Znajdź zawartość

U ludzi prospołeczne zachowania napędza przeważnie empatia. Zastanawiając się, czy podobna motywacja występuje u nienaczelnych ssaków, badacze z Uniwersytetu w Chicago postanowili zbadać szczury. Okazało się, że gryzonie te nie tylko uwalniają towarzyszy z pułapki, ale i dzielą się z nimi potem czekoladą. Chyba więc można mówić o współodczuwaniu? Inbal Ben-Ami Bartal i Peggy Mason podzielili 60 szczurów na pary. Po 2 tygodniach wspólnego mieszkania duety umieszczono na specjalnej arenie. Jedno zwierzę trafiało do plastikowej pułapki, którą dało się otworzyć za pomocą pchnięcia pyskiem. Wolne gryzonie wydawały się zaniepokojone sytuacją. Po 12 dniach ćwiczeń 77% nauczyło się uwalniać drugiego szczura. Grupa kontrolna stykała się z pustą pułapką oraz pułapką z pluszową myszą. W tym przypadku zwierzęta nie były tak silnie zainteresowane jej otwieraniem - sztukę tę opanowało zaledwie 12%. Amerykanie ustalili, że motywem działania szczurów nie mogły być korzyści zapewniane przez fizyczny kontakt. Poruszające się swobodnie gryzonie nadal uwalniały swoich kolegów, choć nie mogły się z nimi spotkać po zakończeniu misji. Naukowcy podkreślają, że wyciągając towarzysza z opresji, nie próbowały wyeliminować drażniących czy niepokojących dźwięków, bo uwięziony szczur nie nawoływał zbyt często i głośno. Co jest dla szczura ważniejsze: zdobycie smakołyka w postaci czekolady czy udzielenie pomocy? Eksperymenty Bartala i Mason pokazały, że w przypadku, gdy uwięziony znajdował się obok pojemnika z czekoladą, zwierzęta otwierały obie pułapki i przeważnie dzieliły się słodyczami. Podczas eksperymentu szczury równie szybko otwierały oba pojemniki, podczas gdy w warunkach kontrolnych z czekoladą i pustą pułapką zdecydowanie szybciej dobierały się do czekolady. Wg Bartala, pomaganie z pobudek empatycznych jest głęboko zakorzenionym ssaczym zachowaniem. Oznacza to, że nie trzeba specjalnego planowania, by się pojawiło.

Grzywak (Lophiomys imhausi), żyjący we wschodniej Afryce gryzoń z rodziny chomikowatych, wykorzystuje toksynę z kory i korzeni rosnącego w tych samych rejonach drzewa Acokanthera schimperi, by odstraszyć atakujące go drapieżniki. Jak tłumaczą członkowie brytyjsko-kenijsko-amerykańskiego zespołu Jonathana Kingdona z Uniwersytetu Oksfordzkiego, "niejadalność przez przywłaszczenie" jest wykorzystywana przez wiele bezkręgowców i przez kilka grup kręgowców. Dotąd podobnego mechanizmu obronnego nie opisano u żadnego ssaka łożyskowego. Grzywakowi należy się więc palma pierwszeństwa. Zwierzę miażdży i żuje korzenie oraz korę A. schimperi, a następnie zaczyna się ślinić na wyspecjalizowane włosy, które nasiąkają toksyną na wypadek ugryzienia przez napastnika. Gryzoń wykorzystuje właściwości kardenolidu blisko spokrewnionego ze strofantyną, czyli związkiem chemicznym stosowanym przez Masajów do zatruwania strzał. Naukowcy nadal nie mogą wyjść z podziwu, że żując toksyczną roślinę, grzywak sam się nie zatruwa, ponieważ od dawna podkreśla się, że występujące w A. schimperi związki pozwalają zabić dużo większego od gryzonia słonia. Przed publikacją artykułu ekipy prof. Kingdona pojawiały się doniesienia o psach, które padały martwe po ugryzieniu grzywaka. Wcześniej nikt nie miał jednak pojęcia, że gryzoń wspomaga się trującą rośliną. Spokojny grzywak wygląda jak skrzyżowanie skunksa ze szczurem i jeżem. Gdy zaatakują go szakal czy lampart, nie ucieka, tylko zastyga w bezruchu i eksponuje biegnący po boku czarno-biały pas. To tutaj znajdują się włosy z toksyną. Toksyna jest związkiem organicznym [glikozydem nasercowym]. Wszyscy mamy jej trochę w organizmie, gdzie kontroluje siłę tętna, lecz jeśli ilość jest za duża, serce pracuje tak intensywnie, że może dojść do zawału. Szczegółowe badania pod mikroskopem ujawniły, że włosy na boku mają nietypową budowę. Pobierają toksynę podobnie jak knot świecy roztopiony wosk, dzięki czemu każdy włosek jest wysycony maksymalną dawką trucizny. Nikt z nas nie widział włosów tak złożonych jak te: z ukośnym splotem [kratownicą] w rejonie ściany i pęczkiem delikatnych włókien w rdzeniu. Byliśmy zaskoczeni skutecznością podsiąkania cieczami oraz ich magazynowania - podkreśla prof. Fritz Vollrath. Poza czarno-białym pasem na boku, reszta włosów grzywaka ma typową budowę włosów ssaczych. Biolodzy są przekonani, że "sugestywne" ubarwienie z flanki skłania drapieżców do kąsania jedynej toksycznej części L. imhausi. Jeśli napastnik nie umrze w wyniku zatrucia, w przyszłości na pewno nie będzie już chciał polować na grzywaka. Obserwowaliśmy grzywaka, który obrywał trującą korę prosto z drzewa, przeżuwał ją, a następnie celowo rozprowadzał na bokach powstałą w ten sposób papkę. Znajdujące się tam włosy są tak pomyślane, by działając jak knot, szybko wchłonęły toksyczną miksturę - opowiada Kingdon. Profesor dodaje, że jeże czasem wgryzają się w gruczoły jadowe ropuch i rozprowadzają toksynę po kolcach, ale taktyka ta nie może raczej doprowadzić do niczyjego zgonu i wywołuje zwykły dyskomfort.

Korzenie roślin prezentują prawdopodobnie inteligencję grupową, widywaną dotąd u różnych zwierząt, np. rojów pszczół. Każdy czubek w systemie korzeniowym częściowo niezależnie zbiera informacje, ale potem dane są już przetwarzane zbiorowo. Problem jest więc, jak tłumaczy František Baluška z Uniwersytetu w Bonn, rozwiązany w sposób nieosiągalny dla pojedynczego korzenia (Trends in Ecology and Evolution). Wg Niemców, informacje mogą być przekazywane między czubkami korzeni chemicznie, a także za pośrednictwem wydzielanych gazów albo nawet aktywności elektrycznej (w tym ostatnim przypadku powstawałoby więc coś w rodzaju prymitywnego mózgu). Posługując się tymi metodami, rośliny decydują, w jakim kierunku rosnąć i jak duży ma to być przyrost. Roślina może wykorzystywać wielką liczbę różnej wielkości korzeni. Baluška powołuje się na klasyczne badania i twierdzi, że w jęczmieniu doliczono się ich np. 13.815.672. Wymieniane dane są związane nie tylko z dostępnością składników odżywczych w glebie, ale także ze współzawodnictwem z korzeniami innych roślin o zasoby. W ramach wcześniejszych eksperymentów naukowcy zademonstrowali np., że gdy rozdzielono korzenie do dwóch doniczek, część w drugim pojemniku nadal reagowała, gdy dawni "pobratymcy" natrafiali na złodzieja wykradającego sole mineralne. Okazywało się też, że odcięcie fragmentu systemu korzeniowego wywoływało reakcję w odległej jego części. Jaki mechanizm komunikacji stoi za inteligencją grupową korzeni? Zespół Baluška wspomina m.in. o przekaźnictwie elektrycznym. Naukowcy sądzą bowiem, że sygnały hormonalne byłyby zbyt wolne. W tym miejscu warto przypomnieć, że w ostatnich latach środowisko akademicko-badawcze rozpalił i podzielił pomysł, że rośliny dysponują nerwami. W ten sposób niektórzy chcieli bowiem wyjaśnić trudną do zinterpretowania aktywność elektryczną obserwowaną w tkankach roślinnych. Teraz zaś rozgorzeje zapewne dyskusja na temat inteligencji grupowej - tego, czy jest prawdopodobna, czy nie - oraz stosowanej terminologii.

Rośliny tylko z pozoru są pasywnymi, mało "żywymi" organizmami. Kolejnego dowodu na poparcie tej tezy dostarczają amerykańscy naukowcy, który wykazali, że w wyniku infekcji korzenie aktywnie wabią odpowiednie bakterie, zdolne do zniszczenia patogenu powodującego chorobę. Badania poprowadzili wspólnie eksperci z Uniwersytetu Delaware oraz Teksańskiego Uniwersytetu Technicznego. Polegały one na analizie zachowania modelowej rośliny, rzodkiewnika (łac. Arabidopsis thaliana), podczas infekcji bakteriami z gatunku Pseudomonas syringae, pospolitego patogenu liści. W wyniku ataku mikroorganizmu liście rosliny żółkły i nabierały charakterystycznego wyglądu. Okazało się jednak, że gdy badacze po kilku dniach zaszczepili glebę wokół rośliny bakteriami Bacillus subtilis, doszło do błyskawicznego wyzdrowienia okazów rzodkiewnika. Jednocześnie zaobserwowano, że podczas infekcji szkodliwymi mikroorganizmami korzenie rośliny zaczęły wydzielać kwas jabłkowy - związek pełniący funkcję "sygnału zagrożenia" i wabiący dobroczynne bakterie do miejsca infekcji. Obserwacja zmian zachodzących podczas ataku P. syringae była możliwa dzięki wykorzystaniu dwóch zaawansowanych technik laboratoryjnych. Pierwsza z nich to uprawa hydroponiczna, czyli hodowanie roślin w roztworze substancji odżywczych, bez dostępu do gleby. Umożliwia to bardzo precyzyjne regulowanie składu pożywki, a także zapewnia możliwość stałej obserwacji korzeni i ich otoczenia. Drugą zastosowaną techniką była laserowa mikroskopia konfokalna - wyjątkowo precyzyjna technika optyczna. Zaledwie kilka instytutów badawczych na świecie może się pochwalić posiadaniem tak zaawansowanego modelu mikroskopu, jak ten zainstalowany na Uniwersytecie Delaware. Jak oceniają autorzy odkrycia, pokazuje ono, że rośliny nie są tylko pasywnymi organizmami zdanymi na łaskę i niełaskę patogenu. Rośliny są znacznie sprytniejsze, niż zwykliśmy uważać, tłumaczy dr Harsh Bais, jeden z naukowców zaangażowanych w badania. Dodaje: ludzie myślą, że rośliny, zakorzenione w glebie, są po prostu unieruchomione i bezsilne, gdy dochodzi do ataku szkodliwych grzybów lub bakterii. Odkryliśmy jednak, że rośliny posiadają sposoby na przywołanie pomocy z zewnątrz. Obecnie trwają dalsze badania, których celem będzie zdefiniowanie związków obecnych na powierzchni komórek bakterii, które odpowiadają za wywołanie odpowiedzi rzodkiewnika. Naukowcy chcą także poznać dokładny sposób przekazywania informacji z zakażonych liści od korzeni wydzielających kwas jabłkowy oraz substancji pełniących w tym procesie rolę nośnika informacji. Istnieje nadzieja, że dokładnie zrozumienie interakcji pomiędzy roślinami i sprzyjającymi im bakteriami pozwoli na "zacieśnienie" tej współpracy, co może mieć niebagatelne znaczenie przede wszystkim dla rolnictwa.

Korzeni kota domowego należy, jak się okazuje, szukać na Bliskim Wschodzie. Wskazują na to badania DNA. Zwierzęta te zostały udomowione przez pierwsze społeczności rolnicze. Współczesne koty jako gatunek oddzieliły się od swoich dzikich pobratymców ponad 100 tysięcy lat temu, czyli wcześniej niż do tej pory sądzono (Science). Żyjącym dzisiaj całym rzeszom mruczących milusińskich dało początek 5 samic. Badania genomu doprowadziły do wyodrębnienia 5 typów dzikich kotów, co nie oznacza, że koty były 5-krotnie udomowiane. Co bardziej prawdopodobne, krzyżowały się one ze sobą w różnym czasie, co dało ostatecznie jednego wspólnego przodka dzisiejszych kotów. Analiza DNA wykazała, że żbiki europejskie, poza przypadkami losowego krzyżowania się, nie są spokrewnione z udomowionymi zwierzętami. Podobnie zresztą jak koty nubijskie i stepowe. Dzikie zwierzęta z DNA identycznym z materiałem genetycznym udomowionego kota znaleziono w Izraelu, Zjednoczonych Emiratach Arabskich, Bahrajnie oraz Arabii Saudyjskiej. Poszukiwaniem ojczyzny kota domowego zajął się międzynarodowy zespół, któremu przewodniczył Carlos Driscoll z Uniwersytetu Oksfordzkiego. Prace te mogą wiele wyjaśnić, ponieważ koty stanowią model niektórych ludzkich chorób genetycznych, m.in.: zespołu policystycznych nerek czy atrofii nerek. Biolodzy badali mitochondrialne DNA 979 domowych i dzikich kotów z Europy, Azji i Afryki. Pary, które Stephen J. O'Brien nazwał kocimi Adamem i Ewą, żyły ok. 130-160 tys. lat temu. Kiedy ludzie zaczęli uprawiać zboża (10-12 tys. lat temu), rozpoczęła się ich współpraca z dzikimi jeszcze wtedy kotami, które wyłapywały gryzonie niszczące ziarno. Pierwsze archeologiczne dowody potwierdzające kontakty człowieka i kotów mają dziewięć i pół tysiąca lat. Znaleziono je na Cyprze.