Znajdź zawartość

Od lat biolodzy wiedzieli o tym, że owady, np. karaczany, podczas spoczynku wstrzymują oddech. Dotąd nie mieli pojęcia, czemu to robią, okazuje się jednak, że dzięki ograniczeniom oddychania (nieciągłym cyklom wymiany gazowej, ang. discontinuous gas exchange cycles, DGCs) mogą zaoszczędzić wodę. Karaczany są prawdziwymi rekordzistami, ponieważ umieją wstrzymać oddech nawet na 7 minut. W ich przypadku jest to dość proste, ponieważ narząd oddechowy tego rzędu stanowią tchawki. Powietrze dostaje się do nich przez przetchlinki, niewielkie otwory na powierzchni ciała. By przestać oddychać, muszą więc po prostu zamknąć przetchlinki. Naukowcy przetestowali 3 hipotezy wyjaśniające wstrzymywanie oddechu na dłuższy czas. Pierwsza mówi, że owady czynią tak po to, by zwiększyć ilość dwutlenku węgla i móc go łatwiej wydalić, czyli zwiększyć efektywność wymiany gazowej w podziemnym środowisku. Zwolennicy drugiej uważają, że zaprzestanie oddychania zabezpiecza przed wysokimi (toksycznymi) stężeniami tlenu – uszkodzeniem oksydacyjnym. Twórcy trzeciej twierdzą zaś, że dzięki takiemu zachowaniu zwierzęta regulują utratę wody. Jak wyjaśnia dr Craig White, fizjolog z University of Queensland, system tchawek nie tylko dostarcza do komórek tlen, ale i odprowadza wodę. Skoro podczas spoczynku obniża się zapotrzebowanie na tlen, warto zamknąć przetchlinki, żeby zachować H2O. Wcześniejsze analizy porównawcze faworyzowały hipotezę wodną, a tzw. mechaniczne dawały niejednoznaczne wyniki, dlatego Australijczycy jako pierwsi zdecydowali się na manipulowanie cechami środowiska i badanie reakcji aklimatyzacyjnej. Akademicy przez miesiąc monitorowali oddychanie karaczanów szarych (Nauphoeta cinerea). Robili to przy zróżnicowanym stężeniu dwutlenku węgla i tlenu oraz wilgotności, stąd niektóre owady spędziły 4 tygodnie w wysokiej wilgotności, inne w niskiej, a jeszcze inne w stałej, lecz ze zmieniającymi się poziomami CO2/O2. Okazało się, że przy niskiej wilgotności karaluchy wstrzymywały oddech na dłużej. Wniosek? To ich oszczędzające wodę przystosowanie do suchego środowiska.

Ciała martwych zwierząt – tak owadów, jak i skorupiaków - wydzielają identyczny zapach śmierci. Stanowi on mieszankę dwóch kwasów tłuszczowych. Sygnał ten pojawił się w toku ewolucji w zamierzchłej przeszłości, bo już jakieś 400 mln lat temu, by zwiększyć skuteczność unikania miejsc, gdzie grasuje choroba bądź drapieżniki (Evolutionary Biology). Profesor David Rollo, biolog z McMaster University, i jego zespół dokonali tego odkrycia, badając zachowania społeczne karaczanów. Kiedy znajdą one atrakcyjne miejsce, znaczą je feromonami przyciągającymi inne osobniki. Chcąc zidentyfikować, jakie konkretnie substancje wchodzą w grę, naukowcy sporządzili ekstrakt z płynów ustrojowych martwych owadów. Ze zdumieniem stwierdziliśmy, że karaczany unikały miejsc oznaczonych tym wyciągiem jak ognia. Naturalnie musieliśmy sprawdzić, co je tak przestraszyło. Ostatecznie "misja" się powiodła, w dodatku okazało się, że te same kwasy tłuszczowe sygnalizują śmierć zarówno u motyli, np. północnoamerykańskich ciem Malacosoma americanum czy szkodników sadów oprzędnic jesiennych (Hyphantria cunea), jak i u mrówek lub karaluchów. Co więcej, są równie skuteczne w przypadku stonóg, będących przecież lądowymi skorupiakami. Ponieważ w toku ewolucji owady i skorupiaki rozdzieliły się ponad 400 mln lat temu, najprawdopodobniej gatunki, które pojawiły się później, umiały rozpoznawać śmierć w analogiczny sposób. Tego typu zachowanie musiało "zadebiutować" w środowisku wodnym, gdyż niewiele skorupiaków to zwierzęta lądowe. Rozpoznawanie i unikanie zmarłych zmniejsza szanse zarażenia chorobą lub pozwala odejść po ekspozycji wystarczającej do uruchomienia odporności – tłumaczy Rollo. Po śmierci kwasy oleinowy i linolowy są szybko wydzielane przez komórki, co może też stanowić ostrzeżenie przed polującymi w okolicy drapieżnikami.