Znajdź zawartość

Ule królowych pszczół, które spółkują z 15 i więcej samcami, są zdrowsze i bardziej produktywne, bo korzystają z obecności bardziej zróżnicowanych bakterii symbiotycznych i są trapione przez mniejszą liczbę bakterii z grup patogenicznych. Odkrycie naukowców może pomóc w walce z zespołem masowego ginięcia pszczoły miodnej (ang. Colony Collapse Disorder, CCD). Analizowano mikroorganizmy występujące w przewodzie pokarmowym, na ciele oraz w pożywieniu. Heather Mattila, ekolog pszczoły miodnej z Wellesley College, oraz Irene L.G. Newton z Indiana University porównywały ule, w których królowe miały 15 i więcej partnerów z koloniami, gdzie matki kopulowały z tylko jednym trutniem, a populacje robotnic były zunifikowane genetycznie. Panie posłużyły się pirosekwencjonowaniem 16S rRNA (16S rRNA to jeden z rRNA syntetyzowanych przez bakterie). Stwierdziły, że w tych pierwszych występowało 1105 aktywnych gatunków bakterii, a w drugich 781. W zróżnicowanych genetycznie koloniach występowało o 40% więcej potencjalnie korzystnych bakterii, a w zunifikowanych o 127% więcej potencjalnych patogenów. Amerykanki ustaliły, że w koloniach pszczół dominują 4 grupy bakterii, które u innych zwierząt pomagają w przetwarzaniu pokarmu: 1) bakterie z rodziny Succinivibrionaceae (występują one np. w żwaczu krów), 2) bakterie z rodzaju Oenococcus, wykorzystywane przez ludzi w fermentacji wina, 3) bakterie z rodzaju Paralactobacillus oraz 4) bakterie z rodzaju Bifidobacterium (można je znaleźć w jogurcie). W ulach matek promiskuitycznych aktywność probiotycznych Paralactobacillus i Bifidobacterium była o 40% wyższa. Nasze wyniki sugerują, że genetycznie zróżnicowane [populacje] pszczoły korzystają z obecności bardziej rozbudowanych społeczności bakteryjnych, co może stanowić klucz do poprawy zdrowia i odżywienia kolonii [...] - wyjaśnia Mattila. [...] W genetycznie podobnych koloniach w przewodzie pokarmowym występuje wyższa aktywność potencjalnych patogenów roślin i zwierząt - dodaje Newton. U pszczół bakterie przewodu pokarmowego spełniają niezwykle ważną rolę - pomagają w przekształceniu pyłku w pierzgę. Jest to pokarm larw i młodych pszczół, który powstaje w wyniku fermentacji mlekowej pyłku roślin. Większość badaczy uznaje, że niewłaściwe odżywianie upośledza zdolność kolonii do walki z problemami zdrowotnymi, np. CCD. W ramach wcześniejszych badań Mattila wykazała, że bardziej zróżnicowane kolonie są też bardziej produktywne. Dzieje się tak m.in. dlatego, że robotnice w większym stopniu wylatują na pożytek i częściej stosują złożone metody komunikowania, np. tańczą, wskazując, gdzie znajduje się źródło pokarmu. Newton i Mattila dysponowały bogatym materiałem do badań. Zdobyto próbki i później klasyfikowano ponad 70,5 tys. bakteryjnych sekwencji genetycznych. W studium uwzględniono 12 kolonii zróżnicowanych genetycznie i 10 zunifikowanych.

Wydawać by się mogło, że jako gatunek jesteśmy bardzo zróżnicowani: wysocy, niscy, krępi, wysmukli. Każda dowolnie wybrana para ludzi jest do siebie jednak genetycznie bardziej podobna niż para goryli czy szympansów. Paleoantropolodzy sądzą, że typowe dla poszczególnych grup przodków ubiory, zwyczaje czy metody ozdabiania ciała sprzyjały wybieraniu partnerów z tej samej kultury, ograniczając rozprzestrzenianie się mutacji. Ponieważ tylko niektóre populacje przeżyły, jesteśmy zróżnicowani genetycznie w mniejszym stopniu niż inne naczelne (The Proceedings of the National Academy of Sciences). Już w latach 70. naukowcy zauważyli, że zróżnicowanie genetyczne nie pokrywa się z oszacowaniami na podstawie globalnej liczebności Homo sapiens. Wtedy uważano jednak, że to niesprzyjające okoliczności – erupcje wulkanów, choroby czy zmiany klimatyczne – ograniczały w ciągu ostatnich 100 tys. lat liczbę dorosłych w wieku reprodukcyjnym do zaledwie 10 tys. Gdy jednak porównano DNA neandertalczyków i ostatniego wspólnego przodka człowieka współczesnego oraz Homo neanderthalensis sprzed ok. 600 tys. lat, okazało się, że zróżnicowanie genetyczne także nie było duże. Badacze zaznaczają, że uznając teorię wąskiego gardła, trzeba by przyjąć, że do tego typu katastrofalnych sytuacji doszło co najmniej 3-krotnie, a to mało możliwe. W ramach wcześniejszych badań wykazano natomiast, że różnice językowe ograniczają przepływ genów we współczesnej Europie. Oznacza to, iż czynniki kulturowe stanowią skuteczniejsze i trwalsze bariery niż oddziałujące od czasu do czasu lokalnie "plagi". Jean-Jacques Hublin i Luke Premo z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej Maxa Plancka w Lipsku udowodnili, że zmienność genetyczna drastycznie spada, kiedy jednostki wybierają partnerów o najwyższym stopniu zgodności kulturowej, a zaczyna rosnąć, gdy ludzie nie są tak wybredni. Tak właśnie postępują szympansy lub goryle, które krzyżują się z osobnikami ze wszystkich grup. Jeśli goście z drugiej strony rzeki mówią w innym języku i posługują się dziwną bronią, nie macie raczej wobec nich planów matrymonialnych, ponieważ ryzyko utraty życia jest zbyt duże. Z czasem większość starych populacji wyginęła, co doprowadziło do rozmnażania się genów tylko części z nich. Naukowcy zamierzają przetestować swoją hipotezę we współczesnych społecznościach myśliwsko-zbieraczych.

Niedostateczne zróżnicowanie genetyczne wśród diabłów tasmańskich (Sarcophilus laniarius) zadecydowało o braku odpowiedniej reakcji immunologicznej na raka pyska (ang. DFTD, devil facial tumour disease), który dziesiątkuje populację tego torbacza. U chorych zwierząt na "twarzy" i szyi pojawiają duże guzy. Nowotwór utrudnia normalne żerowanie. Śmierć, najczęściej głodowa, następuje zazwyczaj w ciągu 6 miesięcy. W ten sposób od 1995 roku, kiedy po raz pierwszy oficjalnie opisano jeden z przypadków choroby, wyginęło od 1/3 do ½ przedstawicieli gatunku. Pasożytniczy nowotwór diabła tasmańskiego ma charakter zakaźny. Najpierw pojawiają się zmiany w samym pysku i wokół niego, potem tworzą się przerzuty w całym ciele. Odkryliśmy, że diabły nie wzmagają obrony immunologicznej przeciwko nowotworowi. Zasadniczo nie istnieją naturalne bariery ograniczające rozprzestrzenianie się choroby, dlatego zakażone osobniki muszą być usuwane z populacji [...] – tłumaczy Katherine Belov ze Szkoły Nauk Weterynaryjnych Uniwersytetu w Sydney. Okazuje się, że brak zróżnicowania genetycznego otwiera, wg lekarzy, boczne drzwi nie tylko dla nowych, ale także dla starych chorób. Badacze wykazali, że wszystkie guzy są identyczne genetycznie, co oznacza, że zapoczątkowała je jedna linia uzłośliwionych komórek. Rozprzestrzeniły się one w populacji w wyniku pogryzień, zdarzających się m.in. podczas walki o pożywienie czy samice. Jeśli nic się nie zmieni, już teraz rzadki diabeł tasmański wyginie w ciągu 10-20 lat. Na kontynencie australijskim wymarł ok. XIV wieku. Wyniki wspólnych badań naukowców z Uniwersytetu w Sydney, Muzeum Australijskiego oraz rządu Tasmanii ukazały się w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.