Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Przez lata naukowcy i amatorzy zastanawiali się, czemu u niektórych gatunków świetlików występuje synchroniczne świecenie. Czasem taki pokaz świateł, którego nie powstydziłby się sam Jean-Michel Jarre, obejmuje nawet cały las. Okazuje się, że pozwala on samicom rozpoznać samce swojego gatunku, które poszukując partnerek, ciągle się przemieszczają.

Prof. Andrew Moiseff z University of Connecticut przyznaje, że choć stworzono wiele hipotez na temat synchronii świetlików, dotąd nikt nie sprawdzał eksperymentalnie, czy ma ona jakąś funkcję. Początki jego zainteresowania świetlikami datują się jeszcze na studia. Tam też spotkał swojego bliskiego współpracownika – Jonathana Copelanda z Uniwersytetu Południowej Georgii. Na jakiś czas ich drogi zawodowe się rozeszły, ale wszystko miało się zmienić w 1992 r. Wtedy Copeland odebrał ważny telefon. W komentarzu prasowym napisał on, że synchronia wśród świetlików jest rzadka i występuje głównie w południowo-wschodniej Azji. Zadzwoniła do niego jednak biolog z Tennessee, żeby powiedzieć, że każdego lata robaczki świętojańskie w jej domku letnim wszystkie rozbłyskują jednocześnie. Copeland i Moiseff polecieli zatem do Parku Narodowego Great Smoky Mountains, by to sprawdzić, a potem wracali tam co roku.

Robaczki świętojańskie (Lampyridae) to rodzina z rzędu chrząszczy. Wabią one partnera błyskami światła, wytwarzanymi przez specjalny narząd w odwłoku. Bioluminescencja zachodzi dzięki związkowi chemicznemu o nazwie lucferaza. Moiseff tłumaczy, że latając w poszukiwaniu partnerki, samce stosują charakterystyczne wzorce zapalania i gaszenia: po jednym lub dwóch rozbłyskach następuje pauza, w czasie której siedząca na gałęzi lub liściu samica może odpowiedzieć jednym zapaleniem, jeśli napotka odpowiedniego kandydata na ojca swoich dzieci.

Na świecie istnieje ok. 2000 gatunków świetlików i tylko mniej więcej jeden procent ucieka się do synchronicznego świecenia na dużych obszarach. W ramach najnowszego studium para amerykańskich entomologów zastanawiała się, jaką korzyść ewolucyjną zapewnia im uzgodnienie świecenia. Panowie dywagowali, że synchronizacja może ułatwiać samicom rozpoznawanie specyficznych wzorców rozbłysków własnego gatunku. Swoją hipotezę przetestowali na Photinus carolinus. Zebrali w Parku Narodowego Great Smoky Mountains samice tego gatunku. Później w laboratorium urządzali im pokazy grupy małych świateł. Każde z nich naśladowało wzorzec migania P. carolinus, ale naukowcy manipulowali stopniem ich zsynchronizowania. Okazało się, że samice odpowiadały w ponad 80% przypadków, kiedy rozbłyski były idealnie lub prawie idealnie sprzęgnięte w czasie. Kiedy synchronia zanikała, wskaźnik reakcji wynosił 10% albo mniej.

Ponieważ synchroniczne gatunki świetlików występują często w dużym zagęszczeniu, Amerykanie stwierdzili, że u samic musi występować fizjologiczny problem z przetwarzaniem informacji. Samce przeważnie błyskają w locie, dlatego ich sygnały pojawiają się w różnych miejscach. Moiseff tłumaczy, że panie muszą jakoś rozpoznawać sygnały wzrokowe na dużych powierzchniach. Przy dużym zatłoczeniu pojawia się jednak problem. Zamiast rozpoznawalnego świecenia pojedynczego samca samice widzą chaos błysków. Kiedy samce świecą w sporym zagęszczeniu, samice nie są w stanie skupić się na jednym wybranku, przez co trudno im wykryć typowy dla swojego gatunku wzorzec. Gdy jednak samce się zsynchronizują, podtrzymuje to czytelność sygnału [...].

Czy samice nie mogą rozróżnić informacji przestrzennych nadawanych na małą skalę (ograniczenia fizjologiczne), czy też zwyczajnie nie chcą (decyzja behawioralna), tego na razie nie wiadomo.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wcześniej zakładano, że mózgi ludzkie są po prostu większymi wersjami mózgów małpich i obszary homologiczne funkcjonalnie znajdują się w tych samych miejscach. Western z Clintem Eastwoodem pokazał naukowcom, że tak nie jest.
      Podczas eksperymentu Wim Vanduffel z Harvardzkiej Szkoły Medycznej i Uniwersytetu Katolickiego w Leuven wyświetlał 24 ludziom i 4 rezusom film z udziałem Eastwooda z 1966 r. pt. "Dobry, zły i brzydki". W tym czasie wszystkich uczestników badano za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) i mapowano, jakie części mózgu odpowiadają na te same bodźce.
      Okazało się, że większość obszarów rzeczywiście anatomicznie się pokrywała, ale niektóre z pełniących te same funkcje znajdowały się w zupełnie innych rejonach mózgu. Naukowcy uważają, że dzięki tym odkryciom będzie można budować trafniejsze modele ewolucji. Wg Vanduffla, modele ekspansji powierzchni korowej trzeba będzie zrewidować.
      Studium, którego wyniki opublikowano w piśmie Nature Methods, bazuje na spostrzeżeniach jednego z członków zespołu - Uri Hassona - sprzed 8 lat. Czterem osobom wyświetlano wtedy półgodzinny fragment "Dobrego, złego i brzydkiego". Zauważono, że western doprowadził do aktywacji wielu obszarów mózgu, zwłaszcza wzrokowych i słuchowych. Ponieważ wzorzec pobudzenia był u wszystkich uderzająco podobny, uznano, że filmy wiążą się z fenomenem myślenia zbiorowego. Później powstała nawet nowa dziedzina nauki o neurokinematografia. By sprawdzić, czy zjawisko występuje nie tylko u ludzi, w najnowszym badaniu posłużono się międzygatunkową korelacją aktywacji. Rezusy i ludzie oglądali ten sam fragment, co ochotnicy z 2004 r. Po 6-krotnym obejrzeniu trzydziestominutowego klipu porównywano wzorce aktywacji mózgu przedstawicieli danego gatunku. U wszystkich ludzi były one takie same (identyczne jak przed 8 laty). U małp reakcja także była jednorodna. Gdy jednak zestawiono ludzki i małpi wzorzec aktywacji, koncentrując się na 34 obszarach kory wzrokowej, natrafiono na parę różnic.
      Podobieństwa dotyczyły przede wszystkim rejonów związanych z początkowymi etapami przetwarzania wzrokowego. W przypadku obszarów korowych wyższego rzędu okazało się, że albo znajdują się gdzie indziej, albo ulegają pobudzeniu w zupełnie innym momencie, co wg naukowców, miałoby sugerować, że ludzki mózg nie jest po prostu powiększoną kopią małpiego mózgu. Oznacza to, że niektóre funkcje mogły zostać utracone lub przeniesione do istniejących/nowych ewolucyjnie obszarów.
      Choć wstępne wyniki wydają się interesujące, trzeba pamiętać o kilku ograniczeniach. Po pierwsze, próba była mała. Po drugie, oglądając film, ludzie rozumieją język, małpy nie. Podążamy za intrygą, przewidujemy, mamy skojarzenia i przeżywamy jakieś emocje. Poza tym jednoczesna aktywacja obszaru identycznego topograficznie nie oznacza jeszcze, że i funkcja jest ta sama.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Francuscy badacze dowodzą, że priony mogą przemieszczać się pomiędzy gatunkami znacznie łatwiej niż dotąd przypuszczano. W opublikowanym w Science artykule informują, iż priony po wprowadzeniu do mózgu myszy, pojawiły się w innych organach, co wskazuje, że same autopsje mózgu są niewystarczające.
      Dotychczas sądzono, że istnieją bariery znacznie utrudniające migrację prionów pomiędzy gatunkami. Przypuszczenia te bazowały jednak na badaniach mózgu. Tymczasem Francuzi pobrali priony od od łosi, chomików i bydła domowego i wszczepili je do mózgów myszy, które zmodyfikowano genetycznie tak, by posiadały ludzką lub owczą wersję proteiny PrP (priony to nieprawidłowe wersje tych protein).
      Gdy następnie przeprowadzono autopsję myszy okazało się, zgodnie z oczekiwaniami, że tylko w nielicznych przypadkach (3 na 43) priony znaleziono w mózgu. Jednak autopsja innych organów - przede wszystkim migdałków i śledziony - wykazały, że aż w 26 na 41 przypadków priony były jednak obecne w ciałach zwierząt. Zauważono też, że u tych zwierząt, u których priony znaleziono w innych organach niż w mózgu, nie występowały żadne objawy chorobowe. To z kolei może oznaczać, że znacznie więcej zwierząt i ludzi jest nosicielami prionów.
      Odkrycie francuskich badaczy budzi obawy, że ludzie mogą zarażać się nawzajem prionami w czasie transfuzji krwi, przekazywanie organów czy nawet za pośrednictwem narzędzi chirurgicznych, gdyż priony są odporne na standardowe procesy odkażania.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zwierzęta przybierają na ogół jakieś barwy, by odstraszyć drapieżniki albo się przed nimi ukryć. Okazuje się, że niesymbiotyczne bakterie oceaniczne zachowują się dokładnie na odwrót - świecą, by zwrócić na siebie uwagę, bo zjedzenie stanowi gwarancję rozprzestrzenienia i opanowania nowych okolic.
      Margarita Zarubin, studentka z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie, która wcześniej uczyła się w Oldenburgu, badała bioluminescencyjne bakterie Photobacterium leiognathi. Hipoteza, że mikroby świecą, by zostać upolowane, pojawiła się ponad 30 lat temu, ale bazowała głównie na częstym występowaniu luminescencyjnych bakterii w przewodzie pokarmowym ryb. Nie przeprowadzono eksperymentów, które mogłyby to potwierdzić. Chcąc sprawdzić, "co w morskiej trawie piszczy", izraelski zespół umieścił na jednym końcu akwarium torebkę ze zwykłymi P. leiognathi, a na drugim z bakteriami zmodyfikowanymi genetycznie w taki sposób, by nie mogły świecić. W zbiorniku znajdowały się m.in. artemia (Artemia). Okazało się, że skorupiaki i inne organizmy gromadziły się wokół świecącego woreczka, a koło ciemnego nie.
      W kolejnym etapie badań biolodzy pozwolili wszystkim pływać swobodnie. Po paru godzinach odwłoki przedstawicieli zooplanktonu zaczęły świecić. Później świecące artemia zmieszano z osobnikami, które nie jadły P. leiognathi i umieszczono w kanale wodnym z polującymi na nie rybami Apogon annularis. By na filmie było dokładnie widać przebieg zdarzeń, wykorzystano podświetlenie podczerwienią. Okazało się, że nocne ryby polowały wyłącznie na skorupiaki ze świecącymi odwłokami. Po zbadaniu odchodów A. annularis szybko stało się jasne, że bakterie przeszły przez ich przewód pokarmowy bez najmniejszego uszczerbku.
      Wykorzystując skorupiaki i ryby, luminescencyjne bakterie nie tylko przemieszczały się po oceanie, ale i pożywiły się przy okazji tym, co znajdowało się w jelitach przewoźnika. To wysoce korzystne przede wszystkim dla bakterii z ubogich w pokarm głębin.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Samice żab drzewnych wykorzystują zawołania samców, by wybrać partnera z identyczną jak własna liczbą chromosomów. Muszą ich odróżniać w ten właśnie sposób, ponieważ na pierwszy i na drugi rzut oka panowie wyglądają tak samo. Biolodzy uważają, że opisywane odkrycie sporo wyjaśniło w kwestii powstawania nowych gatunków żab.
      Prof. Carl Gerhardt oraz doktorant Mitch Tucker z University of Missouri badali dwa blisko spokrewnione gatunki - rzekotkę różnobarwną (Hyla versicolor) oraz szarą (H. chrysoscelis). Żaby wyglądają identycznie. Różnią się tylko liczbą chromosomów. Rzekotka różnobarwna ma ich 2-krotnie więcej - tłumaczy Gerhardt. Samice potrafią stwierdzić, ile samiec ma chromosomów, wsłuchując się w jego pieśń godową. Samce obu gatunków śpiewają tę samą miłosną serenadę, ale jeden robi to wolniej. Można to porównać do różnicy między wersją oryginalną i unplugged Layli Erica Claptona - tłumaczy Tucker.
      W ramach wcześniejszych studiów naukowcy odkryli, że żaby drzewne z większą liczbą chromosomów mają większe komórki, co spowalnia tempo ich treli. Nie wiedziano jednak, czy preferencje akustyczne samic są powiązane z liczbą chromosomów. By to stwierdzić, Tucker symulował duplikację chromosomów, odtwarzając wiosenne temperatury na wczesnym etapie rozwoju płazów. Następnie dojrzałe samice słuchały komputerowo generowanych pieśni o różnym tempie. Okazało się, że skakały w kierunku głośnika, gdy słyszały zaśpiew w tempie charakterystycznym dla samca z identyczną do ich własnej liczbą chromosomów.
      To pokazuje, że sama liczba chromosomów kontroluje zachowanie, które pozwala utrzymywać oddzielność gatunków - podkreśla Gerhardt. Zwykle nowe gatunki powstają ze względu na istniejącą barierę fizyczną, np. masyw górski czy duży zbiornik wodny. Tutaj mamy do czynienia z rzadkim przypadkiem szybkiej ewolucji, zachodzącej w wyniku duplikacji chromosomów, zmiany zachowania oraz izolacji reprodukcyjnej.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak monitorować zwierzęta żyjące w jakimś akwenie wodnym? Można je wyławiać, określać prawdopodobną wielkość stada/populacji czy zliczać (także w nowocześniejszy sposób, np. znakując obrożami z GPS-em), ale najnowsze badania zespołu z Muzeum Historii Naturalnej w Kopenhadze demonstrują, że wystarczy nabrać kieliszek wody. Okazuje się, że w próbce o pojemności ok. 20 ml znajdują się ślady DNA wszystkich zwierząt zamieszkujących jezioro czy staw.
      Metoda okazała się tak skuteczna nie tylko w określaniu, jakie istoty zamieszkują wody, ale także ile ich jest, że Duńczycy przypuszczają, że w ten sposób będzie się kiedyś zliczać ryby.
      "W próbce wody znaleźliśmy DNA tak odmiennych zwierząt, jak wydra i ważka. Wykazaliśmy, że metoda wykrywania materiału genetycznego działa w szerokim spektrum rzadkich gatunków zamieszkujących wody słodkie - wszystkie one zostawiają w środowisku ślady DNA, które można wykryć nawet w niewielkiej ilości wody z habitatu" - opowiada doktorant Philip Francis Thomsen.
      Zespół z Kopenhagi badał faunę 100 jezior i strumieni europejskich. Posłużono się zarówno zliczaniem, jak i techniką bazującą na DNA. Okazało się, że 2. z metod jest skuteczna nawet w przypadku bardzo rozrzedzonej i nielicznej populacji. Poza tym udowodniono, że ilość DNA w środowisku koreluje z zagęszczeniem osobników, czyli można w ten sposób określić wielkość populacji.
×
×
  • Create New...