Znajdź zawartość

Chrząszcze grabarze powlekają zapasy żywności dla larw antybakteryjną wydzieliną z gruczołów odbytu. Dzięki temu padlina się nie psuje, a potomstwo ma większe szanse dożyć dorosłości. Dr Andres Arce z Uniwersytetu w Manchesterze badał wraz z zespołem grabarze żółtoczarne (Necrophorus vespilloides). Należą one do rodziny omarlicowatych i występują w strefie klimatu umiarkowanego. Żywią się padliną, np. gryzoniami i ptakami. Co ciekawe, opiekują się one swoim potomstwem. By zapewnić larwom pożywienie, toczą kule z padłych zwierząt, a następnie je zakopują. Pod ziemią truchło szybko uległyby zepsuciu (w mgnieniu oka zostałoby skolonizowane przez bakterie), dlatego troskliwi rodzice powlekają futro albo pióra wydzieliną gruczołów odbytowych. Dzięki niej mięso pozostaje dłużej świeże i wolne od bakterii. Brytyjscy biolodzy postanowili sprawdzić, jaki jest jej skład. Po mozolnej ekstrakcji dodali odrobinę do hodowli komórek bakteryjnych. Tak jak się spodziewali, uległy zniszczeniu. Arce podejrzewał, że wydzielina zawiera enzym rozkładający peptydoglikan bakteryjnej ściany komórkowej. Analiza biochemiczna to potwierdziła. Okazało się, że występują w niej wysokie stężenia lizozymów. Naukowcy stwierdzili, że gdy larwa rośnie w warunkach, kiedy usunie się wydzieliny rodziców, o 40% częściej umiera przed osiągnięciem dorosłości, czyli przeobrażeniem się w imago (ponieważ omarlicowate przechodzą nadprzeobrażenie, po drodze staje się jeszcze pseudopoczwarką i poczwarką).

Jens Rolff i E. Rhiannon Pursall, naukowcy z Uniwersytetów w Sheffield i Birmingham, jako pierwsi zademonstrowali eksperymentalnie, że wyzwolenie odpowiedzi immunologicznej na wczesnych etapach życia przyspiesza starzenie. Modelem do badań był mącznik młynarek (Tenebrio molitor). Brytyjscy akademicy twierdzą, że udowodnili wpływ wczesnej infekcji na późniejszą śmiertelność oraz ujawnili utrzymujące się przez długi czas koszty immunopatologiczne. Podczas badań układ immunologiczny larw mączników aktywowano za pomocą bakterii lub nylonową nitką, wprowadzaną, by podrażnić nabłonek jelit. Okazało się, że u chrząszczy z grupy eksperymentalnej maksymalna długość życia była o 10% krótsza niż w grupie kontrolnej i wynosiła 202 dni, w porównaniu do 224 dni. Zespół uważa, że powodem wczesnego zgonu było zaczopowanie cewek Malpighiego, czyli narządów wydalniczych u stawonogów, melaniną. Melanina jest wytwarzana w wyniku aktywacji układu odpornościowego. Widać więc, że silny układ odpornościowy pozwala dożyć wieku reprodukcyjnego, z drugiej jednak strony wszystko ma swoją cenę, którą w tym przypadku jest wcześniejszy zgon. Rolff i Pursall podejrzewają (i nie są w tym wcale osamotnieni), że podobny mechanizm wchodzi w grę także w przypadku ludzi.

U większości gatunków pszczół, gdy robotnice składają jaja, zawsze wylęgają się z nich trutnie. Wyjątkiem są pszczoły południowoafrykańskie (Apis mellifera capensis). Składają one jaja, z których wylęga się potomstwo płci żeńskiej, ale tylko wtedy, kiedy umiera królowa. Madeleine Beekman i Ben Oldroyd z Uniwersytetu w Sydney usunęli z ośmiu kolonii pszczół południowoafrykańskich królowe i ich jaja. Okazało się, że trutówki fizjologiczne – czyli robotnice z rozwiniętymi i funkcjonującymi jajnikami - niemal natychmiast złożyły własne jaja. Australijczycy ponownie umieścili w ulach jaja matek, lecz robotnice wolały wykarmiać na nowe królowe własne larwy (Molecular Ecology). Entomolodzy uważają, że zachowanie A. m. capensis ułatwia ich hodowlę. Śmierć królowej nie stanowi bowiem większego problemu.

Żaden z ludzi nie pamięta chwil spędzonych w łonie matki. Okazuje się jednak, że ćmy są w stanie przechować przynajmniej część swoich wspomnień z okresu życia larwalnego aż do momentu, kiedy są dojrzałymi osobnikami. Dzieje się tak pomimo stosunkowo prymitywnej budowy larwy oraz ogromnej złożoności procesów, które zachodzą w czasie jej przeobrażenia w postać dorosłą owada (imago). Ćma, którą wykorzystano do badań, to zmierzchnica (łac. Manduca sexta). Jej gąsienica jest znanym pasożytem niektórych roślin, m.in. tytoniu. Po trzech tygodniach życia (i kilkukrotnym zrzucaniu powłok ciała, czyli linieniu) larwa wytwarza wokół własnego ciała osłonę, noszącą wdzięczną łacińską nazwę pupa, w której spędza kolejne 18-24 godziny życia. Przez ten czas ćma, nazywana na tym etapie życia poczwarką, pozornie nie wykazuje oznak życia, choć we wnętrzu jej osłonki zachodzą niezwykle intensywne procesy. Przeobrażeniu ulega niemal cały organizm, a większość tkanek zmienia swoją strukturę. Ostatecznie, gdy proces ten jest zakończony, z osłony wychodzi owad gotowy do dorosłego życia, czyli imago. Naukowcy postanowili zbadać, jak trwała jest pamięć owada podczas tej niezwykłej metamorfozy. Mówiąc precyzyjniej, chcieli oni sprawdzić, czy ćma jest w stanie "utrzymać" wspomnienia zachowane w mózgu, a następnie wykorzystać je jako dorosłe zwierzę. Zaobserwowali bowiem, że dorosłe osobniki M. sexta zachowują preferencje do odżywiania się pokarmem, który przyjmowały w największych ilościach jako larwy. Nie byli jednak pewni, czy "nośnikiem wspomnienia" nie były np. resztki pożywienia pozostawione pod pupa. Martha Weiss, ekolog ewolucyjny z Uniwersytetu Georgetown, postanowiła zbadać sprawę dokładniej. Umieściła 2-tygodniowe larwy ćmy w naczyniu zawierającym dwie komory. Jedna zawierała czyste powietrze, druga zaś - powietrze z domieszką octanu etylu. Jest to nieszkodliwy, choć posiadający zapach, prosty związek organiczny. W normalnych warunkach zwierzęta nie wykazywały żadnych preferencji odnośnie pobytu w którymkolwiek pomieszczeniu. Po pewnym czasie prof. Weiss atakowała owady prądem, gdy te wybierały komorę wypełnioną związkiem zapachowym. W ten sposób nauczyła je unikania komory zawierającej octan etylu. Na dalszym etapie eksperymentu zauważono, że ćmy "zapamiętywały" negatywne skojarzenia zapachu octanu etylu z cierpieniem spowodowanym przepływem prądu. Owady nawet 50 dni po osiągnięciu postaci dojrzałej unikały bowiem przebywania w naczyniu, w którym był rozpylony ten związek. Owady, które nie były wcześniej "nauczone" takiego zachowania poprzez rażenie prądem, nie wykazywały jakichkolwiek preferencji pod tym względem. Aby potwierdzić słuszność swoich domniemań, prof. Weiss przeprowadziła kolejny eksperyment. Wyglądał on niemal identycznie, lecz tym razem użyto do niego larw jednotygodniowych, posiadających znacznie bardziej prymitywną budowę mózgu. Okazało się, że tym razem ćmy nie były w stanie przechować wspomnień, więc jako dorosłe osobniki nie wykazywały strachu przed specyficznym zapachem powietrza. Kolejnym czynnikiem, który należało sprawdzić, był wpływ samego octanu etylu na zachowanie larw. W tym celu larwy hodowano bez jakiejkolwiek "tresury", za to w czasie, gdy były zamknięte w pupa, spryskano je tym związkiem bez wywoływania szoku elektrycznego. Wykonano też odwrotny eksperyment: usunięto resztki octanu etylu z otoczki w czasie, gdy ukryty w jej wnętrzu "wytresowany" owad dojrzewał. Na podstawie tych dwóch eksperymentów wykazano, że same cząsteczki octanu etylu nie mają wpływu na zachowanie owadów, gdy nie są skojarzone z bólem wywołanym przepływem prądu elektrycznego. Inni naukowcy oceniają pracę prof. Weiss bardzo pozytywnie. Neurolog Mark Stopfler mówi na przykład: Wykonała kawał świetnej roboty, wyeliminowała wszelkie alternatywne wytłumaczenia tego zjawiska. Nie jest jeszcze znana część mózgu odpowiadająca za przechowywanie wspomnień w czasie przepoczwarzania. Kolejne badania skupią się najprawdopodobniej właśnie na tym problemie. Są one potrzebne, gdyż mogą okazać się źródłem istotnych informacji na temat sposobu zapisu oraz przechowywania danych w układzie nerwowym. Mogą także dostarczyć wartościowego modelu badawczego z dziedziny neurobiologii.