Znajdź zawartość

By przeżyć w wymagającym środowisku, jeżowce wgryzają się w kamień. Za pomocą zębów, znajdujących się w aparacie szczękowym zwanym latarnią Arystotelesa, odgryzają fragmenty skały. W ten sposób tworzą sobie nisze, gdzie mogą się ukryć przed drapieżnikami i które pomagają im złapać grunt "pod nogami". Nie grozi im już wtedy obijanie z prądem wody przemieszczającym się po basenie pływowym. Zęby jeżowców mają jeszcze jedną cechę, szczególnie ważną z ludzkiego punktu widzenia, nigdy się nie tępią. Sekret nieprzemijającej ostrości przez dziesięciolecia fascynował naukowców niemal tak samo jak sekret wiecznej młodości. Dzięki najnowszym badaniom prof. Pupy Gilbert z University of Wisconsin udało się opisać mechanizm samoostrzenia zębów u jeżowców z gatunku Strongylocentrotus purpuratus. Artykuł na ten temat ukazał się w piśmie branżowym Advanced Functional Materials. Gdyby odtworzyć sztuczkę jeżowców w przypadku noży czy innych narzędzi, nigdy nie wymagałyby ostrzenia. Ząb jeżowca ma bardzo skomplikowaną konstrukcję. To jedna z nielicznych struktur w przyrodzie, która podlega samoostrzeniu – podkreśla Gilbert, dodając, że zęby jeżowca stale rosną i stanowią biomineralną mozaikę słupkowych i tabliczkowych kryształów kalcytu. Są one ułożone na krzyż, a spaja je supertwardy kalcytowy nanocement. Pomiędzy kryształami znajdują się warstwy materiałów organicznych, które nie są tak wytrzymałe jak one. Organiczne warstwy są słabymi ogniwami łańcucha. W zębach w określonych z góry miejscach istnieją tzw. punkty krytyczne. To koncepcja podobna do perforowanego papieru w tym sensie, że materiał rozpada się w ustalonych zawczasu miejscach. Wygląda więc na to, że zużyta część zęba odrywa się od reszty jak znaczek pocztowy... Na powierzchni budowa krystaliczna uzębienia jeżowca nie przypomina innych kryształów występujących w naturze. Brak tu wyraźnie wyodrębnionych faset, lecz na najgłębszych poziomach wszystko wygląda już znajomo: atomy są uporządkowane, tworząc charakterystyczną biomineralną mozaikę. Podczas eksperymentów (finansowanych przez Departament Energii i Narodową Fundację Nauki) Amerykanie zastosowali mikroskopy rentgenowskie, które pokazały, jak ułożone są kryształy.

U jeżowców elementem składowym oka może stać się niemal każdy fragment powierzchni ciała. Jak tłumaczy Sönke Johnsen z Duke University, oznacza to, że de facto szkarłupnie te są jednym wielkim okiem (Journal of Experimental Biology). Chociaż nie mają widocznych narządów wzrokowych, sprawnie unikają drapieżników i wyszukują kryjówki. Analizy genetyczne ujawniły, że dysponują światłoczułymi cząsteczkami, występującymi głównie w kolcach i pedicelariach. Naukowcy domyślali się, że kolce mogą pomagać jeżowcom w postrzeganiu nawet dość drobnych szczegółów poprzez wykrywanie światła padającego pod różnym kątem. Gdyby to było prawdą, gęsto upakowane kolce zapewniałyby stosunkowo ostre widzenie. By sprawdzić, czy tak właśnie jest, Amerykanie prowadzili eksperymenty na 39 okazach z gatunku Strongylocentrotus purpuratus. Biolodzy umieszczali zwierzęta na jasno oświetlonej arenie o średnicy 1,2 m i czekali, czy i jak zareagują na czarny krążek na ścianie. Kiedy dysk miał ok. 6 cm średnicy, jeżowce wyglądały na nieświadome jego istnienia. Gdy jednak krążek mierzył 9 cm w przekroju, reagowały silnie: 2/3 podchodziły do ściany, a reszta kierowała się w przeciwnym kierunku. Biolodzy z Duke University uważają, że wzorzec zachowania odzwierciedlał, za co szkarłupnie uznały ciemny znak – za drapieżnika czy za schronienie. Zastanawiają się przy tym, czy jeżowce zawsze przemieszczają się tylko do lub od obiektu i czy ma to jakiś związek z ich chwilowym "samopoczuciem". W przyszłości akademicy chcą przeprowadzić kolejne eksperymenty, umieszczając tym razem jasne przedmioty na ciemnym tle. Zamierzają też ustalić, czy jeżowce reagują na kolor. Może (wszystkie) przypełzną do zielonego znaku, zakładając, że to glony, którymi się żywią? Wygląda na to, że jeżowce purpurowe widzą prawie tak samo dobrze jak łodziki lub skrzypłocze i lepiej niż ich pobratymcy z gatunków Echinometra viridis i Echinometra lucunter z luźniej upakowanymi kolcami. Sądzimy, że zwierzęta, które mają głowę i centralny układ nerwowy i wszystkie narządy czuciowe na wierzchu są jedynymi zdolnymi do złożonych zachowań. Odkrywamy jednak coraz więcej i więcej stworzeń, które osiągają to samo w zupełnie innym stylu. Choć jeżowce nie mają mózgu, cały ich układ nerwowy spełnia w mniejszym bądź większym stopniu jego funkcję – podkreśla Johnsen. Amerykanin dodaje też, że robotycy coraz częściej konstruują maszyny na wzór bezkręgowców, a nie kręgowców. Rezygnują z centralnej jednostki przetwarzającej dane na rzecz wielu mniejszych procesorów. Zamiast złożonych czujników posługują się prostszymi.

Jeden z jeżowców z rzędu Clypeasteroida ma niezwykłą taktykę przetrwania. Gdy wykryje w pobliżu drapieżnika... klonuje się. Dawn Vaughn i Richard Strathmann z University of Washington donoszą, że gdy w akwarium z rybami wsadzili liczącą sobie cztery dni larwę Clypeasteroida, sklonowała się ona. Podobny proces nie zaszedł, gdy w zbiorniku nie było ryb. Klonowanie daje genom larwy większe szanse na przeżycie. Ponadto klon jest mniejszy niż oryginał, więc istnieje mniejsze ryzyko, że zostanie przez ryby wykryty. James McClintock, który specjalizuje się w badaniu strategii obronnych u zwierząt, które nie są w stanie uciekać, mówi, że wielkość klona jest idealna - jest on na tyle duży, by przeżyć i rozwinąć się w larwę, a na tyle mały, że ryby go nie zauważą. Taka strategia ma jednak swoją cenę. Dorosłe klony są o około 1/3 mniejsze od zwierząt niesklonowanych. To z kolei oznacza, że mają mniejsze szanse na przeżycie już jako dorosłe osobniki. Jednak, skoro taka strategia się rozwinęła w toku ewolucji. można przypuszczać, że korzyści przewyższają straty. Klonowanie zauważono już u szkarłupni, jednak zachodziło ono w korzystnych warunkach środowiskowych, gdy wokół było dużo pożywienia i panowała odpowiednia temperatura. To, co robią Clypeasteroida jest pierwszym znanym przypadkiem klonowania jako strategii obronnej.