Znajdź zawartość

W warstwie amortyzacyjnej słoniowych stóp (zarówno z przodu, jak i z tyłu) kryje się szósty "palec". Struktura kostna zastanawiała naukowców od ponad 300 lat - często lekceważono ją jako kolejny element chrzęstny - jednak dzięki tomografii komputerowej, histologii i mikroskopowi elektronowemu okazało się, że pomaga ona w podtrzymaniu ciężkiego ciała tych ssaków. Szósty palec słoni to de facto masywna trzeszczka, powstała w wyniku kostnienia w obrębie ścięgien. Naukowcy z zespołu doktora Johna Hutchinsona z Królewskiego College'u Weterynaryjnego stwierdzili, że zaszła niejednolita osteogeneza na podłożu chrzęstnym, a palcopodobne twory funkcjonują jak prawdziwe palce. Analizując skamieniałości, Brytyjczycy doszli do wniosku, że "prepalce" wyewoluowały ok. 40 mln lat temu, a więc wtedy, gdy słonie stawały się większe i w większym stopniu lądowe. W artykule zamieszczonym w Science, naukowcy stwierdzili, że wczesne trąbowce było raczej stopochodne, podczas gdy u pierwszych słoniowatych wykształciła się morfologia stopy sprzyjająca chodzeniu na czubkach palców, włączając w to prepalce oraz warstwę amortyzacyjną zbudowaną z tkanki chrzęstnej i tłuszczowej. Trzeszczka została odkryta w 1706 r. podczas sekcji przeprowadzanej przez szkockiego chirurga. Każdy, kto badał słoniową stopę, był nią zaskoczony. Szybko jednak przechodzono nad tym do porządku dziennego. Hutchinson i inni nie poddali ani nie znudzili się jednak tak szybko, co pozwoliło im ustalić, że szósty palec jest zbudowany z kości, choć ma ona nieregularny i nietypowy układ. Prawdopodobnie zaczęło się od niewielkiego wyrostka w tkance, który pierwotnie nie musiał być nawet kością [...]. Wiele zwierząt ma takie struktury i czasem przekształcają się one w kość o zróżnicowanych gatunkowo funkcjach. Stopa słonia ma skomplikowaną budowę. Pięć palców znajduje się z przodu, a trzeszczka jest skierowana ku tyłowi (w kierunku pięty), zapewniając dodatkowe podparcie.

Dotąd sądzono, że kacheksja, czyli wyniszczenie nowotworowe, w przebiegu którego dochodzi m.in. do jadłowstrętu, spadku beztłuszczowej i tłuszczowej masy ciała oraz zaników mięśni, oszczędza mięsień sercowy. Badania na modelu zwierzęcym dowodzą jednak, że to nieprawda. Zespół prof. Marthy Belury z Uniwersytetu Stanowego Ohio prowadził eksperymenty na myszach z rakiem jelita grubego. Znaleziono dowody na zmiany w budowie mięśnia sercowego i pogorszenie jego funkcji. Wcześniejsze studia sugerowały, że kacheksja odpowiada za 1/5-1/3 zgonów w chorobie nowotworowej. Ponieważ jest to jednak złożony problem medyczny, nie znano jego dokładnych przyczyn i trudno było przewidzieć, kto jest szczególnie narażony na zespół wyniszczenia. Skoro wiemy, że pewne rodzaje nowotworów są związane z kacheksją [najczęściej do wyniszczenia dochodzi przy raku jelita, innych nowotworach układu pokarmowego oraz pewnych nowotworach płuc], może być ważne, by pomyśleć o działaniu serca, zanim ludzie zaczną tracić na wadze. Poddając pacjenta chemioterapii, lekarze powinni próbować chronić ten mięsień, pamiętając np. o podtrzymaniu wagi za pomocą dodatkowych składników odżywczych. Towarzyszące kacheksji zmęczenie i osłabienie da się przypisać zanikowi mięśni szkieletowych. Nasze wyniki wspierają jednak ideę, że to niewystarczająca wydolność serca odpowiada za znużenie, prowadząc do ograniczenia ruchu i jeszcze większego zaniku mięśni. To błędne koło, które przyczynia się do wystąpienia komplikacji związanych z nowotworową kacheksją – tłumaczy Belury. Amerykanie porównywali myszy z rakiem jelita grubego i zdrowe. W 14. dniu studium, gdy chore gryzonie wyraźnie chudły, badacze przeprowadzili echokardiografię (ultrasonokardiografię, UKG). W ten sposób ujawniono, że myszy z guzami jako grupa miały niższe tętno – średnio występowało u nich niemal 21% uderzeń serca na minutę mniej – a serce przepompowywało znacznie mniej krwi niż u zdrowych zwierząt. W 17. dniu studium naukowcy odnotowali 23-proc. różnicę w wadze obu grup myszy. Chociaż gryzonie z guzami jadły mniej w miarę rozwoju choroby, badanie zaprojektowano w taki sposób, by pokazać, że ograniczona konsumpcja nie jest jedyną przyczyną utraty wagi. Zdrowe myszy, które spożywały identyczną liczbę kalorii, również chudły, ale zachowywały masę mięśni szkieletowych i normalną akcję serca. Dzięki mikroskopowi elektronowemu zbadano tkankę serca wszystkich myszy. U zwierząt z kacheksją występowały ślady uszkodzeń: zmiany w mitochondriach i zwiększenie ilości tkanki włóknistej. Mitochondria wyglądały naprawdę źle, jakby miały się prawie rozpaść. Zauważyliśmy także początki bliznowacenia – tworzenie kolagenu – którego nie chcielibyście widzieć w żadnym rodzaju tkanki mięśniowej, a zwłaszcza w sercu. Podobne zjawiska nie występowały u gryzoni wolnych od guzów. Na koniec Amerykanie skupili się na działaniu genów tkanki serca. Ustalili, że u zwierząt z kacheksją białka związane z generowaniem mocy mięśniowej przekształciły się z postaci dorosłej w płodową. W ramach przyszłych badań zespół Belury chce sprawdzić, czy podanie leków lub dodatkowych składników odżywczych może zahamować deteriorację funkcji serca.

Na górnej wardze samców molinezji ostroustych (Poecilia sphenops) znajdują się wąsy. Ichtiolodzy nie znali ich funkcji, kwestia ta nie była nawet szczegółowo badana, wygląda jednak na to, że podobają się samicom, co oznacza, że jest to cecha utrwalona w ramach doboru płciowego. Niewykluczone też, że za pomocą wypustek samce pobudzają narządy płciowe wybranek. Molinezje ostrouste występują w Meksyku w wielu różnych habitatach – od niewielkich strumyków po jeziora. Ryby te przejawiają skomplikowane zachowania związane z rozrodem. Płetwa odbytowa samca jest przekształcona w gonopodium, czyli zewnętrzny narząd kopulacyjny służący do wprowadzenia nasienia do otworu płciowego samicy. Wąsy występują tylko u niektórych samców. Wyrastają z łusek umiejscowionych nad górną wargą. Profesor Ingo Schlupp z University of Oklahoma oraz zespół z USA i Niemiec postanowili jako pierwsi ustalić, do czego dokładnie służą opisywane wypustki. Schwytali kilka samców i samic P. sphenops i zmierzyli wąsy u samców, które mogły się nimi pochwalić. Następnie naukowcy przeprowadzili serię eksperymentów, umieszczając w akwariach przedstawicieli obu płci i mierząc, ile czasu samice spędzały w towarzystwie samców z wąsami różnej długości lub w ogóle ich pozbawionych. Ustalali też, jak samice reagują na nagrania wideo przedstawiające rozmaite samce. Wyniki opisane w piśmie Behavioral Ecology and Sociobiology nie pozostawiły najmniejszych wątpliwości – w badaniach z udziałem ponad 100 osobników samice systematycznie wolały samce z wąsami. Akademicy podejrzewają, że chodzi nie tylko o atrakcyjność wzrokową parawąsów, ale także o ich funkcję dotykową. Jest to oparte na ogólnym spostrzeżeniu, że samce dotykają wargami żeńskich rejonów genitalnych, nim przystąpią do kopulacji – tłumaczy Schlupp. Ekipa przypuszcza również, że gdy samiec się o nią mimochodem ociera, samica zbiera informacje na temat jego atrakcyjności. Takie zachowanie można by zatem uznać za formę samozachwalania. Kilka innych gatunków, m.in. sumokształtne, ma podobne struktury, głównie o nieznanym przeznaczeniu. Niektórzy znawcy tematu dywagowali, że wąsiki pozwalają udawać larwy, wabiąc w ten sposób ofiary. Nie wykluczałoby to jednak funkcji przyciągającej płeć przeciwną, ponieważ samiec zdobywający więcej pokarmu sam jest przecież łakomym kąskiem...

Po co tukanowi taki wielki dziób? Raczej nie dla ozdoby, jak myślał Darwin, lecz dla ochłody. Naukowcy z Brock University i Universidade Estadual Paulista posłużyli się kamerą na podczerwień, dzięki czemu stwierdzili, że ptak "zrzuca" ciepło z ciała do dzioba, co znaczenie ułatwia mu regulowanie temperatury. Do czego można użyć olbrzymiego kolorowego dzioba? By to stwierdzić, międzynarodowy zespół biologów zaczaił się na tukany wielkie, zwane też tukanami toko (Ramphastos toco). Mają one największe dzioby z całej rodziny tukanów (u dorosłych okazów stanowią one do połowy powierzchni ciała). Posłużyliśmy się techniką obrazowania w podczerwieni, by oszacować temperaturę powierzchniową dzioba tukanów przy różnej temperaturze otoczenia, wahającej się od 10 do 35 stopni Celsjusza - opowiada dr Glenn Tattersall. W komorze z regulowaną temperaturą umieszczano po jednym ptaku. W ciągu 6 godzin temperatura rosła o 10 stopni. Gdy wskazania termometru wzrastały, dziób ptaków gwałtownie się ogrzewał, działając jak radiator odprowadzający nadmiar ciepła z organizmu. Nieopierzona skóra wokół oczu, stanowiąca wskaźnik temperatury wewnątrz organizmu, wyglądała w oku kamery cały czas z grubsza tak samo. Kiedy było chłodniej, przez dziób uciekało z kolei mniej ciepła, co można porównać do uruchomienia trybu oszczędnościowego. Efekt ten szczególnie dobrze widać nocą. Po zachodzie słońca ciepło było "odpompowywane" z dzioba w ciągu kilku minut. W ten sposób na czas snu temperatura ciała tukana spadała. Podczas odpoczynku odnotowywano kilka momentów chwilowego ogrzania dzioba. Biolodzy sądzą, że rozbłyski następowały podczas zmiany fazy snu. Gdy tukany ścigano po ptaszarni przez 10 min, dziób także się rozgrzewał. Dziób jest zaopatrzony w sieć naczyń krwionośnych, które doprowadzają tam odpowiednio mniej lub więcej krwi. Tattersall podkreśla, że szczególnie ważne są dwie właściwości dzioba: jego duża powierzchnia i brak izolacji. Dzięki temu da się przez niego tracić ciepło, a więc chłodzić. Wygląda na to, że tukani dziób jest doskonałym narzędziem termoregulacji, zwłaszcza że ptaki się nie pocą. W przyszłości zespół zamierza sprawdzić, czy inne ptaki także wykorzystują dzioby do tego celu. Naukowcy niezwiązani z kanadyjsko-brazylijskim zespołem uważają, że nowo odkryta funkcja dziobów tukanów nie wyklucza innych hipotez dotyczących jego przeznaczenia. Czemu nie miałby dodatkowo służyć do wabienia samic czy obierania owoców?