Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Uspołecznienie wpływa na wielkość mózgu
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Każdy z nas potrafi przywołać z pamięci charakterystyczny widok psa otrzepującego się po wyjściu z wody. Podobnie otrzepują się wszystkie zwierzęta posiadające futro. Jednak do niedawna nauka nie wiedziała, jaki mechanizm uruchamia takie zachowanie. O wiedzę tę wzbogacił nas właśnie profesor neurobiologii David Ginty i jego zespół z Wydziału Neurobiologii Harvard Medical School.
Naukowcy wykorzystali nowoczesne narzędzia, które w znacznej mierze sami opracowali, do wyizolowania i śledzenia pojedynczych neuronów oraz stymulowania ich lub blokowania za pomocą światła. Dzięki nim dowiedzieli się, że za aktywowanie takiego zachowania odpowiadają łatwo pobudliwe mechanoreceptory typu C (C-LTMRs). Receptory te stanowią wczesny system ostrzegania, że coś – insekt, woda czy brud – za chwilę wejdzie w kontakt ze skórą. To wrodzony mechanizm odruchowy, który jednak zwierzę może kontrolować. Profesor Ginty porównuje jego działanie do sytuacji, gdy na naszym ramieniu wyląduje komar. Możemy odruchowo potrząsnąć ramieniem czy uderzyć owada dłonią, ale możemy też się powstrzymać.
Naukowcy z laboratorium Ginty'ego wykorzystali olej słonecznikowy, którego krople nakładali na grzbiet myszy, które genetycznie zmodyfikowano tak, by za pomocą światła stymulować lub blokować specyficzne neurony. Tak zaawansowane eksperymenty stały się możliwe dzięki temu, że w ciągu ostatnich dwóch dekad opracowano potężne narzędzia genetyczne.
Na skórze znajduje się około 20 różnego typu receptorów czuciowych. Około 12 z nich jest odpowiedzialnych za rejestrowanie różnego typu dotyku, od szybkiego ukłucia, przez wibracje po delikatne masowanie. Receptory C-LTMR są owinięte wokół podstawy mieszków włosowych i należą do najbardziej czułych receptorów skóry. Rejestrują najlżejsze ruchy włosa czy ugięcie skóry wokół jego podstawy. Z receptora sygnały wędrują do mózgu za pośrednictwem rdzenia kręgowego.
Wielką zaletą technik wykorzystanych przez laboratorium Ginty'ego jest możliwość przyjrzenia się temu, co dzieje się w rdzeniu. Rozumiemy sposób organizacji neuronów przetwarzających informacje wizualne i dźwiękowe. Jeśli jednak chodzi o dotyk, o przetwarzanie sygnałów somatosensorycznych, dopiero próbujemy to zrozumieć, gdyż bardzo trudno jest uzyskać dostęp i rejestrować to, co dzieje się w rdzeniu kręgowym, stwierdza uczony.
Jego zespołowi udało się zidentyfikować konkretny obszar w mózgu, do którego trafia sygnał skłaniający psa do otrzepania się, ale wiele jeszcze pozostaje do zbadania. Naukowcy wciąż nie wiedzą, czy zidentyfikowany przez nich szlak nerwowy jest jedynym mechanizmem biorącym udział w reakcji na kontakt z wodą czy też istnieją jeszcze inne, niezidentyfikowane. Trudno jest odpowiedzieć na to pytanie, gdyż narzędzia, jakich zwykle używamy, rzadko w 100 procentach blokują to, co byśmy chcieli. Dlatego nie wiemy, czy obserwowane zachowanie wynika z 10% niezablokowanych sygnałów, czy też istnieje inna droga ich przekazywania, czy inny typ komórki, który przeoczyliśmy. W tym przypadku chodzi raczej o to drugie, ale nie jesteśmy pewni, wyjaśnia uczony.
Drugie pytanie, na które trzeba odpowiedzieć brzmi: dlaczego, skoro C-LTMR znajdują się na całym ciele, otrzepywanie się jest uruchamiane tylko w przypadku zmoczenia środkowej części grzbietu? Można to w pewnej mierze wyjaśnić faktem, że ta część ciała znajduje się poza zasięgiem łap i zębów. Nie tłumaczy to jednak, jak to się dzieje, że sygnały pochodzące z takich samych neuronów i trafiające do tych samych części mózgu, raz wywołują otrzepywanie się, a innym razem nie. Być może, zastanawiają się badacze, sygnały ze środkowej części grzbietu trafiają do innych regionów jądra okołoramieniowego w mózgu, niż sygnały z pozostałej części ciała. A może te z grzbietu są wzmacniane w rdzeniu kręgowym, dlatego wywołują taką reakcję.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Spożycie alkoholu wśród zwierząt jest bardziej rozpowszechnione, niż sądzimy – uważają naukowcy w University of Exeter, University of Calgary i College of Central Florida. Przypominają oni, że etanol jest obecny niemal w każdym ekosystemie, należy więc przyjąć, że prawdopodobnie jest regularnie spożywany przez większość zwierząt odżywiających się owocami i nektarem. Swoje wnioski uczeni opublikowali na łamach pisma Trends in Ecology & Evolution.
Niejednokrotnie słyszeliśmy doniesienia o zwierzętach, które upiły się sfermentowanymi owocami. Jednak poza tymi anegdotycznymi informacjami, nauka stoi na stanowisku, że zwierzęta – z wyjątkiem człowieka – rzadko spożywają alkohol. Autorzy wspomnianej pracy uważają, że pogląd ten wymaga rewizji. Musimy porzucić antropocentryczny punkt wiedzenia, zgodnie z którym etanolu używają ludzie. Substancja ta jest znacznie bardziej rozpowszechniona w środowisku, niż sądziliśmy, i większość zwierząt jedzących owoce jest wystawionych na działanie alkoholu, mówi doktor Kimberley Hockings z University of Exeter.
Etanol powszechnie pojawił się na Ziemi około 100 milionów lat temu, gdy rośliny kwitnące zaczęły wytwarzać nektar i owoce zawierające cukier, które mogły zostać poddane fermentacji przez drożdże. Obecnie etanol jest z sposób naturalny obecny w niemal każdym ekosystemie, a jego stężenie jest wyższe na niższych szerokościach geograficznych i w wilgotnych tropikach. Tam też pojawia się on przez cały rok.
W większości przypadków w wyniku naturalnej fermentacji w owocach stężenie alkoholu sięga 2%. Jednak na przykład w przejrzałych owocach palm w Panamie zanotowano stężenie sięgające 10,3%.
Geny pozwalające na rozkładanie etanolu są starsze niż sam etanol. Mamy też dowody, że u ptaków i ssaków doszło do udoskonalenia możliwości trawienia etanolu już po jego pojawieniu się. Najbardziej efektywnie etanol jest metabolizowany przez naczelne i wiewióreczniki. Dlaczego właśnie u nich? Wyjaśnienie jest proste. Z ekologicznego punktu widzenia nie jest zbyt korzystnym chodzenie po drzewach w stanie upojenia alkoholowego. To przepis, by nie przekazać dalej genów, mówi Matthew Carrigan z College of Central Florida.
Uczony dodaje, że w przypadku zwierząt mamy do czynienia z odmiennym mechanizmem niż u ludzi. Ludzie chcą się upić, a nie chcą przy tym dodatkowych kalorii. Zwierzęta poszukują kalorii, ale nie chcą się upijać. Nie jest jasne, czy zwierzęta spożywają etanol dla samego etanolu. Tutaj potrzeba dalszych badań, na przykład nad wpływem etanolu na fizjologię i ewolucję zwierząt.
Jednak, jak zauważają naukowcy, spożycie etanolu może przynosić dzikim zwierzętom korzyści. Przede wszystkim zawiera on sporo kalorii, a jego silny zapach prowadzi zwierzęta do źródła pożywienia. Chociaż, jak uważają naukowcy, jest mało prawdopodobne, by zwierzęta wyczuwały sam etanol.
Etanol może przynosić też korzyści zdrowotne. Muszki owocówki celowo składają jajka tam, gdzie jest etanol, gdyż chroni on je przed pasożytami. Zauważono też, że larwy owocówek zwiększają spożycie etanolu jeśli zostaną zarażone pasożytem.
Kwestią otwartą pozostaje pytanie, czy po spożyciu etanolu zwierzęta również czują się przyjemnie, są odprężone, chętniej nawiązują kontakty społeczne. By to zbadać musimy sprawdzić, jaka jest fizjologiczna reakcja zwierząt na etanol, mówi Anna Bowland z Exeter.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Koty to jedne z najpopularniejszych zwierząt domowych, towarzyszą ludziom od tysięcy lat, wydawałoby się więc, że powinniśmy wiedzieć o nich wszystko. Jednak dopiero teraz naukowcy dowiedzieli się, jak koty... mruczą. Dotychczas sposób wydawania tego dźwięku stanowił zagadkę, gdyż zwierzęta o krótkich strunach głosowych rzadko wydają niskie dźwięki. Tymczasem u kotów niskie mruczenie (w zakresie 20-30 Hz) jest czymś powszechnym. Okazało się, że posiadają one w krtani inne struktury, umożliwiające mruczenie.
Rodzaj dźwięku, do wydawania którego zdolne jest zwierzę, zwykle zależy od rozmiarów strun głosowych. Zwykle im większe zwierzę, tym dłuższe struny głosowe, a co za tym idzie – możliwość wydawania niższych dźwięków. Kot domowy należy do niewielkich zwierząt, ma więc krótkie struny głosowe. Za ich pomocą wydaje wysokie dźwięki, miauczenie czy skrzeczenie. Jednak potrafi też nisko mruczeć.
Obowiązująca obecnie hipoteza – zwana hipotezą AMC – mówiła, że zdolność kotów do mruczenia jest całkowicie uzależniona od „aktywnego kurczenia mięśni”. Christian T. Herbst z Uniwersytetu Wiedeńskiego i jego koledzy z Austrii, Szwajcarii i Czech postanowili przetestować tę hipotezę. Przeprowadzili więc sekcję tchawic ośmiu kotów domowych, które zostały uśpione z powodu różnych chorób. Odkryli, że z tchawicy można uzyskać niski dźwięk, gdy przechodzi przez nią powietrze, zatem skurcze mięśni nie są tutaj potrzebne. Naukowcy zauważyli, że powstanie niskich dźwięków (25-30 Hz) jest możliwe dzięki obecności tkanki łącznej w kocich strunach głosowych. Tkanka ta była znana już wcześniej, ale dotychczas nikt nie łączył jej z mruczeniem. Herbst nie wyklucza jednak, że skurcze mięśni są potrzebne do wzmocnienia pomruku.
Teraz, skoro już dowiedzieliśmy się, jak koty mruczą, do rozwiązania zostaje zagadka, po co to robią.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
O niesporczakach, albatrosach, gepardach i innych rekordzistach świata zwierząt słyszeliśmy niejednokrotnie. Jednak świat pełen jest niezwykłych stworzeń, o których mało kto słyszał. Dlatego nasze zestawienie niezwykłych osiągnięć przygotowaliśmy nieco inaczej. Uwzględniliśmy w nim te mniej znane, może nie tak spektakularne, ale na pewno warte poznania zwierzęta.
Złote włosy i łuski
Jednym z takich niezwykłych, a przy tym niemal zupełnie nieznanych zwierząt jest Chrysomallon squamiferum. Już jego wygląd wskazuje, że nie mamy do czynienia ze ślimakiem jak każdy inny. Jego nazwa gatunkowa, przełożona na polski, brzmi "Złotowłosy noszący łuski". Niezwykły, przepiękny mięczak został po raz pierwszy zauważony w 2001 roku na głębokości ponad 2000 metrów w pobliżu studni hydrotermalnych. Nieformalnie nazywano go „łuskostopym”. I nic dziwnego, bo setki czarnych metalicznych sklerytów pokrywają stopę tego ślimaka. Miękki rdzeń rdzeń sklerytów pokryty jest konchioliną, biopolimerem stanowiącym warstwę ochronną mięczaków. Konchiolina była z kolei pokryta siarczkami żelaza: pirytem i greigitem. Nadawały one zwierzęciu wspaniały złoty kolor. Więc dwa lata po odkryciu pojawiła się propozycja nazwy gatunkowej: Chrysomallon squamiferum.
Niedługo potem na jaw wyszła kolejna tajemnica ślimaka. Naukowcy zauważyli, że jego muszla również pokryta jest siarczkami żelaza, co czyni go jedynym znanym zwierzęciem, które wbudowało żelazo w swój szkielet.
Minęły kolejne lata, zanim w 2015 roku Chong Chen – wówczas pracujący na University of Oxford – i jego zespół opisali gatunek zgodnie z wszelkimi wymogami, co umożliwiło jego sklasyfikowanie i nadanie mu nazwy. „Złotowłosy” stał się pierwszym przedstawicielem nowego rodzaju, Chrysomallon, do którego należy jako jedyny gatunek. W międzyczasie zaś okazało się, że „Złotowłosy” wcale nie musi być złoty. Przy jednym z kominów hydrotermalnych odkryto białą odmianę, której brak warstwy siarczku żelaza.
Chrysomallon występuje wyłącznie przy kominach hydrotermalnych Oceanu Indyjskiego, na głębokościach 2400–2900 metrów. Ten zagrożony gatunek jest niezwykły nawet jak na standardy spokrewnionych z nim ślimaków żyjących na dużych głębokościach.
Jego przełyk zamieszkują gammaproteobakterie prawdopodobnie zapewniające mu składniki odżywcze. Chrysomallon squamiferum może też pochwalić się wyjątkowo dużym sercem. Stanowi ono aż 4% objętości ciała. W stosunku do wielkości organizmu jest ono więc 3-krotnie większe niż serce człowieka.
Przed pająkami nie ma ucieczki
Wiosna i lato to ulubione pory roku niezliczonej rzeszy ludzi. A byłyby jeszcze bardziej ulubione, gdyby nie różne niewielkie żyjątka. I tym razem nie chodzi nam o wroga numer 1, czyli komara. Mowa o pająkach. Dla wielu ludzi są to najbardziej przerażające ze zwierząt zamieszkujących Ziemię. A w ciepłych miesiącach jest ich zdecydowanie zbyt dużo. Dlatego też ci, którzy boją się pająków, często z ulgą witają nadejście zimy. Jednak chłody od pająków nie chronią. Najzimniejszym miejscem zamieszkałym przez pająki jest bowiem wieś Ojmiakon w Jakucji. Najniższa zanotowana tam temperatura wyniosła -71,2 stopnia Celsjusza. A mimo to we wsi i jej okolicach zarejestrowano... 55 gatunków, należących do 11 rodzin. Głównie są to przedstawiciele rodzin Gnaphosidae, Lycosidae i Linyphiidae.
Przed pająkami nie chronią też upały. Mieszkają one również w Dolinie Śmierci w Kalifornii, gdzie zanotowano najwyższą temperaturę na powierzchni Ziemi (56,7 stopnia Celsjusza). Niektóre z gatunków wydają się celowo wybierać szczególnie gorące miejsca, gdzie znajduje się dużo soli. Pająki znaleziono też na Mount Everest na wysokości 6700 metrów, na Grenlandii i Svalbardzie.
Jedyny miejscem, w których mogą schronić się osoby cierpiące na arachnofobię jest Antarktyka. Znajdowano tam co prawda pająki, ale były to martwe osobniki zawleczone przez ludzi. Pająków nie ma też w morzach i oceanach. Nie wyewoluowały zdolności do ciągłego przebywania w słonej wodzie. Istnieją co prawda zwierzęta nazywane potocznie „pająkami morskimi”, ale w rzeczywistości nie są to pająki, a daleko z nimi spokrewnione kikutnice.
Są jednak pająki, żyjące w wodzie słodkiej. To gatunek Argyroneta aquatica. Potrafi oddychać pod wodą, zatem w niej poluje, pożywia się, linieje, składa jaja i kopuluje.
Wzór dla nanosatelitów
Alvinella pompejana to kolejny niezwykły mieszkaniec morskich głębin. Żyje przy kominach hydrotermalnych i trzeba mu przyznać, że lubi ciepełko. To najbardziej odporny na wysokie temperatury organizm na Ziemi. Tak, wiemy o niesporczakach. Jednak ich zdolność do przetrwania skrajnie wysokich temperatur związana jest z wejściem w stan anabiozy. Tymczasem kilkunastocentymetrowa Alvinella pompejana buduje rurkowate norki, w których mieszka, u wylotów kominów hydrotermalnych na Pacyfiku i prowadzi tam normalne życie. W miejscu, w którym takie mieszkanie jest przyczepione do podłoża, temperatury dochodzą do 105 stopni Celsjusza, a w samej rurce nie jest dużo chłodniej. Temperatury zmierzone u wylotu rurki wynoszą od 20 do 45 stopni Celsjusza. Znacznie trudniej jest zmierzyć je wewnątrz, gdyż zwierzęta żyją na głębokości 2500 metrów.
Dotychczasowe pomiary pokazały, że temperatura w rurce nie spada poniżej 60 stopni Celsjusza, z wielokrotnymi wzrostami do 80 stopni. Zwierzę aktywnie chłodzi wnętrze swojego mieszkania, zanurzając się i wynurzając z rurki. Miesza w ten sposób wodę z zewnątrz, z tą podgrzewaną w rurce przez podłoże. Zaobserwowano też, że A. pompejana jest w stanie przez krótki czas przebywać w wodzie o temperaturze do 105 stopni Celsjusza.
Okazuje się, że w życiu w temperaturach sięgających 80 stopni pomagają zwierzęciu... bakterie. Alvinella pompejana pokryta jest włochatymi naroślami. Przyczepione są do nich bakterie, które mogą tworzyć grubą warstwę, chroniącą zwierzę przed ekstremalnymi temperaturami. Bez bakterii zwierzę ginie, gdy temperatura otoczenia przekroczy 55 stopni Celsjusza.
A co ma głębinowy wieloszczet wspólnego z nanosatelitami? Przed kilkoma miesiącami naukowcy ze Szwecji zaproponowali rozwiązanie problemu przegrzewania się nanosatelitów inspirowane badaniami nad A. pompejana.
Mrówka-pędziwiatr
Cataglyphis bombycina biegają wyjątkowo szybko. Bo muszą. Te żyjące na Saharze mrówki wychodzą na powierzchnię na bardzo krótko, gdy ich główni wrogowie, jaszczurki, szukają schronienia w cieniu. A jaszczurki przecież lubią słońce. Jeśli się chowają, to naprawdę musi być gorąco.
Z okazji korzystają Cataglyphis bombycina. I pędzą do ciał zwierząt, zabitych przez upał. Te maleństwa poruszają się z prędkością 3,1 km/h, czyli 855 milimetrów na sekundę. W ciągu tej sekundy przebywają odległość 108 razy większą, niż długość ich ciała. Teraz porównajmy ich osiągnięcia z prędkością człowieka. H. sapiens o wzroście 170 cm musiałby w ciągu sekundy przebyć 183,6 metra, by dorównać mrówce. Oznacza to prędkość 661 km/h. Znacie kogoś, kto tak szybko jechał samochodem? A mrówka biega tak szybko, że dorówna kroku człowiekowi idącemu średnim tempem.
O tej porze dnia, gdy mrówki wychodzą na powierzchnię, temperatura piasku może sięgać 70 stopni Celsjusza. Tymczasem zwierzę musi utrzymać temperaturę własnego ciała poniżej zabójczej dla niego granicy 53,6 stopnia. Przetrwanie zapewniają zwierzęciu nie tylko sprawne odnóża, ale też srebrne włoski. Pędząca mrówka wygląda jak poruszająca się kropla rtęci. Pokrywające zwierzę włoski mają niezwykłe właściwości, które mogą zainspirować stworzenie nowatorskich osłon termicznych. Odbijają światło w zakresie widzialnym oraz bliskiej podczerwieni, ułatwiając jednocześnie oddawania ciepła przez mrówkę w średniej podczerwieni.
10 000 kroków? Nigdy w życiu!
W zalanych jaskiniach wschodniej Hercegowiny żyją odmieńce jaskiniowe. Mogą dożywać 100 lat, są niezwykle odporne na brak żywności, której zresztą w jaskiniach nie jest zbyt wiele. Mogą nie jeść przez wiele lat, a gdy już się biorą za posiłek, to są nim niewielkie kręgowce, ślimaki i czasem owady. Odmieńce to główne drapieżniki wodnych systemów jaskiniowych. Średnia długość ciała odmieńca wynosi około 24 centymetrów, chociaż są i takie, które dorastają do 40 centymetrów.
Odmieńce są ślepe, ale wrażliwe na światło. Uciekają od niego. Ich larwy mają normalne oczy, jednak szybko przestają się one rozwijać i rozpoczyna się ich atrofia. To, co z nich pozostaje leży głęboko pod skórą właściwą i rzadko jest widoczne z zewnątrz.
Żyją w kompletnej ciemności pod wodą. Nie mają naturalnych wrogów. I nie są zbyt ruchliwe. Gdy naukowcy z Budapesztu oznakowali grupę tych zwierząt i śledzili ruchy każdego z osobników dowiedzieli się, że przez ponad 10 lat każdy z odmieńców przemieszcza się średnio o 10 metrów. Wydaje się, że jedną z niewielu rzeczy, zdolnych do zmuszenia odmieńca do ruchu jest poszukiwanie partnera. Salamandry kopulują jednak średnio raz na 12,5 roku.
Jednak nawet wśród nich zdarzają się rekordziści bezruchu. Jedna z obserwowanych salamander pozostawała w tym samym miejscu przez 2569 dni. To ponad 7 lat bezruchu!
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Mózg chroniony jest przez czaszkę, opony mózgowo-rdzeniowe i barierę krew-mózg. Dlatego leczenie chorób go dotykających – jak udary czy choroba Alzheimera – nie jest łatwe. Jakiś czas temu naukowcy odkryli szlaki umożliwiające przemieszczanie się komórek układ odpornościowego ze szpiku kości czaszki do mózgu. Niemieccy naukowcy zauważyli, że komórki te przedostają się poza oponę twardą. Zaczęli więc zastanawiać się, czy kości czaszki zawierają jakieś szczególne komórki i molekuły, wyspecjalizowane do interakcji z mózgiem. Okazało się, że tak.
Badania prowadził zespół profesora Alego Ertürka z Helmholtz Zentrum München we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Ludwika i Maksymiliana w Monachium oraz Uniwersytetu Technicznego w Monachium. Analizy RNA i białek zarówno w kościach mysich, jak i ludzkich, wykazały, że rzeczywiście kości czaszki są pod tym względem wyjątkowe. Zawierają unikatową populację neutrofili, odgrywających szczególną rolę w odpowiedzi immunologicznej. Odkrycie to ma olbrzymie znaczenie, gdyż wskazuje, że istnieje złożony system interakcji pomiędzy czaszką a mózgiem, mówi doktorant Ilgin Kolabas z Helmholtz München.
To otwiera przed nami olbrzymie możliwości diagnostyczne i terapeutyczne, potencjalnie może zrewolucjonizować naszą wiedzę o chorobach neurologicznych. Ten przełom może doprowadzić do opracowania bardziej efektywnych sposobów monitorowania takich schorzeń jak udar czy choroba Alzheimer i, potencjalnie, pomóc w zapobieżeniu im poprzez wczesne wykrycie ich objawów, dodaje profesor Ertürk.
Co więcej, badania techniką pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) ujawniły, że sygnały z czaszki odpowiadają sygnałom z mózgu, a zmiany tych sygnałów odpowiadają postępom choroby Alzhaimera i udaru. To wskazuje na możliwość monitorowania stanu pacjenta za pomocą skanowania powierzchni jego głowy.
Członkowie zespołu badawczego przewidują, że w przyszłości ich odkrycie przełoży się na opracowanie metod łatwego monitorowania stanu zdrowia mózgu oraz postępów chorób neurologicznych za pomocą prostych przenośnych urządzeń. Nie można wykluczyć, że dzięki niemu opracowane zostaną efektywne metody ich leczenia.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.