby w różnych typach komórek. To rodzi następne pytanie: kto czy co decyduje o tym, jak materiał genetyczny jest czytany w konkretnej komórce? To właśnie mechanizmy epigenetyczne decydują o tym, jak DNA w komórce jest odczytywane. Dzięki nim z jednej, wspólnej instrukcji powstaje niezwykle złożony organizm, w którym każda komórka odgrywa precyzyjnie zaplanowaną rolę. Epigenetyka to dziedzina nauki badająca te mechanizmy. Dlaczego epigenetyka może być kluczem do wyjaśnienia, jak powstają choroby? Prawidłowe funkcjonowanie mechanizmów epigenetycznych pozwala na rozwój tak skomplikowanej maszyny, jaką jest ludzki organizm, zbudowany z ok. 200 typów komórek. Gdyby taki organizm żył w idealnym środowisku, w którym żaden z czynników nie wpływałby negatywnie na funkcjonowanie mechanizmów epigenetycznych, żylibyśmy długo i w zasadzie bez większości chorób. Takie środowisko niestety nie istnieje. Od naszych pierwszych dni na świecie nasz organizm poddawany jest działaniu niekorzystnych czynników środowiskowych, które zmieniają funkcjonowanie mechanizmów epigenetycznych. Kiedyś myśleliśmy, że zmiany genetyczne, takie jak mutacje DNA, są kluczowe w powstaniu chorób, szczególnie nowotworów. Okazało się jednak, że DNA w naszych komórkach jest bardzo stabilne i nawet jeśli czynniki środowiskowe doprowadzą do powstania mutacji, zasadnicza większość tych mutacji jest przez komórkę naprawiana. Dlatego też w momencie, gdy świat naukowy doszedł do wniosku, że samych mutacji nie da się obarczyć winą za rozwój nowotworów i wielu innych chorób, nastąpił dynamiczny rozwój badań epigenetycznych. A stało się to w zasadzie w latach dwutysięcznych, tak więc epigenetyka jest nauką stosunkowo młodą. Wczesne wykrywanie nowotworów oparte na epigenetyce Pomimo tego, iż epigenetyka jest bardzo młodą dziedziną nauki, osiągnięcia naukowców pracujących w tej dziedzinie są absolutnie zdumiewające. Najlepszym przykładem tych osiągnięć jest prosty test umożliwiający wczesne wykrywanie nowotworów z diagnostycznej próbki krwi. Prototyp takiego testu opartego na markerach epigenetycznych jest już w bardzo zaawansowanych badaniach klinicznych. Co istotne, pomimo lat prób opracowanie takiego testu na markerach genetycznych nie powiodło się. Wprowadzenie do profilaktyki nowotworów prostego testu, który pozwalałby wykrywać nowotwór szczególnie w jego wczesnym stadium i który każdy z nas mógłby wykonać co kilka lat, zrewolucjonizowałoby profilaktykę nowotworową. Największym wyzwaniem współczesnej onkologii jest to, iż większość nowotworów wykrywamy w zaawansowanym i rozsianym stadium, kiedy prognoza jest bardzo poważna. Gdybyśmy mogli wykrywać je wcześniej, leczenie w zdecydowanej liczbie przypadków kończyłoby się chirurgicznym usunięciem guza. Prewencja chorób cywilizacyjnych oparta na epigenetyce Onkologia nie jest jedyną dziedziną medycyny, którą rewolucjonizują badania epigenetyczne. Z postępem badań epigenetycznych coraz jaśniejsze staje się, że zaburzenie mechanizmów epigenetycznych leży u podstaw choroby cywilizacyjnych, takich jak np. cukrzyca typu drugiego. Zrozumienie tych mechanizmów, podobnie jak w nowotworach, może otworzyć drogę nie tylko do skutecznej prewencji, ale także do efektywnego leczenia tych schorzeń. Nasz ekspert prof. Tomasz K. Wojdacz Ekspert od epigenetyki klinicznej. Prezes Międzynarodowego Towarzystwa Epigenetyki Molekularnej i Klinicznej oraz redaktor uznanych czasopism naukowych w dziedzinie badan epigenetycznych.
Wygląda jak zabawka, ma 2 cm. długości, a jego samce zachodzą w ciążę. Wyjaśniono niezwykłą biologię pławikonika
Biologów od dawna intrygowały niezwykłe organizmy najmniejszych koników morskich. Po zbadaniu genomu tych rybek wreszcie wiadomo, jak osiągnęły miniaturowy rozmiar, dziwny kształt i niespotykaną strategię rozrodczą.
Najmniejsze pławikoniki (m.in. Hippocampus bargibanti) to niezwykłe morskie rybki, których długość rzadko przekracza dwa centymetry. Słyną z doskonałego kamuflażu – upodobniły się do kolorów i faktur korali, wśród których żyją. Niektóre gatunki mają na skórze guzki do złudzenia przypominające polipy korali, co czyni je niemal niewidzialnymi zarówno dla drapieżników, jak i dla nurków. Co odkryli naukowcy w genach pławikonika? Naukowcy z Chin i Niemiec postanowili zbadać, w jaki sposób ewolucja doprowadziła do tak perfekcyjnego i ekstremalnego przystosowania. Najpierw stworzyli kompletną mapę genomu pławikonika, a następnie porównali ją z genami jego najbliższych krewnych. Analizowali zarówno obecność i aktywność genów, jak i rozwój zarodkowy. Szczególne zainteresowanie wzbudził gen nazwany hoxa2b, odpowiadający za „plan budowy ciała” u większości zwierząt. Odkryto, że u najmniejszych pławikoników gen ten po prostu nie działa. Prawdopodobnie to główny powód, który doprowadził do miniaturyzacji i niezwykłego kształtu tej rybki. Badania ujawniły, że koniki karłowate w drodze ewolucji straciły aż 438 genów obecnych u innych koników morskich. Poza tym kolejne 635 genów wskutek mutacji zostało wyłączonych. Zanikły u nich także liczne mechanizmy kontrolujące procesy wzrostu i rozwoju. Według autorów artykułu, opublikowanego właśnie w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences” to właśnie utrata genów i elementów regulacyjnych odpowiada za ich wyjątkowe cechy i symbiotyczny tryb życia wśród korali. Ciąża samców wyjaśniona Kolejnym zaskakującym odkryciem było to, że najmniejsze pławikoniki mają znacznie słabszy układ odpornościowy niż inne ryby. Brakuje im kluczowych genów, które zwykle odpowiadają za produkcję białek zwalczających patogeny. Badacze sugerują, że to koralowce, wśród których żyją te ryby, przejęły tę rolę, ponieważ wytwarzają naturalne antybiotyki. Słabsza odporność mogła też doprowadzić do kolejnej biologicznej ciekawostki. Koniki morskie są znane z unikatowego zjawiska – ciąży samców. Utrata części genów układu immunologicznego mogła ułatwić rozwój tej strategii rozrodczej – brak reakcji obronnych zmniejsza ryzyko odrzucenia zarodków noszonych w ciele przez samce. A więc to utrata, a nie zyskiwanie nowych genów, była tu kluczowym mechanizmem ewolucyjnym. Dzięki niej pławikoniki zyskały mistrzowski kamuflaż, miniaturowe rozmiary oraz niezwykłe strategie przetrwania w symbiozie z koralowcami. Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences 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.
Wstręt to nie kaprys. To naturalny mechanizm chroniący przed zatruciem
Wstręt do jedzenia może oznaczać po prostu to, że nie mamy na coś ochoty. Biologicznie ma jednak dużo ważniejszą rolę: to mechanizm obronny, który ostrzega nas przed spożyciem szkodliwych pokarmów. Ekspertka tłumaczy, czemu jest nam wciąż potrzebny.
Spis treści Instynkt, który wciąż działa Kulturowe uwarunkowania odrazy do jedzenia Dlaczego dzieci nie lubią brokułów? Wiele pokarmów wywołuje naszą zdecydowaną negatywną reakcję. Dla niektórych zapalnikiem będzie szwedzki sfermentowany śledź Surströmming, a dla innych sardyński ser casu marzu z żywymi larwami owadów , polskie kiszone ogórki czy nawet kopytka. Wywoływany przez nie wstręt, chociaż nie zawsze racjonalny, ma jednak zaplecze ewolucyjne. Jego zadaniem jest zabezpieczenie nie tylko naszego zdrowia, ale i życia. Instynkt, który wciąż działa – Choć na przestrzeni wieków jakość jedzenia uległa znacznej poprawie, to wstręt, który chroni przed spożyciem potencjalnie szkodliwych pokarmów, jest nam potrzebny tak samo teraz, jak i dawniej – tłumaczy Polskiej Agencji Prasowej dr Magdalena Tomaszewska-Bolałek, badaczka z Uniwersytetu SWPS. Tłumaczy ona, że sam wstręt działa jako mechanizm obronny, który chroni nas przed spożyciem takiego jedzenia, które może być dla nas potencjalnie niebezpieczne. Wykrywa elementy, które wskazują między innymi na jego zepsucie, stąd u niektórych odraza spowodowana np. kiszonym jedzeniem. Kulturowe uwarunkowania odrazy do jedzenia Ekspertka zastrzega jednak, że nasze obawy w stosunku do potraw z innych kręgów kulturowych mają inne podłoże. Według dr Tomaszewskiej-Bolałek czujemy niechęć do nieznanych nam pokarmów, bo wyrastaliśmy w przekonaniu, że „tego się nie je”. Stąd właśnie nasza niechęć do jedzenia węży, owadów czy żab. Produkty te w Polsce często uważane są za obrzydliwe, a w innych krajach świata są powszechnie spożywane. – Przekonujemy się o tym bardzo szybko przy dyskusji o wprowadzeniu białka owadziego do diety – konstatuje naukowczyni. Dlaczego dzieci nie lubią brokułów? Na rozwój zmysłu smaku czy węchu ma wpływ wiele różnych czynników: tylko niektóre z nich są genetyczne, a większość ma podłoże psychologiczne czy kulturowe. Początek kształtowania się kubków smakowych przypada już na okres prenatalny. Niemowlęta od razu po urodzeniu czują już smak gorzki i słodki – szczególnie ten pierwszy ma niebagatelne znaczenie, ponieważ gorycz instynktownie kojarzy nam się z czymś szkodliwym. Warto zwrócić uwagę, że wiele trujących roślin i grzybów ma gorzki smak, a organizm małych dzieci jest bardziej narażony na zatrucia: dlatego właśnie odczuwają one smaki znacznie intensywniej niż dorośli. To mechanizm, który potencjalnie może uratować ich życie. Niestety, traci na tym między innymi brukselka czy brokuł. Brak wstrętu do zepsutego jedzenia uważany jest nawet za zaburzenie: może on być spowodowany między innymi uszkodzeniami mózgu czy chorobami psychicznymi. Wpływ na odczuwanie smaków i zapachów, jak donosi dr Tomaszewska-Bolałek, mogą mieć także choroby nowotworowe, urazy jamy ustnej czy ekspozycja na substancje chemiczne. I chociaż warto przełamywać swoje bariery kulturowe, próbując potraw z innych części świata, to należy czasem posłuchać swojego wewnętrznego kompasu. Szczególnie, gdy kusi nas jogurt, który już bardzo dawno przekroczył termin swojej przydatności. Źródło: Nauka w Polsce Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Biomimetyka, czyli sztuka kopiowania doskonałości. Jak natura inspiruje technologie
Biomimetyka to dziedzina, która pozwala rozwiązać ludzkie problemy dzięki naśladowaniu natury. Nawet najprostsze organizmy żywe potrafią dostosować się do najbardziej niesprzyjających warunków. W praktyce przyroda oferuje nam całą masę gotowych rozwiązań. Naszym zadaniem jest tylko skopiować je i przenieść na grunt inżynierii. Jakie sekrety skrywa świat roślin i zwierząt, które możemy zastosować w technologii?
Spis treści: Natura jest najdoskonalszym inżynierem Biomimetyka, czyli sztuka naśladowania natury Jak to się zaczęło? Jakie dziedziny zrewolucjonizowała biomimetyka? Praktyczne zastosowanie rozwiązań biomimetycznych Natura kształtowała się w toku trwających miliony lat procesów. Człowiek od dawna bada jej złożoność, ale mimo galopującej technologii świat przyrody wciąż skrywa przed nami wiele tajemnic. Nie ustajemy jednak w pogoni za ich poznaniem, co znajduje odzwierciedlenie w otaczającym nas świecie. Gdybyśmy nie obserwowali organizmów żywych, z całą pewnością nie powstałoby wiele przełomowych wynalazków. Natura jest najdoskonalszym inżynierem Postęp technologiczny, który dokonuje się na naszych oczach, jest nieprawdopodobny. Współczesne rozwiązania cechuje nieporównywalnie większa efektywność i trwałość względem tych, które były stosowane jeszcze nie tak dawno temu. Należy jednak podkreślić, że w kwestii zdolności inżynieryjnych, człowiek nie może równać się z naturą. Wszystko, co najdoskonalsze, powstało w wyniku naturalnych procesów. Weźmy choćby pajęczą sieć. Nici jedwabiu pajęczego wykazują wielokrotnie większą wytrzymałość na rozciąganie niż stal o tym samym przekroju. Albo plaster miodu – struktura składająca się z sześciokątnych komórek, która przy zachowaniu niskiej masy wykazuje niebywałą sztywność i wytrzymałość na ściskanie. Inny przykład? Proszę bardzo – skóra rekina, która dzięki swojej specyficznej budowie znacząco minimalizuje opór wody. Przykładów potwierdzających doskonałość natury jest cała masa. A gdyby tak wykorzystać zaobserwowane w przyrodzie wzorce i procesy, tworząc na ich podstawie rozwiązania dla wielu dziedzin? To już się dzieje i nie ulega wątpliwości, że naśladowanie natury jest przyszłością nauki. Biomimetyka, czyli sztuka naśladowania natury Już sama nazwa „biomimetyka” wskazuje, z jaką dziedziną nauki mamy do czynienia. „Bios”, czyli „życie” i „mimesis”, czyli naśladowanie – biomimetyka to nic innego, jak sztuka naśladowania przyrody. Biomimetyka (nazywana też bioniką i biomimikrą) to w praktyce nic innego, jak dziedzina nauki, która opiera się na analizowaniu, imitowaniu bądź bezpośredniemu kopiowaniu występujących w przyrodzie struktur fizycznych lub związków chemicznych i przeniesienia ich do świata inżynierii i technologii. Jak to się zaczęło? Już starożytni rozumieli, że twory naturalne są doskonalsze od tych, które stworzył człowiek. Przykładem niech będzie mit o Dedalu i Ikarze, w którym ateński wynalazca i jego syn wzbili się w powietrze na skrzydłach inspirowanych ptasimi. Rozumieli, ale nie dysponowali technologią, która pozwoliłaby im odtworzyć to, co w toku trwającej miliony lat stworzyła przyroda. Wynalazca wizjoner Pierwsze praktyczne zastosowanie biomimetyki nastąpiło dopiero pod koniec XV stulecia, kiedy Leonardo da Vinci zbudował ornitopter, którego mechanizm lotu naśladował ruch skrzydeł ptaków i nietoperzy. Maszyna nie wzbiła się w powietrze, ale wraz z innymi wynalazkami Włocha, opartymi o występujące w przyrodzie struktury, zapowiadała naukowy trend, który miał dopiero nastać. To właśnie da Vinci zainspirował kolejne pokolenia do odtwarzania zjawisk przyrodniczych. Praktyczne zastosowanie naturalnych wzorców dzięki rozwojowi obrazowania Prawdziwą rewolucję w tej dziedzinie przyniósł dopiero XX wiek. W 1931 roku Ernst Ruska i Max Knoll skonstruowali pierwszy mikroskop, który do obrazowania wykorzystywał wiązkę elektronów. Świat, który do tamtej pory pozostawał niewidzialny, nagle stanął przed naukowcami otworem, prezentując złożoność budowy pozornie prostych struktur. Termin „biomimetyka” ukuł się około 1950 roku. Jego autorem był Otto Schmitt, amerykański inżynier i biofizyk, wynalazca układu elektronicznego, znanego jako przerzutnik Schmitta. Dziesięć lat później, na konferencji w Dayton, po raz pierwszy użyto terminu „bionika”. Jakie dziedziny zrewolucjonizowała biomimetyka? Naukowcy dowiedli, że materiały i konstrukcje, naśladujące budowę organizmów żywych w wielu przypadkach wykazują wyraźnie lepsze parametry techniczne niż tradycyjnie stosowane rozwiązania. Pozwoliło to wprowadź nowe produkty i zmodyfikować wiele istniejących. Zastosowanie rozwiązań biomimetycznych w odlewnictwie Podpatrywanie natury pozwoliło znacząco usprawnić niektóre procesy zachodzące w wielu gałęziach przemysłu odlewniczego, np. w zakresie produkcji elementów konstrukcyjnych samolotów. W celu zwiększenia odporności przy jednoczesnej redukcji masy, wielu elementom współczesnych statków powietrznych nadaje się strukturę plastra miodu. Zastosowanie rozwiązań biomimetycznych w inżynierii materiałowej Choć nie widać tego gołym okiem, powłoki wielu organizmów żywych są niezwykle złożone. Mimo że wydają się strukturami jednolitymi, w praktyce składają się z szeregu mniejszych struktur, których specyficzne ułożenie decyduje o ich unikatowych właściwościach. Weźmy choćby muszle ślimaków, składające się z wielu płytek, pomiędzy którymi występują łączące je struktury białkowe. Taka budowa zapewnia niezwykle efektywne rozpraszanie energii kinetycznej. Na tej podstawie opracowano szereg kompozytów, mających zastosowanie w budownictwie, motoryzacji i lotnictwie. Inny przykład to wspomniana wcześniej skóra rekina. Te niezwykłe drapieżniki potrafią błyskawicznie zmieniać kierunek i przyspieszać. To zasługa m.in. niewielkiego oporu, jaki stawia woda w kontakcie ze skórą tych ryb. Ta niezwykła właściwość wynika ze specyficznego ukształtowania łusek. Skopiowanie tego naturalnego rozwiązania pozwoliło na opracowanie materiału, z którego korzystają pływacy. Dzięki swoim właściwościom, nie tylko zwiększa prędkość, ale także ogranicza zużycie energii. Praktyczne zastosowanie rozwiązań biomimetycznych Które technologie powstały dzięki inspiracji naturą? Przykładów jest wiele. Poniżej wymieniamy kilka z nich. Sieci neuronowe – stosowany w informatyce system przetwarzania informacji, odgrywający fundamentalną rolę w dziedzinie uczenia maszynowego, jest inspirowany działaniem ludzkiego mózgu. Roboty mogące poruszać się w trudnych warunkach terenowych – także robotyka podpatruje naturę. Systemy ruchu, które pozwalają robotom pokonywać trudny teren, w praktyce są kopią nóg owadów. Elastyczne skrzydła – w wielu współczesnych samolotach stosuje się skrzydła zdolne do zmiany kształtu podczas lotu. Ma to na celu poprawę wydajności i właściwości aerodynamicznych. Co stanowiło inspirację dla inżynierów? W tym przypadku były to skrzydła nietoperzy. Mikroigły – tradycyjnych igieł iniekcyjnych nie można określić mianem bezbolesnych. W medycynie i kosmetyce coraz częściej stosuje się jednak tzw. mikroigły, przeznaczone do wykonywania precyzyjnych zabiegów, którym nie towarzyszy uczucie bólu. Ten wynalazek był inspirowany aparatem gębowym samicy komara. Energooszczędne systemy wentylacji – jedną ze składowych energooszczędności w nowoczesnych budynkach jest minimalizujący zużycie energii system wentylacji. Naukowcy nie musieli „wymyślać koła na nowo”, żeby opracować takie rozwiązanie. Inspiracją dla nich były kopce termitów, w których wymiana powietrza i regulacja temperatury zachodzi niezwykle efektywnie. Systemy zbierania wody – w miejscach, w których panuje suchy klimat, każda kropla wody jest na wagę złota. Nowoczesne systemy mogą skutecznie zbierać wodę z mgły, wykorzystując w tym celu specjalne siatki. Dla autorów tego patentu, inspiracją były muszki występujące na pustyni Namib. Powłoki antyrefleksyjne – to jeden z tych wynalazków, które znacząco poprawiają nasz komfort życia codziennego. Minimalizują odblaski od szkieł okularów, ekranów urządzeń mobilnych i stacjonarnych czy nawet od muzealnych gablot. Mają też praktyczne zastosowanie w panelach fotowoltaicznych, zwiększając ich efektywność. Także w tej dziedzinie inspiracja naturą wprowadziła niemałą rewolucję. Okazało się bowiem, że efektywność takiej powłoki znacząco wzrasta, gdy nada się jej strukturę oka ćmy. Egzoszkielety – zewnętrzne konstrukcje, wspierające ciało człowieka, pozwalają na znaczne zwiększenie siły fizycznej bez nadmiernego obciążania mięśni, stawów i kości. Już teraz mają zastosowanie nie tylko w pracy fizycznej, ale także w rehabilitacji osób z niepełnosprawnością ruchową. W przyszłości, mogą stanowić rozwiązanie dla osób z trwałym uszkodzeniem narządu ruchu. Należy wspomnieć, że te rozwiązania zostały oparte na analizie zewnętrznego pancerza stawonogów. 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.
Koty potrafią zrobić niemal 300 różnych min. Używają ich na potęgę
Kocia komunikacja to nie tylko miauczenie, mruczenie i fukanie. Okazuje się, że koty potrafią robić setki różnych min. Sygnalizują nimi wrogie lub przyjacielskie zamiary.
W tym artykule: Po drodze na uczelnię Złożona mimika kotów Koty mają miny wrogie i przyjazne Uboczne skutki udomowienia kotów Koty to samotnicy o pokerowym pysku? Nic podobnego. Gdy znajdują się w towarzystwie swoich pobratymców, używają mimiki i to na potęgę. Po prawie rocznych badaniach dwie naukowczynie zidentyfikowały aż 276 różnych kocich grymasów. Te kocie miny są doskonale czytelne dla wszystkich innych kotów znajdujących się w okolicy. Co więcej, jest możliwe, że tak rozbudowany zestaw grymasów koty zawdzięczają nam. A konkretnie – spędzeniu ostatnich 10 tys. lat rozwoju ewolucyjnego w towarzystwie ludzi, podejrzewają Lauren Scott i Brittany Florkiewicz. Ich fascynująca praca o naszych czworonożnych towarzyszach ukazała się w październiku w czasopiśmie „Behavioural Processes”. Po drodze na uczelnię Lauren Scott nie jest zoolożką ani zwierzęcą behawiorystką. To studentka medycyny i miłośniczka kotów. Dwa lata temu studiowała na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles (UCLA). Kilka minut od uczelni znajduje się kocia kawiarenka CatCafé Lounge. Goście mogą tam spędzać czas – a nawet uprawiać jogę – w towarzystwie kilkudziesięciu kotów. Od sierpnia 2021 r. do czerwca 2022 r. Scott zaczęła nagrywać koty po zamknięciu kawiarni. W sumie na taśmach zarejestrowała zachowania 53 zwierząt. Następnie dokładnie przeanalizowała nagrania wraz z psycholożką ewolucyjną Brittany Florkiewicz. Obie badaczki zrobiły zestawienie ruchów mięśni kocich pysków, wykluczając te związane z ziewaniem, żuciem i oddychaniem. Złożona mimika kotów Tym, co pozostało, były ruchy mięśni składające się na miny służące kotom do porozumiewania się ze sobą. Jak się okazało, tych min koty są w stanie zrobić całkiem sporo, bo aż 276. To tylko niewiele mniej niż grymasy, które wykrzywiają twarze szympansów. Małpy naczelne potrafią zrobić 357 min. W przypadku kotów każda mina składała się z około czterech unikatowych ruchów pyska. Było to np. rozchylanie warg, opuszczanie szczęki, rozszerzanie lub zwężanie źrenic, mrugnięcia, rozciąganie kącików ust, lizanie nosa, wysuwanie lub cofanie wąsów i poruszanie w różny sposób uszami. W sumie lista „składowych min” u kotów miała aż 26 pozycji. U psów liczy ona tylko jedną więcej. Według Brittany Florkiewicz ludzie mają 44 specyficzne ruchy twarzy – ile tworzymy z nich min, jeszcze nie udało się policzyć. Psy i koty na wegańskiej diecie? Dla środowiska byłoby to bardzo dobre, oszacował naukowiec Gdyby psy i koty dostawały bezmięsne posiłki, miałoby to ogromny i pozytywny wpływ na środowisko naturalne. Jeszcze lepiej, gdyby po mięso rzadziej sięgali również ludzie. Koty mają miny wrogie i przyjazne Co koty komunikują swoimi minami? Badaczki policzyły, że 45 proc. grymasów było przyjacielskich. 37 proc. zdradzała wrogie zamiary, które mogły skończyć się wysunięciem pazurów i szarpaniem za futro. Pozostałe 18 proc. min okazało się wieloznaczne – przynajmniej dla nas, ludzi. Można bowiem podejrzewać, że koty dobrze wiedzą, co się za nimi kryje. Jak wygląda przyjazna kocia mina? Gdy inny kot jest witany z sympatią, zwierzę wysuwa w jego stronę uszy i wąsy. Odsuwanie ich sygnalizuje, że między kotami rodzi się rywalizacja. Na nieprzyjaźń między kotami wskazują również zwężanie źrenic i oblizywania warg. Co ciekawe – sympatyczne kocie miny świadczące o dobrych zamiarach i chęci zabawy przypominały nieco te, które w podobnych okolicznościach robią ludzie, psy, małpy i inne zwierzęta. Uboczne skutki udomowienia kotów Rozbudowana mimika kotów może być skutkiem udomowienia przez ludzi, podejrzewają badaczki. Co prawda w ich badaniach udział wzięły zwierzęta domowe, nie dzikie. Jednak żyjący współcześnie dzicy krewni kotów domowych – jak kot nubijski – to zwierzęta prowadzące samotny tryb życia. Być może przodkowie dzisiejszych kotów również byli samotnikami i to po nich koty odziedziczyły swoje „wrogie” miny. Natomiast te przyjazne mogły podchwycić, gdy zbierały się w stada żyjące w pobliżu ludzi – np. gromadzące się wieczorami w oczekiwaniu na resztkę ludzkiej kolacji. Badania Scott i Florkiewicz mogą w przyszłości zostać wykorzystane w praktyce. Np. do stworzenia aplikacji, która pomogłaby właścicielom kotów odczytywać subtelne sygnały wysyłane przez ich pupili. Albo, która pomogłaby upewnić się, że nowy kot „dogada się” z dotychczasowymi kocimi domownikami. Następnym krokiem badaczek mogłoby być np. sprawdzenie, czy mimikę kotów rozumieją inne zwierzęta – przede wszystkim psy. Źródła: Behavioural Processes, science.org, Live Science Nasz ekspert Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com