Znajdź zawartość

Gdy zeberki słyszą nowy zaśpiew, w ich mózgu rośnie lub spada stężenie mikroRNA - jednoniciowych cząsteczek RNA, które regulują ekspresję genów, a zatem i produkcję białek. Wg prof. Davida Claytona z University of Illinois, miRNA reprezentują nową klasę czynników regulujących, dostrajających reakcję mózgu na informacje społeczne. Zespół Claytona zauważył, że po usłyszeniu nieznanej pieśni w mózgu ptaków śpiewających zachodzą zmiany w ekspresji wielu mikroRNA. Dotąd żadne badania nie dostarczyły dowodów, że mikroRNA mogą się przyczyniać do sposobu, w jaki mózg reaguje na środowisko. Zaczęliśmy studium z pytaniem, czy zaobserwowane mikroRNA są odpowiedzią mózgu na pieśń. Odpowiedź brzmi, oczywiście - tak, są. Ważniejszym pytaniem, na które nie znamy jeszcze odpowiedzi, jest, na czym polega funkcja tych mikroRNA. Zespół z University of Illinois, Baylor College of Medicine i Uniwersytetu w Houston zidentyfikował mikroRNA, którego poziom wzrasta u samców i spada u samic po usłyszeniu nowego zaśpiewu. Gen dla tego mikroRNA znajduje się na chromosomie płciowym Z. Samce mają dwie kopie tego genu, a samice tylko jedną, co sugeruje, że płcie różnią się nawet pod względem bazowego stężenia tego mikroRNA. Zgodnie z moim stanem wiedzy, to pierwszy przykład odpowiedzi genowej różnej u samców i samic ptaków śpiewających - mówi Clayton. Ponieważ mikroRNA mogą oddziaływać na proces translacji łańcucha polipeptydowego białek na matrycy mRNA (wiążąc się z mRNA), Clayton dywaguje, że także mRNA dostrajają reakcję mózgu na ważne sygnały. Zauważyliśmy, że krótko po usłyszeniu pieśni niektóre mRNA nagle znikały. Na razie nie znamy mechanizmu tego zjawiska, ale to może być wynik działania mikroRNA.

Niektóre samice zeberki (Taeniopygia guttata) wybierają słabszego samca, a nie tego najlepszego z najlepszych. Czegoś podobnego dotąd w naturze nie obserwowano (Proceedings of the Royal Society B). Marie-Jeanne Holveck i Katharina Riebel z Uniwersytetu w Lejdzie podzieliły pisklęta amadyn zebrowatych na małe (składające się z 2-3 osobników) bądź duże grupki (5-6 osobników). Założyły, że ptaki wychowujące się w tych drugich będą miały do dyspozycji mniejszą część zasobów, dlatego staną się słabsze, a samce będą gorszymi śpiewakami. Kiedy pisklęta dorosły, 24 samice wysokiej i niskiej "jakości" umieszczono w klatce, gdzie mogły wybrać słuchanie śpiewu chuderlawego bądź doborowego samca, dziobiąc jeden z dwóch czerwonych guzików. Okazało się, że wszystkie silne samice wybierały silne samce, a słabe równie słabowitych partnerów. Holenderki obserwowały też zachowania reprodukcyjne ptaków. Osobniki dopasowane odżywieniem i witalnością spółkowały o wiele szybciej niż zwierzęta niedopasowane. Kiedy słabsza samica sparowała się z supersamcem, składała większe jaja. Panie biolog sądzą, że działo się tak dlatego, iż miały one "poczucie", że spotkało je coś niespodziewanego, na wyrost i zaopatrywały jaja w większą ilość składników odżywczych. Wiele wskazuje na to, że zeberki dobierają się pod względem postrzeganej atrakcyjności, podobnie jak ma to miejsce u ludzi. Skoro zjawisko to występuje u tak różnych gatunków, możemy mieć do czynienia z ogólną prawidłowością – podkreśla Holveck.

Urzekające śpiewanie ptaków wywołuje radość także w mózgu samego autora pieśni. Jest tylko jeden warunek: piosenka musi być zadedykowana samicy, o której względy ubiega się samiec. Badania wykonane w japońskim ośrodku RIKEN sugerują, że śpiew godowy ptaków aktywuje w mózgu jeden z najważniejszych rejonów wchodzących w skład tzw. układu nagrody. Stymulacja neuronów należących do tej struktury jest tak silna, jak u człowieka przyjmującego narkotyki. Oznacza to, że odkrycie może mieć znaczenie nie tylko dla zrozumienia fizjologii ptasich uwodzicieli, lecz także daje szansę na zgłębienie tajemnic procesu uzależnienia oraz wpływu niedozwolonego "wspomagania" na ludzki mózg. Naturalną ewolucyjną tendencją, oczywistą ze względu na dążenie do przetrwania gatunku, jest przyjemność odczuwana podczas aktywności związanej z uwodzeniem partnera i wchodzeniem z nim w kontakt. Z punktu widzenia fizjologii mózgu proces ten jest zależny od aktywności neuronów wydzielających dopaminę należących do brzusznej części nakrywki śródmózgowia (ang. ventral tegmental area - VTA). To właśnie z nimi wiążą się liczne narkotyki, np. kokaina i amfetamina, powodując silną stymulację komórek nerwowych i wyzwolenie uczucia przyjemności. Sprawa komplikuje się, gdy gwałtowne pobudzanie układu nagrody następuje zbyt często i zbyt intensywnie, przez co może dochodzić do uzależnienia i długotrwałego upośledzenia funkcjonowania układu nerwowego. Co ciekawe jednak, gwałtowna stymulacja mózgu u ptaków najprawdopodobniej nie powoduje większych uszkodzeń. Aby zrozumieć, w jaki sposób dochodzi do pobudzania VTA u zwierząt, badacze obserwowali zachowania godowe zeberek - australijskich ptaków śpiewających. Zauważono, że zwierzę to może wykonywać tę samą piosenkę na dwa bardzo różne sposoby. Pierwszy z nich to tzw. "pieśń ukierunkowana", mająca na celu skłonienie upatrzonej samicy do zostania matką jego potomstwa. Drugi sposób to tzw. "pieśń nieukierunkowana", wykonywana najczęściej w celu komunikacji z ptakami znajdującymi się poza zasięgiem wzroku lub w charakterze "próby" przed wystąpieniem na oczach samicy. Badacze z ośrodka RIKEN zaobserwowali, że choć pieśń w obu sytuacjach jest bardzo podobna, reakcja mózgu jest zupełnie odmienna w obu sytuacjach. Do stymulacji VTA u zeberek dochodzi wyłącznie wtedy, gdy samiec wykonuje swoją arię w celu uwiedzenia partnerki. Odkrycie Japończyków jest bardziej istotne, niż mogłoby się wydawać. Daje ono nadzieję na zrozumienie procesu stymulacji układu nagrody nie tylko poprzez naturalne zachowania społeczne, lecz także w wyniku przyjmowania substancji odurzających. Badacze liczą, że odpowiednio przeprowadzone eksperymenty pozwolą zrozumieć, w jaki sposób uszkodzenie mózgu w wyniku nadmiernej aktywacji regionu VTA wpływa na zdolność do odczuwania przyjemności z utrzymywania kontaktów społecznych. Może to być niezwykle istotne dla zrozumienia zmian zachodzących w psychice osób silnie uzależnionych od narkotyków. Być może pozwoli także na opracowanie strategii pozwalającej na ograniczenie szkód powodowanych przez przyjmowanie nielegalnych substancji.

Więzadła głosowe szpaka kurczą się 100-krotnie szybciej, niż człowiek mruga powieką. To czyni z tego ptaka prawdziwego rekordzistę (PLoS One). Odkryliśmy, że szpak zwyczajny, występujący od Eurazji po Amerykę Północną, oraz zeberka, zamieszkująca Australię i Indonezję, kontrolują swój śpiew za pomocą najszybciej kurczących się mięśni tego typu, jakie kiedykolwiek opisano. Superszybkie mięśnie znano wcześniej z narządów głosowych grzechotnika, kilku gatunków ryb oraz grzywacza – opowiada dr Coen Elemans. Teraz już wiadomo, że ptaki śpiewające także wykształciły ten bardzo wydajny rodzaj mięśni, co oznacza, że są one bardziej rozpowszechnione niż wcześniej sądzono. Możliwe, że mają je wszystkie ptaki śpiewające, nie tylko dwa wymienione wyżej gatunki. Zarówno szpak zwyczajny, jak i zeberka, zwana inaczej amadyną zebrowatą, są w stanie skurczyć i rozkurczyć struny głosowe w ciągu zaledwie 3-4 milisekund. Dla porównania, synonim błyskawicznego działania, mrugnięcie okiem, trwa aż 300-400 miliseksund. Supermięśnie są wprawiane w drgania o częstotliwości do 250 herców. Dr Elemans dodaje, że wyjątkowe wyposażenie wokalne umożliwia szybszą zmianę głośności i wysokości wydawanego dźwięku.