Znajdź zawartość

Dzięki jedzeniu sushi bakterie zamieszkujące ludzki przewód pokarmowy nabywają geny kodujące enzym rozkładający twarde ściany komórek glonów. Wygląda więc na to, że pokarmy rzeczywiście nas w jakiś sposób definiują, a na pewno ujawniają umiejętności współpracujących z nami mikrobów. Konsumując sushi owinięte w glony nori, prawdopodobnie trawimy bakterie razem z genami dla tego specyficznego białka. Zespół pracujący pod przewodnictwem Jana-Hendrika Hehemanna z Uniwersytetu Piotra i Marii Cure w Paryżu badał szkarłatnice (Porphyra), czyli rodzaj krasnorostów morskich. Z gametofitów różnych ich gatunków produkuje się nori. P. yezoensis i P. tenera są uprawiane nie tylko w Japonii, ale i w Korei oraz Chinach. Francuzi wyizolowali nowy enzym i nazwali go porfiranazą. To on rozkłada ściany komórkowe glonów, umożliwiając gustującym w nich bakteriom żerowanie. Dr Mirjam Czjzek i pozostali członkowie ekipy przeszukiwali bazy danych, sprawdzając, gdzie jeszcze nowy enzym mógłby występować. Ostatecznie natrafili na trop porfiranazy u bakterii jelitowych 13 Japończyków. Pięć spośród 13 osób miało ten sam gen, a u reszty pojawiły się podobne geny, kodujące enzymy o zbliżonym działaniu – wszystkie miały rozkładać ścianę komórkową glonów. Geny występowały w genomach wszystkich bez wyjątku bakterii zamieszkujących przewód pokarmowy opisywanej grupy Azjatów. Kiedy akademicy skoncentrowali się na badaniach genomicznych flory jelitowej Amerykanów, nigdzie nie znaleziono genu porfiranazy. Czjzek tłumaczy, że szkarłatnic używa się podczas przygotowywania sushi, a jeśli robi się to tradycyjnie, glony zjada się na surowo. Stąd zaobserwowana różnica między tymi dwiema populacjami. Geny pozwalające na trawienie alg są bardzo przydatne, ponieważ pozwalają na pobieranie składników odżywczych z czegoś, co wcześniej było dla nas jako gatunku zupełnie nieprzydatne. Jak widać, podróżując po świecie i próbując nowych pokarmów, zdobywamy coś jeszcze: nowe bakterie z nowymi dla nas, gospodarzy, i naszych współpracowników genami...

Amerykańska firma GI Dynamic opracowała plastikowy rękaw EndoBarrier, który wyścieła jelito cienkie i zapobiega trawieniu oraz wchłanianiu nadmiaru składników odżywczych. Ma to być nowa metoda walki z zagrażającą życiu otyłością. Rękaw ma nieco ponad 60 cm długości. Podczas testów okazało się, że jest on równie skutecznym narzędziem kontrolowania wagi, co regulowana opaska żołądkowa (ang. adjustable gastric band, AGB). Istnieje jednak pewna, bardzo istotna z punktu widzenia pacjenta, różnica – rękaw umieszcza się w jelicie w czasie krótszym niż pół godziny, w dodatku nie przeprowadza się operacji chirurgicznej. EndoBarrier wytwarza się ze śliskiego plastiku, a przed wprowadzeniem pod kontrolą endoskopu urządzenie zamyka się w specjalnej kapsule. Po dotarciu do określonego miejsca żołądka "opakowanie" zostaje otwarte, a rękaw jest dalej rozwijany za pomocą cewnika. Na koniec zakotwicza się go dzięki zapamiętującemu kształt kawałkowi metalu. Gdy człowiek schudnie już tyle, ile trzeba, rękaw usuwa się jeszcze szybciej, niż wkłada, bo w ciągu zaledwie 10 min. EndoBarrier odwraca także cukrzycę typu 2., czasem zanim jeszcze pacjent zacznie chudnąć. Dzieje się tak nie tylko wskutek ograniczenia liczby przyjmowanych kalorii, ale również zmian hormonalnych oraz modyfikacji sygnałów nerwowych pochodzących z jelita. Stuart Randle, szef amerykańskiej firmy, poinformował, że rękaw został wypróbowany przez 150 testerów. Cena jego "zamontowania" to połowa kosztów operacji wykonania bypassów żołądka czy założenia opaski. Specjaliści podkreślają, że na razie nie wiadomo, jakie skutki powoduje pozostawienie EndoBarrier w jelicie na dłużej.

Badania diety wielkich dinozaurów mogą przynieść odpowiedź na pytanie, co umożliwiło im osiągnięcie imponujących rozmiarów - twierdzą naukowcy z Uniwersytetu w Bonn. Paradoksalnie bowiem rozmiary ciał największych dinozaurów wydają się przeczyć powszechnie uznanym prawom ekologii. Weź 200 miligramów wysuszonego i zmielonego skrzypu, dodaj 10 mililitrów soku z owczego żwacza, dodaj odrobinę soli mineralnych i wody. Następnie wrzuć wszystko do odpowiednio dużej strzykawki i mieszaj - ten przepis, brzmiący jak receptura dziwacznego posiłku, to w rzeczywistości próba odtworzenia zawartości żołądka typowego roślinożernego dinozaura, żyjącego na Ziemi 100 milionów lat temu. Do dziś dokładnie nie wiadomo, jaka dieta umożliwiła tym zwierzętom osiągnięcie tak ogromnych rozmiarów i masy, sięgającej nawet 100 ton. Największe dinozaury, np. argentozaur, zdają się zaprzeczać podstawowym prawom ekologii. W dzisiejszych czasach organizm pożerający tak wielkie ilości pożywienia ogołociłby obszar tak wielki, że z trudem dotarłby na teren, gdzie mógłby znaleźć partnera do rozrodu. W związku z tym jednym z kierunków badań jest ustalenie, jak dużą wartość odżywczą musiały mieć ówczesne rośliny - tym właśnie problemem zajmują się naukowcy z Bonn. Twierdzą oni, że gady te żywiły się pospolitym wówczas skrzypem, a dodatkowo miały w żołądku wyjątkowo wydajne symbiotyczne bakterie, zupełnie jak dzisiejsze przeżuwacze. Właśnie dlatego Niemcy napełniają strzykawki roztworem "pokarmu" (skrzyp) oraz zawierającego bakterie soku z owczego żwacza, a następnie badają intensywność fermentacji poprzez zmianę położenia tłoczka w strzykawce. Im więcej gazu powstaje, tym lepsza wartość odżywcza pokarmu. Okazuje się, że skrzyp ma nie tylko zalety, ale i wady. Zawiera np. duże ilości działającej jak papier ścierny krzemionki i uszkadza zęby. Dodatkowym utrudnieniem dla dinozaurów był brak zębów trzonowych. Naukowcy twierdzą, że problem ten rozwiązywały, łykając kamienie. Po posiłku ruchy ciała (a w szczególności praca mięśni żołądka) powodowały ścieranie pędów skrzypu niczym w ogromnych żarnach, ułatwiając w ten sposób pracę bakteriom. Podobny mechanizm można dostrzec także dziś u licznych gatunków ptaków. W przypadku pradawnych gadów problemem jest brak potwierdzenia tego odkrycia w postaci wykopalisk. Badania trwają, a najnowsze rezultaty z dokonań niemieckich naukowców można śledzić w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.

Krokodyle to niezwykle żarłoczne zwierzęta. Gdyby przeciętny ważący 70 kilogramów mężczyzna, zjadał proporcjonalnie tyle samo, co młody krokodyl, to podczas jednego posiłku musiałby pochłaniać 17 kilogramów mięsa. Dorosłe krokodyle jedzą jeszcze więcej. Naukowcy dowiedzieli się właśnie, dlaczego tak olbrzymie porcje pokarmu nie powodują u zwierzęcia problemów. Okazuje się, że aligatory podczas posiłku mogą przetaczać z płuc do układu trawiennego dodatkową porcję krwi. Umożliwia im to tzw. druga aorta. Dotychczas sądzono, że wykształciła się ona u krokodyli po to, by mogły przez długi czas przebywać pod wodą. Colleen G. Farmer, biolog z uniwersytetu w Utah zbadała przepływ krwi u krokodyli w czasie posiłku. Okazało się, że gdy zwierzę je, do układu trawiennego jest przetaczana dodatkowa bogata w dwutlenek węgla krew. Pobudza ona produkcję kwasów trawiennych. Ich ilość to dla krokodyla sprawa życia i śmierci. Gdyby kwasu było za mało, pokarm trawiłby się bardzo długo, zacząłby gnić w żołądku zwierzęcia doprowadzając do jego zgonu. Ponadto szybsze trawienie oznacza, że krokodyl musi mniej czasu wygrzewać się na słońcu, co jest ważne dla młodych osobników, które na brzegu mogą paść ofiarą drapieżników. Dodatkową zaletą przetaczania krwi do układu trawiennego jest też i to, że żołądek może usunąć z krwi kwas mlekowy. Organizmy aligatorów mogą w krótkim czasie wyprodukować olbrzymie ilości tego kwasu, który potrzebny jest w chwilach wzmożonego wysiłku. Jednak płuca i nerki dość powoli oczyszczają z niego krew, a zbyt wysokie stężenie we krwi może prowadzić do śmierci. Zwierzęta ciepłokrwiste nie posiadają podobnych systemów, jak krokodyle i nie potrafią przetaczać krwi do układu trawiennego. Radzą sobie w inny sposób. Wiadomo natomiast, że dodatkową aortę posiadają inne zimnokrwiste. Dotychczas jednak nie badano ich tak dokładnie. Farmer chce teraz zbadać pytony, by przekonać się czy i one stosują podobne do krokodyli mechanizmy. Węże te również potrafią pochłonąć olbrzymie ilości pożywienia.

Mięsożerne rośliny zawsze fascynowały swymi niepospolitymi umiejętnościami chwytania i "przetwarzania" zdobyczy. Organizmy te potrafią być jednak interesujące nie tylko dla botaników - enzymy odkryte w ich sokach trawiennych mogą stać się podstawą nowej generacji środków bakteriobójczych. Prognozy te są zasługą japońskich badaczy, którym udało się dokonać analizy substancji produkowanych przez dzbaneczniki (Nepenthes Alata). Do niedawna wiedza o składzie wspomnianych soków była raczej ogólna. Potwierdzono obecność w nich enzymów trawiennych, jednak ze względu na złożone procesy chemiczne, nie udało się ustalić dokładnie jakie to enzymy, ani jakie jeszcze substancje im towarzyszą. Dzięki pracy naukowców z Harima Institute w Riken oraz Ishikawa Prefectural University, udało się rozpoznać siedem białek produkowanych przez zielonego mięsożercę. Japończycy zbierali do badań świeży sok, który nie został jeszcze "skażony" schwytanymi owadami, po czym poddali go dokładnym badaniom. Okazało się, że część analizowanych związków w niczym nie przypomina enzymów trawiennych. Ich budowa sugeruje jednak, że pełnią one rolę w utrzymaniu zdobyczy w jak najlepszym stanie. Podobne substancje służą innym roślinom do ochrony przed zakażeniami bakteryjnymi i grzybami. Jest zatem wysoce prawdopodobne, że dzięki tym substancjom, dzbanecznik zawsze może trawić "świeżą" ofiarę, mimo iż proces taki jest bardzo powolny. Jeśli przewidywania naukowców potwierdzą się, otrzymamy kolejne środki zapobiegające niekontrolowanemu wzrostowi bakterii i grzybów. Istnieje też prawdopodobieństwo, że enzymy te pełnią jakąś inną, nieznaną do tej pory rolę.

Najnowsze badania genetyczne wskazują, że nasz sukces ewolucyjny był, przynajmniej częściowo, zależny od zdolności trawienia pokarmów zawierających skrobię, np. ziemniaków. W porównaniu do innych naczelnych, u ludzi występuje więcej kopii genów niezbędnych do rozkładania bogatej w kalorie skrobi – donoszą naukowcy na łamach artykułu opublikowanego w piśmie Nature Genetics. Wg antropologów z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, te dodatkowe kalorie mogły się okazać metodą na wykarmienie większego mózgu człowieka. Wcześniej przypuszczano, że pokarmem, który wypromował nasz gatunek, było mięso. Członkowie zespołu doktora Daniela Dominy'ego twierdzą jednak, że to niemożliwe. Jeśli nawet przyjrzymy się współczesnym grupom zbieraczy, mięso stanowi niewielką część diety. [...] Trudno więc sobie wyobrazić, by 2 do 4 mln lat temu istoty o niewielkim mózgu, które dopiero stanęły na dwóch nogach, mogły skutecznie, nawet żywiąc się odpadkami, zdobyć mięso. Amerykanie odkryli za to, że ludzie zostali przez naturę wyposażeni w dodatkową kopię genu AMY1. Odpowiada on za produkcję enzymu śliny, amylazy. Ona zaś odgrywa ważną rolę w trawieniu skrobi. Zespół przyglądał się grupom ludzi, którzy przestrzegali różnych diet. Stwierdzili, że ci z grup spożywających dużo skrobi, mieli więcej kopii genu AMY1 niż przedstawiciele grup konsumujących mniej tego wielocukru. Jakuci, którzy tradycyjnie jedzą dużo ryb, mieli np. mniej kopii genu niż Japończycy, których menu uwzględnia skrobię, m.in. w postaci ryżu. Naukowcy przypuszczają, że hominidy zaczęły poszukiwać nowych rodzajów pożywienia. Nie wystarczały im zjadane przez naczelne dojrzałe owoce. To wtedy natrafiły na cebule i bulwy, zawierające substancje zapasowe, głównie skrobię. Wcześniej w tym roku badacze odkryli, że u zwierząt żywiących się bulwami tkanka tłuszczowa ma podobny skład chemiczny do tej znajdowanej w ludzkich skamielinach. Dr Dominy podkreśla, że kiedy człowiek nauczył się obchodzić z ogniem, mógł ugotować produkty skrobiowe, co ułatwiało ich jedzenie. W tym samym czasie powstała dodatkowa kopia genu AMY1. Dzięki temu wzrosła liczebność populacji i można było opanować nowe terytoria.