Znajdź zawartość

Gryzonie z rodzaju Neotoma, które żyją na pustyniach południowego zachodu USA, żywią się toksycznymi roślinami. Poza tym na zamieszkiwanych przez nie terenach niewiele można znaleźć do jedzenia. By poradzić sobie z trującą dietą, zwierzęta stosują kilka trików: kosztują różnych toksycznych roślin, zjadają mniejsze posiłki, zwiększają upływający między nimi czas i jeśli jest dostępna, piją więcej wody (Functional Ecology). Przez dziesięciolecia próbowaliśmy zrozumieć, jak roślinożercy radzą sobie z toksyczną dietą. To studium porównuje przedstawicieli rodzaju Neotoma, którzy żywią się pojedynczą rośliną – jałowcem - z innym gatunkiem zjadającym kilka rodzajów roślin, w tym niewielkie ilości jałowca. Próbujemy zrozumieć, jak gryzonie regulują dawkę toksycznych związków, obserwując, jak często i ile jedzą. Odkryliśmy, że Neotoma jedzące wiele rodzajów roślin skuteczniej ograniczają spożycie toksyn od zwierząt z menu składającym się wyłącznie z jałowca – wyjaśnia prof. Denise Dearing z University of Utah. Wyspecjalizowany gatunek (jedzący tylko jałowiec) wytworzył w toku ewolucji enzym wątrobowy, który pozwala na zmetabolizowanie dużych ilości toksyn jałowca. Gatunek holistyczny, który może przetworzyć niewielkie ilości różnych fitotoksyn, zmienia zaś swoje zachowania konsumpcyjne, by uniknąć zbyt dużych stężeń trucizn. Z Dearing współpracowali Ann-Marie Torregrossa (obecnie na Uniwersytecie Stanowym Florydy) oraz Anthony Azzara of Bristol-Myers Squibb. Amerykanie badali dwa nocne gatunki Neotoma z obszaru Wielkiej Kotliny: szczura drzewnego Neotoma albigula, który żywi się m.in. jałowcem, Artemisia tridentata i jukką, a także wyspecjalizowanego Neotoma stephensi, którego dieta w 90% składa się z jałowca. Jedenaście N. albigula schwytano w Castle Valley w Utah, a 7 N. stephensi w pobliżu Wupatki National Monument w Arizonie. Podczas eksperymentów obu gatunkom podawano coraz większe ilości zwykłego pożywienia N. stephensi – jałowca Juniperus monosperma. Roślina ta zawiera kilkadziesiąt terpenów, zwłaszcza α-pinen. Powoduje on utratę wody, dlatego gryzonie podwajające spożycie wody pozostały na tyle zdrowe, by nadal brać udział w studium. Niestety, 6 N. albigula straciło 10% masy ciała, co oznaczało, że zdechłyby, jeśli eksperymenty na nich byłyby kontynuowane. Amerykanie rozdrabniali wysuszony jałowiec w blenderze, a powstałą w ten sposób papkę łączyli z karmą dla królików. Dawki rośliny i toksyny miały wzrastać, zastosowano więc następujący schemat: 0%, 25%, 50%, 75% i 90% jałowca (każda z dawek obowiązywała przez 3 kolejne noce). Przez 15 dni monitorowano wagę zwierząt, spożycie pokarmu i wody. Pokarm odważano. Za rozpoczęcie posiłku uznawano sytuację, gdy gryzoń zjadł co najmniej 0,1 g paszy. Musiał też spędzić na jedzeniu 5 min lub więcej. Wyspecjalizowane gryzonie utrzymały wagę i nie zmieniły tego, jak dużo i jak często jadły. U gatunku holistycznego, w miarę jak ilość jałowca w karmie wzrosła od 0 do 90%, nastąpił spadek wagi, zmniejszenie wielkości posiłku o połowę (zmniejszyła się też liczba posiłków), czas między posiłkami wzrósł o 10%, a ilość wypijanej wody podwoiła się. Skąd N. albigula wie, kiedy zacząć ograniczać jedzenie? Myślimy, że istnieją receptory w przewodzie pokarmowym, które monitorują spożycie toksyny. Niewykluczone, że przypominają receptory goryczy z języka. Inni badacze wykryli je w jelitach innych gatunków gryzoni. Jeśli aktywacji ulega odpowiednia liczba receptorów, do mózgu dociera sygnał, by zastopować jedzenie jałowca.

Sosny ościste, uznawane za najbardziej długowieczne drzewa na świecie, zaczęły rosnąć szybciej w drugiej połowie XX wieku. Stało się tak wskutek ocieplenia klimatu. Specjaliści przestrzegają, że nie jest to bynajmniej powód do radości, bo niedługo będzie można powiedzieć, że Pinus aristata żyją jak rockmani – szybko i krótko (Proceedings of the National Academy of Sciences). W raporcie sprzed 6 lat wspominano, że sosny ościste z Wielkiej Kotliny rosną prędzej, ale nikt nie znał przyczyny tego zjawiska ani nie miał pojęcia, czy to coś niezwykłego. Najświeższa analiza pierścieni przyrostów rocznych wykazała, że mamy do czynienia z novum, a w ostatnim 50-leciu sosny powiększały swoje rozmiary szybciej niż w ciągu 3700 lat. Matthew Salzer z University of Arizona i jego zespół pobrali rdzenie pni sosen z 3 stanowisk w kalifornijskich Górach Białych i Ruby Mountains w Nevadzie. Następnie zmierzyli szerokość 420 tys. przyrostów rocznych z drzew występujących w obrębie górnych 150 m zakresu występowania gatunku i określili ich wiek. Dzięki żywym i martwym okazom oraz danym archiwalnym Amerykanie byli w stanie odtworzyć przyrosty roczne do 4600 lat wstecz. Na samym końcu porównali trendy w obrębie przyrostów z modelami zmian lokalnych temperatur. Przyrosty z ostatniego półwiecza miały średnio szerokość 0,58 mm, a podczas poprzedzających je 4750 lat 0,38 mm. Okazało się też, że wzrost ciągle przyspiesza. Między 2001 a 2005 rokiem pierścienie były niemal dwukrotnie większe niż przed 1951 r., sięgając ok. 0,68 mm. Zmiany w zakresie rocznych przyrostów idealnie pokrywają się ze zmianami temperatury. Ocieplenie klimatu zachodnich stanów USA wyjaśnia więc bardzo dużo. Wielu ludzi martwi się, że sosny ościste stały się ofiarami działalności człowieka. Niektórzy eksperci widzą w tym jednak pewne plusy. Jinbao Li z Columbia University uważa np., że stare drzewa pomagają zmniejszyć stężenie dwutlenku węgla w atmosferze.