Znajdź zawartość

Polatuchy czy płazy potrafiące przemieszczać się lotem ślizgowym, mrówki i wiele owadów żyjących na drzewach są w stanie wykonywać w powietrzu manewry, chroniące je przed upadkiem na ziemię. Jednak mistrzem wśród nich wydaje się salamandra, która całe życie spędza w koronach najwyższych drzew na świecie, kalifornijskich sekwoi wiecznozielonych. To, co naukowcy zobaczyli w tunelu aerodynamicznym przeszło ich najśmielsze oczekiwania. Mają wyjątkową kontrolę nad procesem opadania. Są w stanie skręcać, obrócić się, jeśli znajdą się do góry nogami. Potrafią utrzymać odpowiednią postawę, przemieszczać ogon w górę i w dół, by wykonywać manewry. Poziom kontroli jest niesamowity, mówi doktorant Christian Brown z University of South Florida. O niezwykłych możliwościach salamandry z gatunku Aneides vagrans uczeni przekonali się podczas badań w tunelu aerodynamicznym na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Salamandry zrzucano z niewielkiej wysokości w poruszającej się do góry kolumnie powietrza. O ile gatunki, które nie żyły na drzewach po prostu bezradnie opadały na siatkę zabezpieczającą, co, czego dokonywały Aneides vagrans było zadziwiające. Gdy zobaczyłem nagrania, najbardziej rzuciło mi się w oczy, że salamandry płynnie poruszały się w powietrzu. W ich ruchach nie było żadnych zakłóceń, żadnych zgrzytów, po prostu płynęły. Moim zdaniem, to dowód, jak głęboko w ich motoryce jest zakodowany ten mechanizm. To pokazuje, że przypadki spadania muszą mieć miejsce dość często, więc nastąpiła presja selektywna. I to nie jest swobodne opadanie, one nie lecą po prostu w dół. Wyraźnie przemieszczają się w poziomie, szybują, mówi profesor Robert Dudley, ekspert od latania zwierząt. To zachowanie jest tym bardziej zaskakujące, że Aneides vagrans nie różnią się wyglądem od innych salamander. Mają jedynie nieco większe łapy. Salamandry te mają duże łapy, długie nogi i ruchome ogony. Te wszystkie elementy pozwalają im manewrować w powietrzu. Dotychczas jednak sądzono, że te części ciała służą im jedynie do wspinania się. Jak się okazuje, mają one podwójną funkcję. Służą i do sprawnego wspinania i do manewrowania w powietrzu, dodaje Brown. U salamander brak jest oczywistych cech anatomicznych – jak np. dodatkowe fałdy skórne – które mogłyby im pomagać w poruszaniu się w powietrzu. Nie są też postrzegane jako zwierzęta o wybitnym refleksie. Tymczasem manewrowanie w powietrzu wymaga szybkich reakcji na zmieniającą się sytuację oraz umiejętności odpowiedniego ustawienia ciała i trafienia w cel. Dlatego też naukowcy chcieliby się lepiej przyjrzeć nie tylko niezwykłym umiejętnościom salamander, ale sprawdzić też czy inne zwierzęta – których o to nie podejrzewamy – mają podobne umiejętności. Podczas swoich eksperymentów Brown i student Erik Sathe z UC Berkeley porównywali umiejętności A. vagrans z trzema innymi gatunkami salamander, które w różnym stopniu korzystają z drzew. A. vagrans, która prawdopodobnie nigdy nie schodzi na ziemię, okazała się najlepszym lotnikiem. Niemal równie dobrymi umiejętnościami charakteryzowała się A. lubugris, która żyje na znacznie niższych drzewach, jak np. dęby. Dwa inne gatunki – żyjąca na ziemi Ensatina eschscholtzii oraz okazjonalnie wchodząca na drzewa A. flavipunctatus – bezradnie spadały na ziemię. Brown rozpoczął swoje badania, gdy zauważył, że salamandry, które łapał na drzewach w ramach innego projektu badawczego, bez obaw wyskakiwały z jego dłoni i lądowały z powrotem na gałęziach. Zdziwiło go to ryzykanckie zachowanie. Brown skonsultował się z Dudleyem, specjalistą od podobnego zachowania u zwierząt, a ten poradził mu przeprowadzenie badań w tunelu aerodynamicznym. Tam, używając kamery rejestrującej 400 klatek na sekundę, naukowcy zarejestrowali niezwykłe umiejętności zwierząt. Czasami były one w stanie utrzymać się w powietrzu przez 10 sekund. Brown uważa, że niezwykłe umiejętności zostały wykształcone jako ochrona przed spadnięciem na ziemię, ale salamandry zaczęły je wykorzystywać w swoim codziennym życiu. Wspinaczka po drzewie jest dla tych niewielkich zwierząt bardzo wyczerpująca. Ale schodzenie w dół, gdy w górze nie ma niczego do zjedzenia, jest jeszcze bardziej męczące. Salamandry celowo więc odpadają od gałęzi i opadają niżej, tam, gdzie jest pożywienie.   « powrót do artykułu

Naukowcy z Uniwersyteckiego College'u Dublińskiego, Wielkiej Brytanii oraz Hiszpanii wyekstrahowali zakonserwowaną organicznie tkankę z mięśnia skamieliny salamandry sprzed 18 mln lat. Oznacza to, że tkanki miękkie mogą się zachować w o wiele większym zakresie warunków niż dotąd sądzono. Wcześniejsze przykłady dotyczą próbek pozyskanych z bursztynu bądź ze środka kości. Tkankę mięśniową znaleziono zaś we wnętrzu ciała salamandry, a konkretnie w okolicach kręgosłupa. Natknęliśmy się na tkankę mięśniową, analizując kilkaset próbek skamielin, które pobrano z dna starożytnego jeziora w południowej Hiszpanii. Dało się ją natychmiast zidentyfikować na podstawie włóknistej struktury widzialnej pod mikroskopem – opowiada dr Patrick Orr z Uniwersyteckiego College'u Dublińskiego. Po pierwszym "spotkaniu" z materiałem przeprowadziliśmy serię szczegółowych analiz. W ten sposób ograniczaliśmy możliwość, że mamy do czynienia z artefaktem lub czymś niepowiązanym z biologią zwierzęcia. Zauważyliśmy, że od momentu pierwotnego przekształcenia w skamielinę przed 18 ml lat tkanka uległa biodegradacji jedynie w bardzo nieznacznym stopniu, co w efekcie doprowadziło do najlepszego zachowania tkanek miękkich, jakie kiedykolwiek udokumentowano – dodaje dr Maria McNamara. Mięsień nie tylko ma nadal trójwymiarową budowę, ale widać w nim także wypełnione krwią naczynia krwionośne. Wykorzystując tę samą metodę pobierania próbek i badania obrazowego w wysokiej rozdzielczości, naukowcy zamierzają analizować skamieliny z całego świata. Wszystko po to, by znaleźć podobne przypadki konserwacji tkanek miękkich.

Naukowcy szukają metody, która pozwoli odrosnąć odciętym ludzkim palcom, a w przyszłości może i całym kończynom. Okazuje się, że pomysłów takich nie należy traktować jako mrzonek fantasty. Uczeni odkryli, że... świński pęcherz posiada niezwykłe właściwości, które pozwalają na odrost kończyn. Dzięki ekstraktowi z pęcherza doprowadzono do tego, iż kilku salamandrom wyrosły dodatkowe kończyny. Najbardziej jednak obiecujące badania przeprowadzono na Lee Spievacku. Mężczyzna w pracy stracił część palca. Dwa lata później, dzięki wysiłkom naukowców, znowu ma cały palec. Obecnie trwają badania nad przywracaniem palców weteranom wojennym, a rząd USA finansuje badania, które mają dać odpowiedź na pytanie, jak niektóre ze zwierząt odtwarzają swoje kończyny. Puszczając wodze fantazji naukowcy mówią, że w przyszłości te same techniki mogą pomóc w odtwarzaniu uszkodzonych części serca, kręgosłupa czy oparzeń na skórze. To jednak odległa przyszłość. Na razie uczeni skupiają się na pomocy takim ludziom jak Lee Spievack. Gdy utracił czubek palca jego brat, Alan, były chirurg z Harvardu i założyciel produkującej ekstrakt ze świńskiego pęcherza firmy ACell, namówił go na poddanie się eksperymentalnej terapii. Spievack nie musiałby jej przechodzić, gdyby był niemowlakiem. Jak informuje doktor Stephen Badylak, osobom, które nie przekroczyły 2. roku życia, czubki palców potrafią same odrosnąć. O właściwościach świńskiego pęcherza wiedziano już wcześniej. Od pewnego czasu używa się stworzonych na jego bazie maści, które leczą rany u koni. Od niedawna FDA dopuściła stosowanie tego środka u ludzi. Jak wiemy, kuracja Spievacka przebiegła pomyślnie. Brak jednak bezpośrednich dowodów na to, że pomógł właśnie pęcherz. Dlatego też akademicy postanowili rozszerzyć swoje badania. W następnym etapie weźmie udział 5-10 żołnierzy, którzy mają rany dłoni wywołane ogniem. Palce są bardzo wrażliwe na ogień, gdyż są małe i pokryte cienką warstwą skóry. Wybrani zostaną żołnierze z poważnymi ranami, którzy utracili dużą część palców. Kikuty ich palców zostaną chirurgicznie otwarte, a do wewnątrz trzy razy w tygodniu będzie aplikowany proszek ze świńskiego pęcherza. Uczeni nie liczą na całkowite odtworzenie palców, ale mają nadzieję, że wzrost będzie na tyle duży, iż ranni będą mogli się nimi posługiwać. Tak naprawdę naukowcy będą działali po omacku, gdyż nie wiedzą, co spowodowało, że palec Spievacka odrósł. Proszek z pęcherza nie jest niczym nadzwyczajnym. To przede wszystkim kolagen i wiele innych substancji. Pod mikroskopem widać, że proszek tworzy rodzaj rusztowania, na którym narastają komórki. Wydaje im też polecenie wzrostu. Akademicy mówią, że polecenie to nie brzmi „odtwórz palec”, ale komórki, odbierając sygnały z otoczenia, wiedzą, jaką strukturę powinny uformować. Badylak przyznaje jednak, że uczeni nie mają pojęcia, co naprawdę się dzieje i nie potrafią sterować tym procesem. Naukowiec bierze też udział w finansowanych przez Pentagon badaniach nad zwierzętami, które potrafią odtworzyć swoje kończyny. Najbardziej znanym za takich zwierząt jest salamandra. Jeśli obetnie się jej nogę, po kilku tygodniach zwierzę będzie miało nową. Wszystko dlatego, że zamiast jak najszybciej zabliźniać rany, ciało salamandry tworzy blastemę, czyli grupę niezróżnicowanych komórek, które odtwarzają kończynę. Jeśli blastemę przeniesie się na grzbiet zwierzęcia, to brakująca noga wyrośnie właśnie na grzbiecie. Uczonym udało się nawet zmusić salamandrę do wytworzenia kończyny, bez obcinania już istniejącej. Wystarczy zranić kończynę zwierzęcia, przekierować nerwy tak, by wysłały sygnały prowadzące do tworzenia się blastemy, a następnie umieścić kawałek skóry z kończyny w blastemie tak, by komórki „dowiedziały się”, co mają tworzyć. Inni naukowcy zmusili organizmy odpowiednio zmanipulowanych genetycznie myszy do wytworzenia blastemy. Ich zdolności regeneracyjne były jednak dużo mniejsze niż zaobserwowane u salamandry.