Znajdź zawartość

Zespół kierowany przez prof. Karima Nayernia z Uniwersytetu w Newcastle opracował metodę pozwalającą na uzyskanie plemników z ludzkich embrionalnych komórek macierzystych. Nowa technika jest istotnym krokiem naprzód w badaniach nad biologią człowieka i niepowodzeniami rozrodu. Z przeprowadzonego eksperymentu wynika, że przekształcenie embrionalnych komórek macierzystych (ang. embryonic stem cells - ES) w plemniki wymaga wzbogacenia pożywki, w której są one hodowane, o zaledwie jeden związek. Jest nim kwas retinowy, jedna z pochodnych witaminy A. Pod jego wpływem we wnętrzu ES aktywowany zostaje program niemal identyczny z procesem wytwarzania plemników w organizmie mężczyzny. Podczas doświadczenia wykazano, że do rozwoju plemników konieczna jest obecność męskiego chromosomu płciowego, opisywanego literą Y, w wyjściowej komórce macierzystej. Próby wytworzenia męskich komórek rozrodczych z żeńskich ES regularnie kończyły się obumarciem komórek potomnych jeszcze przed przekształceniem do formy dojrzałej komórki płciowej. Ze względu na uwarunkowania prawne komórki uzyskane dzięki nowej metodzie nie mogą być wykorzystywane jako materiał do zapłodnienia in vitro w przypadku niepowodzeń rozrodu. Można się jednak spodziewać, że możliwość wytwarzania plemników w warunkach laboratoryjnych pozwoli na ścisłą obserwację tego procesu oraz zrozumienie czynników decydujących o jego powodzeniu. Zdobyta w ten sposób wiedza może się okazać bardzo pomocna dla par starających się o potomstwo.

Jak przekazać komuś na odległość, że chce się z nim spędzić resztę życia, gdy nie ma się do dyspozycji poczty ani dostępu do Internetu? Słonie afrykańskie wykorzystują w tym celu... "pozytywne wibracje". Mówiąc ściślej, wytwarzają drgania gruntu, które mogą przebyć kilka kilometrów i dotrzeć do odległego adresata. U ludzi sprawa wydaje się prosta: sygnałem o gotowości do zbliżenia są czułe słowa lub dotyk. Z pewnością jest to przyjemne, lecz u słoni nie znalazłoby zastosowania ze względu na stosunkowo niskie zagęszczenie osobników. Zamiast tego, wytwarzają one drgania gruntu, które mogą być odebrane nawet z odległości kilku kilometrów. Za ich odbiór odpowiadają dwa układy: jeden zlokalizowany w stopach i drugi, znajdujący się w uchu środkowym. Niezwykły system działa dzięki zestrojeniu kości zwierzęcia z drganiami gruntu wywołanymi przez "miłosne wibracje". W tym przypadku sygnał jest odbierany przez podeszwę stopy, a następnie przekazywany za pośrednictwem kości aż do ucha środkowego. Druga, niezależna metoda detekcji drgań jest oparta na wyjątkowo wysokiej czułości stóp słoni. Dzięki wyspecjalizowanym komórkom, ogromne ssaki są w stanie wykryć najdrobniejsze ruchy podłoża. Jeśli mają one odpowiednią częstotliwość, są traktowane jako sygnał gotowości do rozrodu. Sam fakt celowego wytwarzania i odbierania drgań ziemi został odkryty wiele lat temu, lecz dopiero teraz udało się zidentyfikować precyzyjnie struktury anatomiczne odpowiedzialne za to niezwykłe zachowanie. Nigdy dotąd nie udało się także wyjaśnić niektórych zachowań słoni. Ustawiają się w taki sposób, który najbardziej odpowiada przewodzeniu [dźwięku] przez kości, nie zaś mechanizmowi somatosensorycznemu [czyli bezpośredniemu odbiorowi wibracji przez stopy - przyp. red.] - tłumaczy dr Caitlin O'Connell-Rodwell z Uniwersytetu Stanforda, autorka odkrycia. Swoje wnioski badaczka opiera na badaniach prowadzonych w Namibii. Wykorzystywała w nich głośniki, które wytwarzały jednocześnie dźwięki i drgania sejsmiczne, które nagrano uprzednio podczas obserwacji samic słoni afrykańskich w okresie rui. Zwabione samce ustawiały się zawsze prostopadle do kierunku rozchodzenia się dźwięków. To nie przypadek - ustawienie obojga uszu równolegie do kierunku propagacji fali pozwala na dokładniejsze określenie miejsca jej emisji. W przypadku metody somatosensorycznej idealna byłaby pozycja równoległa do kierunku rozchodzenia się fali, gdyż odległość między przednimi i tylnymi łapami jest wówczas większa, niż pomiędzy prawą i lewą stroną ciała zwierzęcia. Im dalej zaś są położone od siebie dwa "odbiorniki", tym dokładniej można ustalić położenie źródła sygnału. Wydawać by się mogło, że to dość skomplikowany mechanizm, lecz... na tym nie koniec. Po wstępnym namierzeniu samicy, samiec przyciska do ziemi także swój tułów. W ten sposób może odebrać wibracje z jeszcze większą czułością, co zwiększa prawdopodobieństwo na wykonanie poprawnego "pomiaru". Dalsze badania dr O'Connell-Rodwell wykazały, że reakcja samca na charakterystyczne wibracje zależała od poziomu hormonów płciowych. Zwierzęta, które wyraźnie szykowały się do rozrodu, natychmiast ustawiały się w sposób optymalny dla odbioru sygnałów. Pozostałe zwyczajnie ignorowały je i odchodziły od wodopoju. A co z samicami? One także odbierają sygnały wysyłane przez osobniki męskie, a do tego wszystko wskazuje na to, że to one inicjują kontakt. Do odbioru sygnałów znacznie rzadziej wykorzystują jednak własny tułów - zamiast tego korzystają wyłącznie z mechanizmu somatosensorycznego oraz detekcji drgań przewodzonych przez kości. Trzeba przyznać, że szukanie partnera na odległość wymaga nie lada odwagi... przecież tyle razy ostrzegano nas, że nigdy nie wiadomo, kto jest po drugiej stronie ;-)

Słysząc o zanieczyszczeniach, niemal zawsze kojarzymy je jednoznacznie z uwalnianiem szkodliwych chemikaliów do środowiska. Tymczasem do zanieczyszczeń należą też m.in.: nadmierna emisja ciepła i światła oraz hałas. Tym razem, dzięki badaczom z Uniwersytetu Stanu Michigan, dowiadujemy się, że groźna dla środowiska naturalnego jest nie tylko ilość emitowanego przez nas światła, lecz także jego polaryzacja. Zjawisko polaryzacji promieniowania polega na układaniu się jego fal w jednej płaszczyźnie zamiast w wielu, jak ma to miejsce w przypadku typowej emisji. Dzieje się tak np. w wyniku odbicia od płaskich, ciemnych powierzchni, takich jak nawierzchnia dróg. Okazuje się, że powstające w ten sposób światło znacznie odbiega swoimi właściwościami od światła padającego na daną powierzchnię i może np. wabić niektóre zwierzęta do miast. W środowisku naturalnym najważniejszym źródłem polaryzacji światła jest jego odbicie od wody, lecz nawet ona zmienia charakterystykę fal znacznie słabiej od wytworów przemysłu. Samochody, asfalt, zbiorniki ropy i okna polaryzują światło silniej, niż woda, wyjaśnia Bruce Robertson, jeden z autorów studium. Jak tłumaczy badacz, obiekty te przypominają wodę bardziej, niż sama woda. Efekt? "Uporządkowane" fale świetlne wabią owady i skłaniają je do składania jaj w miejscach, które jedynie wydają się być wodą, choć w rzeczywistości mogą znajdować się daleko od jakiegokolwiek akwenu. Zespół Robertsona zidentyfikował co najmniej 300 gatunków wodnych insektów, których tryb życia może zostać poważnie zakłócony przez światło spolaryzowane pochodzenia ludzkiego. Większość z nich potrzebuje obecności zbiorników wodnych do składania jaj, lecz "zanieczyszczenie światłem" powoduje, że potomstwo traci jakiekolwiek szanse na przyjście na świat z powodu nienaturalnych warunków rozrodu. Problemy nie kończą się na owadach. Badacze z Michigan zaobserwowali, że w ślad za zmylonymi insektami podążają żywiące się nimi ptaki, które coraz częściej obserwuje się w miejscach zwykle przez nie omijanych. Dodatkowym problemem jest fakt, iż wywabienie insektów z wody może spowodować zmniejszenie zasobów pożywienia m.in. dla niektórych gatunków ryb i płazów. Na szczęście, jak tłumaczy Roberts, istnieje prosty sposób na ograniczenie emisji światła spolaryzowanego. Wystarczy na przykład dodawać więcej żwiru do mas bitumicznych, którymi wykłada się ulice, lub zmienić nieco skład chemiczny materiałów używanych do wykładania na elewacjach budynków. Pozostaje jednak jeden, podstawowy problem: czy ludzie zdobędą się na takie zmiany w imię ochrony przyrody?

W przeciwieństwie do innych wielkich kotów, gepardy jako jedyne nie posiadają jasnego cyklu życiowego. Na porę rozrodu nie wpływa ani długości dnia, ani wielkość opadów czy dostępności pokarmu. A występowanie jajeczkowania zdaje się zależeć jedynie od przypadku. Jednak najnowsze badania wprowadzają nieco porządku w ten nieład. Cykle życiowe ginących kotów od dawna spędzały naukowcom sen z powiek, brak wiedzy na ten temat skutecznie uniemożliwiał prowadzenie efektywnych programów, mających na celu reintrodukcję gatunków krytycznie zagrożonych. Sprawa była szczególnie nagląca w przypadku gepardów, bowiem ich liczbę na wolności IUCN szacuje jedynie na około 7 tysięcy osobników, a próby rozmnażania w ogrodach zoologicznych i ośrodkach badawczych zazwyczaj kończą się niepowodzeniem. Jednak najnowsze badania napawają optymizmem. Grupa badaczy z Wild Animal Park w San Diego natknęła się na pewną zależność. Zauważyli oni, że jeden rodzaj warczenia wydawany przez samce nasilał się tuż przed tym, gdy ich partnerki miały rodzić, a ponieważ dźwięki produkowane tylko przez jedną płeć można śmiało wiązać z reprodukcją, pracownicy przyjrzeli się im dokładniej. Badanie przeprowadzone przez grupę polegało na wprowadzeniu dojrzałej samicy na wybieg samców, odtwarzaniu wcześniej zasłyszanych nietypowych dźwięków oraz kontrolowaniu stężenia hormonów w jej odchodach. Okazało się, że niektóre odgłosy, nazwane „jąkającym warczeniem”, powodowały gwałtowny wzrost hormonów odpowiedzialnych za reprodukcję – estrogenu i progesteronu, a tym samym skutkowały natychmiastowym rozpoczęciem owulacji. Nigdy nie spodziewaliśmy się tak wyraźnego związku między wydawanymi odgłosami a poziomem hormonów – mówi Matt Anderson, szef grupy badaczy z Wild Animal Park – to prawdziwa niespodzianka. Mimo że używanie głosu przez ptaki do rozpoczęcia jajeczkowania nie jest niczym nadzwyczajnym, to u ssaków związek między dźwiękiem a reprodukcją zaobserwowano jedynie u przedstawicieli jelenia szlachetnego, którego samce rycząc, wyznaczają najdogodniejszą porę na rozpoczęcie owulacji u łań. Nowe odkrycia dobrze ilustrują jak dużo można zrobić dla polepszenia programów ochrony zwierząt poprzez obserwację ich zachowań i rejestrowanie zmian hormonów – podsumowuje Dan Blumenstein z Uniwersytetu Kalifornijskiego.

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.

Trzymana w niewoli samica rekina doczekała się potomstwa pomimo braku kontaktu z jakimkolwiek samcem. To dopiero drugi taki przypadek w historii badań nad tymi rybami. Samica żarłacza czarnopłetwego (Carcharhinus limbatus) o wdzięcznym imieniu Tidbit (z ang. "smakołyk") zmarła dość dawno, bo w maju 2007 roku, lecz jej perypetie do dziś budzą zainteresowanie badaczy. Okazało się bowiem, że w momencie zgonu nosiła w swoim ciele potomstwo płci żeńskiej, którego materiał genetyczny nie zawierał śladów DNA pochodzącego od samca. Niezwykła ryba zdechła wraz z matką noszącą ją w swojej macicy (to nie pomyłka - niektóre ryby posiadają ten organ). Autorem odkrycia jest dr Demian Chapman, badacz rekinów pracujący dla Instytutu Nauk o Ochronie Mórz wchodzącego w skład Uniwersytetu Stanu Nowy Jork. Niezwykła ciąża Tidbit jest drugim w historii nauki udokumentowanym przypadkiem dzieworództwa (partenogenezy), czyli rozmnażania bez udziału samca. Poprzednio podobnej obserwacji dokonano w maju u samicy rekina młota. Jej autorem był ten sam naukowiec. Zdaniem niektórych badaczy przypadki dzieworództwa u rekinów mogą wynikać z długotrwałej izolacji od samców. Zgodnie z tą hipotezą do nietypowej formy rozrodu dochodzi, gdy liczebność określonej populacji drastycznie spada. Samica decyduje się wówczas na wydanie potomstwa identycznego pod względem genetycznym z samą sobą, by zwiększyć szanse gatunku na przetrwanie. Im więcej jest bowiem osobniczek, tym większą mają szansę na znalezienie samca gotowego do "normalnego" rozrodu. Dr Chapman proponuje inną hipotezę, związaną ze sposobem odbywania aktu seksualnego przez rekiny. Jest on wyjątkowo niebezpieczny dla samicy i często kończy się jej śmiercią. Zdaniem naukowca, nie można ich winić za rozmnażanie się w sposób bezpłciowy, ponieważ seks [rekinów - red.] jest często dość brutalny. Jakie wnioski na temat partenogenezy rekinów można wysunąć z tej niezwykłej historii? Jestem pewny, że to dzieje się także w warunkach naturalnych, lecz wciąż nie jestem w stanie tego udowodnić - powiedział Chapman w wywiadzie dla amerykańskiej prasy. Czy ma rację, pokażą zapewne dalsze badania.

Masajowie zabezpieczają stada swoich kóz przed suszą. Uciekają się przy tym do tradycyjnych rozwiązań, bo za jedyny przebłysk nowoczesności da się od biedy uznać wyłącznie wykorzystany materiał. Zakładają na brzuch kozła olor, czyli mocowany paskami kawał krowiej skóry czy plastiku. Uniemożliwia on kopulację i w ten sposób nie dopuszcza do nadmiernego wzrostu liczebności populacji i przetrzebienia i tak już skąpej roślinności. Dystrykt Kajiado, który znajduje się w odległości 80 km od stolicy Kenii Nairobi, nawiedziła susza. Ludzie przenoszą się z miejsca na miejsce, poszukując pastwisk dla zwierząt i wody. Dla Masajów zwierzęta są bardzo ważne, ponieważ niejednokrotnie stanowią jedyny dobytek i źródło pożywienia rodziny. Przywiązujemy olor pod brzuchem kozłów na trzy miesiące. Po tym czasie go usuwamy i wtedy mogą się rozmnażać do listopada, kiedy nadchodzą krótkie deszcze – tłumaczy Ole Ngoshoi Kipameto, jeden z pasterzy. Prostokątny kawałek skóry czy plastiku należy przełożyć przez głowę i przednie nogi zwierzęcia. Całość trzyma się dzięki lince lub elastycznym paskom. Kenijczycy twierdzą, że olor wygląda całkiem jak miniaturowy fartuszek. Peter Ndirangu, miejscowy urzędnik ds. trzody i bydła, twierdzi, że znane od wieków rozwiązanie jest naprawdę skuteczne. Tłumaczy, iż jest to metoda tańsza od współczesnych, które wymagają rozdzielenia samców i samic. Trzeba wtedy zatrudnić dwóch pasterzy, tymczasem olor może zastąpić jednego z nich. Dzięki niemu wpływa się zarówno na liczbę, jak i termin przyjścia na świat młodych. Gdy kozy zachodzą w ciążę i rodzą podczas suszy, są bardzo osłabione i nie mogą wytworzyć wystarczającej ilości mleka. Olor ogranicza rozród do pory deszczowej i okresu następującego tuż po niej.

Angielscy naukowcy odkryli, że samice myszy wybierają jako partnerów do rozrodu samce o możliwie dużej różnorodności białek determinujących zapach ich moczu. Potwierdza to tym samym dokonane wcześniej odkrycie, zgodnie z którym zwierzęta te unikają kontaktów seksualnych z osobnikami z tzw. chowu wsobnego, tzn. powstałymi w wyniku wielokrotnego krzyżowania myszy z blisko spokrewnionymi partnerami. Proteiny, które decydują o wyborze, to tzw. główne białka moczowe (MUP, od ang. Major Urinary Proteins). Naukowcy z Uniwersytetu w Liverpoolu odkryli, że z punktu widzenia samicy idealny partner do spółkowania to osobnik, którego mocz ma złożony i jednocześnie odmienny od własnego zapach. Obserwacja ta dowodzi jednocześnie, że poszukując ojca dla swojego przyszłego potomstwa, samiczki są zdolne do odczytywania danych niezwiązanych bezpośrednio ze stanem jego zdrowia. Preferencja na korzyść złożoności zapachu moczu ma swoje podstawy w genetyce. Każdy z genów jest zapisany w DNA w dwóch kopiach (nie licząc komórek rozrodczych, gdzie występuje pojedynczy zestaw genów) zwanych allelami. Jeżeli są one identyczne, na ich podstawie produkowane jest identyczne białko. Jeżeli oba allele różnią się sekwencją, powstające z nich białka mają różną budowę. Niekiedy osobnik posiada jeden niekorzystny allel, lecz jego negatywny wpływ jest maskowany przez drugi (mówimy wówczas, że jest to cecha recesywna). Jeżeli jednak spotkają się dwa zdrowe osobniki niosące po jednym "wadliwym" allelu, część z ich potomstwa może nie przeżyć, gdyż nie będzie u nich występował prawidłowy allel, na podstawie którego możliwa byłaby synteza prawidłowego białka. W sytuacji, gdy samica jest blisko spokrewniona z samcem, ryzyko akumulacji dwóch wadliwych alleli u potomstwa wzrasta. Z tego powodu korzystne jest unikanie partnera o wysokim podobieństwie genetycznym. Odkrycie dokonane przez Anglików po raz pierwszy tłumaczy dokładnie, w jaki sposób myszy wykrywają stopień wzajemnego pokrewieństwa. Swoją publikację na temat tego odkrycia naukowcy podsumowują następująco: Otrzymaliśmy dowód, że samice są wrażliwe nie tylko na stopień podobieństwa własnych MUP do MUP samca, lecz także na to, jak bardzo różnorodne są u niego allele tych genów. Centralna rola głównych białek moczowych w rozpoznawaniu osobników, unikaniu krzyżowania ze spokrewnionymi organizmami oraz preferencja na korzyść osobników zróżnicowanych genetycznie czyni z tego systemu idealną metodę wymiany informacji na temat własnego genomu w życiu społecznym oraz doborze partnerów do kopulacji wśród kręgowców.