Znajdź zawartość

Pozbawione seksu samce muszek owocowych (Drosophila melanogaster) szukają ukojenia w alkoholu. Prof. Troy Zars, neurobiolog z University of Missouri, uważa, że zidentyfikowanie molekularnych i genetycznych mechanizmów kontrolowania zapotrzebowania na nagrodę może potencjalnie wpłynąć na rozumienie uzależnień od narkotyków i alkoholu u ludzi. Ostatnio akademicy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco zademonstrowali, że samce D. melanogaster, które wielokrotnie spółkowały w ciągu kilku dni, nie wykazywały preferencji w kierunku pożywienia zawierającego alkohol. Jeśli jednak samiec został odrzucony przez wybrankę lub nie miał dostępu do samic, pociąg do pokarmu zmieszanego z 15% alkoholem był u niego bardzo silny. Biolodzy uważają, że etanol zaspokajał zapotrzebowanie na fizyczną nagrodę. Podczas eksperymentów na UCSF samce D. melanogaster umieszczano albo w pojemnikach z dziewicami, albo z samicami, które już spółkowały. Podczas gdy te pierwsze szybko kopulują, te drugie tracą zainteresowanie amorami na czas oddziaływania substancji zwanej peptydem seksu. Samce wstrzykują ją w czasie spółkowania razem ze spermą. Odrzucone samce przestawały podejmować próby zdobycia samicy. Nie odzyskiwały wigoru i chęci nawet po umieszczeniu w pojemniku z dziewicami. Gdy zawiedzeni w miłości trafiali do pojemnika, gdzie mieli do dyspozycji 2 słomki: jedną zapewniającą czyste pożywienie, drugą z dostępem do jedzenia z domieszką alkoholu, można było zauważyć, że niezaspokojenie seksualne zwiększało chęć korzystania z procentów. Amerykanie tłumaczą, że kopulacja podwyższa, a deprywacja zmniejsza poziom neuropeptydu F (NPF). Z kolei aktywacja lub inhibicja układu NPF ogranicza albo wzmacnia preferencje alkoholowe. Uzyskane wyniki łączą zatem doświadczenia seksualne (społeczne), aktywność układu NPF i spożycie etanolu. Sztuczna aktywacja neuronów NPF jest nagradzająca sama w sobie i eliminuje zdolność nagradzającą alkoholu. Wg naukowców, aktywność osi NPF-receptor NPF oddaje stan układu nagrody muszki i odpowiednio modyfikuje zachowanie. Podczas doświadczeń Heberlein, Shohat-Ophir i inni zauważyli, że analogiczne zachowania da się wywołać za pomocą manipulacji genetycznych. Aktywując produkcję neuropeptydu F w mózgach samców, które nigdy nie spółkowały, można sprawić, że zachowują się one jak osobniki zaspokojone seksualnie, co przejawia się m.in. ukróceniem spożycia alkoholu. Z drugiej strony, obniżenie liczby receptorów NPF u samców po kopulacji sprawia, że zachowują się, jakby doznały odrzucenia (objawia się to wzmożonym piciem). Jako komentator ustaleń ekipy doktora Galita Shohata-Ophira Zars podkreśla, że pokusa przełożenia wyników badań na muszkach na człowieka jest ogromna, zwłaszcza że u ssaków występuje homolog neuropeptydu F - neuropeptyd Y (NYP). Na razie jednak trudno ferować ostateczne wyroki w tej sprawie. Jeśli okaże się, że neuropeptyd Y jest przetwornikiem między stanem psychicznym a tendencją do nadużywania alkoholu i narkotyków, będzie można opracować metody terapii bazujące na hamowaniu receptorów NYP - wyjaśnia dr Ulrike Heberlein z UCSF. Trwają właśnie testy kliniczne, w ramach których sprawdza się, czy podanie neuropeptydu Y usuwa niepokój i inne zaburzenia nastoju. Skądinąd wiadomo bowiem, że w depresji i zespole stresu pourazowego, jednostkach chorobowych, które dość często wiążą się z nadużywaniem alkoholu i narkotyków, poziom neuropeptydu Y w mózgu spada. Manipulowanie poziomem NYP nie wydaje się jednak takie proste, ponieważ występuje on w całym mózgu i jak zademonstrowały badania na gryzoniach, wpływa na wiele funkcji, w tym odżywianie i sen.

Samice w populacjach z wyższym wskaźnikiem wsobności są bardziej promiskuityczne, by wyeliminować plemniki od niekompatybilnych genetycznie samców. Spółkują z wieloma partnerami, by wybrać jak najlepszą spermę, choć tylko jeden samiec gwarantuje zapłodnienie, a promiskuityzm może mieć niekorzystne, nawet śmiertelne, dla samicy skutki. Naukowcy z Uniwersytetu Wschodniej Anglii (UEA) wybrali do badań trojszyki gryzące (Tribolium castaneum). Zauważono, że w populacjach, gdzie nie ma chowu wsobnego, sukces reprodukcyjny był podobny, bez względu na to, czy samica spółkowała z jednym, czy z pięcioma samcami. Kiedy jednak wsobność występowała, w przypadku samic kopulujących z tylko jednym samcem liczba przeżywającego potomstwa spadała o 50%. Samice współżyjące z 5 partnerami były w stanie przywrócić wskaźnik przeżywalności z populacji bez chowu wsobnego. Entomolodzy z UEA sprawdzali, czy zaobserwowane zjawisko da się wyjaśnić niepłodnością samców, ale samce z chowu wsobnego były tak samo płodne jak samce niewsobne. Efekt zależał więc od genetycznego niedopasowania między samicami i samcami, które staje się powszechne w populacji z narastającym chowem wsobnym. Wyniki badań demonstrują, że samice dysponują mechanizmem odfiltrowania najbardziej kompatybilnej spermy, by uzyskać bardziej żywotne potomstwo. W ramach eksperymentu celowo doprowadzono do efektu wąskiego gardła, czyli zmniejszenia różnorodności genetycznej oraz zmiany częstości alleli. Ustalono, że po 15 pokoleniach samice trojszyków gryzących zaczęły zmieniać wzorce spółkowania i stały się o wiele bardziej promiskuityczne. Na razie nie wiadomo, w jaki sposób samice odfiltrowują najbardziej kompatybilną spermę. Mogą spółkować częściej i pozwalać, by wygrały najlepsze plemniki (pod warunkiem że wygrywająca sperma pochodziłaby od samców, które uniknęły wpływu depresji wsobnej, czyli obniżenia odporności na choroby czy płodności, wskutek nagromadzenia niekorzystnych alleli recesywnych). Inne wyjaśnienie jest takie, że do kopulacji samice wybierają, np. na podstawie wskazówek węchowych, mniej spokrewnione samce i tworzą sobie coś w rodzaju banków spermy. Sądzimy jednak, że [interesujący nas] proces zachodzi najprawdopodobniej na poziomie gamet, ponieważ samice spółkują z większością napotkanych samców i do zapłodnienia przechowują tylko niewielką część dostarczonej przez partnerów spermy. Wiemy, że systemy rozpoznawania plemnik-komórka jajowa istnieją, by uniknąć zapłodnienia przez niespokrewnione gatunki; tutaj spełniałyby one równoległą funkcję, zapobiegając zapłodnieniu przez zbyt blisko spokrewnione samce – tłumaczy prof. Matthew Gage.

Ponieważ samice motyla czerwończyka żarka (Lycaena phlaeas) spółkują tylko raz w życiu, muszą w jakiś sposób uniknąć niechcianych awansów. Japoński entomolog stwierdził, że dają natrętom charakterystyczny znak: składają skrzydła. Spód skrzydeł nie jest już tak jaskrawo ubarwiony jak góra, dlatego stają się mniej widoczne dla upartych konkurentów (Ethology). Wszystko zaczęło się od tego, że dr Jun-Ya Ide z Kurume Institute of Technology w Fukuoce zauważył, że samice czerwończyka często składały skrzydła, kiedy bardzo blisko nich przelatywał inny czerwończyk. Stwierdziłem również, że samice rzadziej składały skrzydła, gdy obok pojawiał się przedstawiciel innego gatunku motyli. Japończyk zaczął się więc zastanawiać, czemu się tak dzieje i doszedł do wniosku, że w ten sposób delikatne samice bronią się przed niekończącymi się próbami kopulacji. By to ostatecznie potwierdzić, skonstruował model samca L. phlaeas. Okazało się, że gdy przybliżał go do samic, często składały skrzydła. Co ciekawe, dziewice tego nie robiły. Na tej podstawie wyciągnąłem wniosek, że gdy samica nie potrzebuje już kopulacji, zamyka skrzydła, żeby się ukryć. Samice przed kopulacją otwierają zaś skrzydła, by zwiększyć swoją widoczność.

W kawałku bałtyckiego bursztynu sprzed 40 mln lat doskonale zachowała się para kopulujących roztoczy z wymarłego gatunku Glaesacarus rhombeus. Dziś u wielu gatunków tych pajęczaków współżycie kontrolują samce, tymczasem wtedy dominującą rolę spełniała samica. Jekaterina Sidorczuk z Instytutu Paleontologii Rosyjskiej Akademii Nauk i Paweł Klimow z Muzeum Zoologii University of Michigan opisali swoje odkrycie w piśmie Biological Journal of the Linnean Society. U tego gatunku to samica sprawowała częściową lub całkowitą kontrolę nad kopulacją – podkreśla Klimow. Wojna płci nigdy się nie kończy. W przypadku roztoczy współczesne samce zmuszają samice do współżycia, pilnują ich przed oraz po kopulacji i odstraszają konkurentów. Samice odnoszą wymierne ewolucyjne korzyści, gdy mają coś do powiedzenia w kwestii wyboru najlepszych partnerów. Odrzucając przegranych, którzy mogą być skądinąd doskonali w przymuszaniu, unikają bowiem przemocy, częstych kopulacji i stróżowania. Analiza zawartości bursztynu pokazała, że samce G. rhombeus nie dysponowały narządami pozwalającymi na uczepienie się partnerki (występują one u wielu współczesnych gatunków roztoczy). Samica posługiwała się zaś zlokalizowaną z tyłu wiosłowatą wypustką.

Płazy na całym świecie synchronizują swój cykl rozrodczy z fazami Księżyca. Do tej pory nikt nie zauważył, że lubią kopulować w czasie pełni. Zwierzęta wykorzystują cykl księżycowy jako rodzaj terminarza, by samce i samice spotkały się w jednym miejscu w określonym czasie (Animal Behaviour). W ten sposób zwierzęta maksymalizują szanse na zapłodnienie i minimalizują ryzyko zjedzenia przez drapieżniki. W 2005 r. Rachel Grant z Open University obserwowała salamandry żyjące w pobliżu jeziora w środkowych Włoszech. Nagle zorientowała się, że podczas pełni na drodze aż zaroiło się od ropuch. To mógł być przypadek, ale w następnym miesiącu codziennie chodziłam po tej samej drodze o zmierzchu i liczba ropuch wzrasta w miarę przybywania księżyca, osiągając szczyt w czasie pełni, a potem spadała. Zaciekawiona biolog przejrzała literaturę przedmiotu, ale nie natrafiła właściwie na żadne wzmianki na ten temat. Postanowiła więc zająć się tym zagadnieniem sama i wróciła do Włoch w kolejnych latach, czyli w 2006 i 2007 roku. Porównała swoje dane z obejmującą dekadę analizą zwyczajów rozrodczych żab i ropuch w sadzawce koło Oksfordu (autorem tych badań był promotor jej pracy doktorskiej Tim Halliday) oraz ze studium walijskich ropuch i traszek (jego realizatorką była Elizabeth Chadwick z Cardiff University). Przeanalizowaliśmy dane i odkryliśmy istnienie wpływu księżycowego we wszystkich 3 miejscach – opowiada Grant. Ropucha zwyczajna (Bufo bufo) przybywała na gody, kopulowała i składała jaja w okolicach pełni. Podobnie zachowywała się żaba trawna (Rana temporaria). Fazy Księżyca oddziaływały też na traszki, ale w nieco mniej oczywisty sposób. Szczyty gromadzenia się traszek zwyczajnych (Lissotriton vulgaris), helweckich (L. helveticus) i grzebieniastych (Triturus cristatus) przypadały zarówno na pełnię, jak i nów. Traszki unikały jednak przybywania na miejsce odbywania godów w trzeciej kwadrze, być może dlatego, że pole magnetyczne Ziemi jest wtedy najsilniejsze. Trzeba to będzie dogłębniej zbadać. Brytyjczycy przeanalizowali też historyczne dane dotyczące ropuchy azjatyckiej. Zauważyli, że samice owulują w pobliżu pełni. Grant podejrzewa, że wpływ Księżyca na poszczególne gatunki będzie zależny choćby od ekologii gatunku i jego strategii reprodukcyjnych. Jej zespół zamierza stworzyć model statystyczny, który uwzględnia wiele czynników, w tym pogodę, geomagnetyzm i cykl księżycowy. Biolog uważa, że precyzyjne przewidywanie masowych ruchów płazów pozwoli je lepiej chronić.

Co czyni pająka idealnym kochankiem? Interesujący eksperyment, przeprowadzony przez naukowców z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii, pokazuje, że natura znalazła różne sposoby na wspieranie różnorodności i wyrównywanie szans. Badanie przeprowadzono na pająkach z gatunku Latrodectus hasselti, zwanych potocznie "czarnymi wdowami". Należące do niego samce różnią się wyraźnie rozmiarem, przez co większe okazy bez kłopotu wygrywają bezpośrednią konkurencję o względy samic. Natura znalazła jednak sposób na to, by także mniejsze okazy miały okazję do rozrodu, obdarzyła je bowiem zdolnością do szybszego rozwoju i uzyskania dojrzałości płciowej. Naukowcy przeprowadzili swoje doświadczenie w odgrodzonym fragmencie naturalnego środowiska życia "czarnych wdów". Aby poznać ich zwyczaje godowe, do otoczenia pełnego samic wypuszczano różne grupy osobników męskich i badano prawdopodobieństwo spłodzenia przez nie potomstwa. Podczas testów okazało się, że jeżeli w otoczeniu samic znalazły się jednocześnie osobniki dojrzałe płciowo, lecz charateryzujące się różnymi rozmiarami ciała, większe spośród nich bez kłopotu wygrywały walkę o względy samic. Sytuacja zmieniała się jednak diametralnie, gdy autorzy wypuszczali osobniki mniejsze o jeden dzień wcześniej, co odzwierciedlało naturalne różnice w tempie ich rozwoju osobniczego. Ten prosty eksperyment pokazał, że 24 godziny różnicy wystarczają, by mniejsze pająki osiągnęły ogromną przewagę i płodziły potomstwo aż dziesięciokrotnie częściej od swoich potężniejszych konkurentów. Wiele wskazuje na to, że poczucie braku konkurencji silnie wpływa na zachowania pająków. Gdy tylko drobne osobniki odczuwały zagrożenie związane z obecnością samców hojniej obdarzonych przez naturę, ich zaloty skracały się z 4,5 godziny do zaledwie 50 minut. Szybkie przystąpienie do rozrodu na niewiele zdawało się jednak samym samcom, gdyż, niezależnie od wielkości, większość z nich nie przeżywała zbliżenia i ginęła zaraz po odbyciu kopulacji. Wyniki pokazują, że duże samce nie zawsze dostają wszystko to, czego chcą, tłumaczy dr Michael Kasumovic, główny autor badania. Naukowiec wyjaśnia nietypowy mechanizm selekcji osobników: natura faworyzuje większe i mniejsze samce w różny sposób. Te duże przechodzą dłuższy proces dojrzewania, przez co nie są w stanie odnaleźć samic, wejść z nimi w kontakt i spłodzić potomstwa w takim samym tempie, jak robią to mniejsze pająki. Wniosek z badania może być tylko jeden: małe nie tylko jest piękne, lecz może być także... przebiegłe.