Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Kałamarnice słyszą, ale zupełnie inaczej niż my, ludzie. Nie polegają na zmianach ciśnienia wywołanych przez fale dźwiękowe, lecz wyczuwają generowany przez nie ruch wody (The Journal of Experimental Biology).

Wykrywają dźwięk samymi sobą, poruszając się w przód i w tył z falą dźwiękową - tłumaczy dr T. Aran Mooney, biolog morski z Woods Hole Oceanographic Institution, porównując zwierzę do owocu zatopionego w zastygłej galaretce. Gdy potrząsasz galaretką, przesuwa się cały blok, a wraz z nim owoc.

Amerykanie badali kalmara loligo długopłetwego (Loligo pealeii). Okazało się, że potrafi on wykryć dźwięki o niskiej częstotliwości do 500 herców. Zidentyfikuje więc pomruk fal czy wiatr, ale już nie komunikaty zębowców, np. delfinów, których łupem pada. Teraz zespół próbuje lepiej zrozumieć jego mechanizm słyszenia.

Jest taki pomysł, że skoro istoty te mają prymitywny zmysł słuchu, możemy je przecież wykorzystać w roli modelu ułatwiającego zrozumienie podstaw słyszenia lub utraty słuchu. W tym sensie opisywane badania miałyby odniesienie do ludzi.

Kałamarnice słyszą dzięki parzystym statocystom. Są to pęcherzyki zbudowane z komórek ze skierowanymi do wewnątrz wiciami. W środku znajduje się statolit (grudka węglanu wapnia), drażniący wypustki podczas ruchu. Wtedy generowany jest sygnał elektryczny, który powiadamia mózg, że zwierzę wykryło dźwięk. U ludzi kamyczki błędnikowe, nazywane inaczej otolitami, drażnią komórki rzęsate narządu Cortiego. Drgania są przetwarzane na sygnał elektryczny. Mając na uwadze te podobieństwa, Mooney i inni zastosowali podczas eksperymentów z kalmarami loligo test do badania słuchu u ludzkich niemowląt. Zwierzęta znieczulano chlorkiem magnezu, a później odtwarzano im przez głośniki różne dźwięki i mierzono reakcje.

Płytko pod skórą Mooney wszczepiał kalmarom elektrody. Umieszczał je w pobliżu wyjścia nerwu słuchowego ze statocysty. Kolejną elektrodę mocował na grzbiecie, by mierzyć bazową aktywność elektryczną. Następnie zanurzał L. pealeii w płytkim zbiorniku. Przez głośniki emitowano dźwięki z szerokiego zakresu częstotliwości. Stosowano po ok. 1000 powtórzeń dla każdej częstotliwości. Wyliczenie na podstawie 1000 pomiarów średniej pozwoliło wyeliminować naturalny losowy szum elektryczny - wyrażany w miliwoltach - który po każdym zasłyszanym dźwięku rozchodzi się w ciele wzdłuż nerwu.

Okazało się, że kalamar loligo długopłetwy słyszy podobnie jak wiele ryb, które nie mogą się pochwalić rozwiniętymi umiejętnościami w tym zakresie. Amerykanie sądzą, że kałamarnice stanowią pokarm tak wielu różnych zwierząt – od fok, przez walenie, po ptaki – bo nie wiedzą, że ktoś na nie poluje. Badanie tomografem komputerowym wykazało jednak, że dysponują bronią zupełnie innego rodzaju. Ich gęstość jest niemal taka sama jak wody (w wodzie skaner w ogóle ich "nie widział"), funkcjonują więc, jakby przez cały czas korzystały z czapki-niewidki. Posługujące się echolokacją drapieżniki ich nie wykrywają.

Wbrew pozorom ustalenie, czy kalmar loligo długopłetwy słyszy, było naprawdę ważne. Chodzi bowiem o wzrastające zaśmiecenie podwodnych ekosystemów hałasem. W oceanie jest coraz więcej dźwięków. Komercyjne łodzie, wydobycie ropy i gazu... Wszystko to generuje dużo hałasu. Dopóki nie wiadomo, czy dane zwierzę słyszy, nie da się stwierdzić, czy zjawiska te będą na nie wpływać.

W przyszłości Mooney zamierza ustalić, jak ważny jest słuch dla kałamarnic. Czy posługują się tym zmysłem w celach komunikacyjnych lub w czasie migracji. Biolog chce ustawić głośniki w różnych miejscach, by mierząc reakcje nerwów, stwierdzić, czy wyczuwają, gdzie znajduje się źródło dźwięków.

Ludzie, ryby i wiele innych zwierząt wykorzystuje komórki rzęsate do wykrywania dźwięku i ruchu. Są podobne do tych u klamarów, ale występują też pewne różnice. To prawdopodobnie podstawowa struktura, która wyewoluowała miliony lat temu, lecz później kręgowce i bezkręgowce obrały inne ścieżki rozwoju. Dowiadując się więcej o słyszeniu kałamarnic i ich komórkach rzęsatych, możemy dociec, co jest ważne w ludzkim słyszeniu i komórkach czuciowych. Na razie to jednak spekulacje. Trzeba więc poczekać na wyniki dalszych studiów...

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
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjalistom z University of Minnesota udało się powstrzymać komórki nowotworowe przed rozprzestrzenianiem się oraz zbadać w jaki sposób zostały one powstrzymane.
      Od lat wiadomo, że komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się po określonych trasach. Wykorzystują swoiste „autostrady” do ruchu wewnątrz guza oraz, po jego opuszczeniu, po naczyniach krwionośnych i tkankach. Osoby, u których występuje duża liczba takich „autostrad” mają mniejsze szanse na przeżycie choroby. Dotychczas nie wiedziano, w jaki sposób komórki nowotworowe rozpoznają te drogi i jak się po nich poruszają.
      Uczeni z University of Minnesota badali w warunkach laboratoryjnych sposób przemieszczania się komórek raka piersi i wykorzystywali różne leki, próbując powstrzymać ich ruch. Okazało się, że gdy zaburzyli mechanizm, który zwykle pozwala komórkom na poruszanie się, nagle komórki nowotworowe zaczęły poruszać się jak bezkształtna galaretowata masa.
      Komórki nowotworowe są bardzo podstępne. Nie spodziewaliśmy się, że zmienią sposób poruszania się. To wymusiło na nas zmianę taktyki tak, by jednocześnie zablokować oba rodzaje ruchu. Dopiero wówczas przestały się poruszać i pozostały w miejscu, mowi jeden z autorów badań, profesor Paolo Provenzano.
      Przerzuty są przyczyną śmierci 90% osób umierających na nowotwory. Jeśli udałoby się zablokować ruch komórek, pacjenci i lekarze zyskaliby więcej czasu na wdrożenie skutecznego leczenia.
      Kolejnym krokiem badań będzie rozszerzenie eksperymentów na badania na zwierzętach. Mają nadzieję, że w ciągu kilku lat uda im się rozpocząć badania kliniczne na ludziach. Chcą też badać interakcje leków z komórkami nowotworowymi i ewentualne efekty uboczne.
      Naszym ostatecznym celem jest znalezienie sposobu na całkowite zablokowanie ruchu komórek nowotworowych i zwiększenie ruchliwości komórek układu odpornościowego, by te zwalczały nowotwór, mówi Provenzano.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy zdrowa, ale nieaktywna osoba zacznie się ruszać, błyskawicznie zmienia się ekspresja genów w mięśniach szkieletowych. Naukowcy z Karolinska Institutet podkreślają, że to kwestia minut i wystarczy godzina ćwiczeń, by wzrosła aktywność genów wspomagających rozkład tłuszczów (Cell Metabolism).
      Nasze mięśnie są naprawdę plastyczne - twierdzi prof. Juleen Zierath. Szwedzi wykazali, że w DNA pobranym z mięśni szkieletowych ludzi, którzy właśnie ćwiczyli, jest mniej grup metylowych niż przed ćwiczeniami. Zmiany zachodzą w obrębie pasm DNA stanowiących "lądowisko" dla czynników transkrypcyjnych, które biorą udział we włączaniu genów odpowiedzialnych za adaptację mięśni do aktywności fizycznej.
      Badając zmiany epigenetyczne zachodzące wskutek forsownych ćwiczeń, Zierath, Romain Barrès i inni wykonali biopsje mięśnia udowego 8 mężczyzn, którzy prowadzili raczej siedzący tryb życia. Okazało się, że grupa metylowa zniknęła z kilku genów zaangażowanych w metabolizm tłuszczów. Demetylacja pozwalała na produkcję większej ilości białek.
      Zespół uważa, że za zaobserwowane zjawisko może odpowiadać uwalnianie jonów wapnia przez retikulum endoplazmatyczne komórek mięśniowych (ER zachowuje się tak pod wpływem potencjału czynnościowego, tutaj wywołanego ćwiczeniami). Kiedy pobrane próbki wystawiono na oddziaływanie kofeiny, która zwiększa poziom wapnia w mięśniach, także zaszła demetylacja. Zierath nie zaleca jednak zastępowania ruchu filiżanką kawy, bo mała czarna nie zapewnia pozostałych korzyści wynikających z ćwiczenia.
      Od jakiegoś czasu wiadomo, że ćwiczenia wywołują w mięśniach zmiany, w tym nasilenie metabolizmu cukrów i tłuszczów. My odkryliśmy, że najpierw zachodzą zmiany w metylacji. Co ciekawe, kiedy w laboratorium doprowadzano do skurczów mięśni, zachodziły identyczne zmiany epigenetyczne.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chcąc zbadać, w jaki sposób orangutany maksymalizują wydajność energetyczną ruchu, naukowcy z Uniwersytetu w Birmingham korzystają z pomocy freerunnerów.
      Skonstruowano makietę drzewnego habitatu - rodzaj poligonu ćwiczebnego. Freerunnerzy będą naśladowali 3 podstawowe ruchy małp: wspinanie, ponieważ zwierzęta muszą się wtedy przeciwstawiać sile ciążenia, bujanie między drzewami oraz skakanie, które choć efektywne energetycznie, jest stosowane jedynie w ostateczności. Dr Susannah Thorpe ma nadzieję, że odkrycia dotyczące konsumpcji energii uda się jakoś przełożyć na poprawę ludzkich osiągnięć.
      "Metody pomiaru energetyki lokomocji naczelnych są ograniczone. Większość danych pochodzi z modeli matematycznych. My proponujemy nową i bardziej bezpośrednią technikę oceny, jak koszty nadrzewnego przemieszczania się orangutanów są modulowane przez środowisko".
      Ludzie będą nosić 2 typy urządzeń: 1) respirometr do pomiaru zużycia tlenu oraz 2) przyspieszeniomierz z trybem zapisu danych. Biorąc pod uwagę płynną naturę i szeroki zakres ruchów małp, profesjonalni freerunnerzy wydają się świetnymi obiektami do badań.
      Brytyjczycy zamierzają stwierdzić, jak wydatkowanie energii zmienia się przy różnych typach lokomocji, różnej znajomości habitatu i różnym stopniu ustępowania gałęzi pod naporem ciała.
      Znajomość wymogów środowiskowych orangutanów to kwestia kluczowa dla właściwej ochrony gatunku oraz planowania reintrodukcji.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczestnicy konferencji American Association for the Advancement of Science (AAAS) w Vancouver usłyszeli, że Stonehenge powstało w wyniku złudzenia słuchowego, wywołanego tańcem wokół dwóch osób grających np. na fletach czy gwizdkach.
      Pracujący na własną rękę dr Steve Waller twierdzi, że dla sztuki i architektury istotną inspiracją są nie tylko wrażenia wzrokowe, ale i słuchowe. Tłumaczy przy tym, jak ważną rolę odgrywa wzorzec interferencji fal dźwiękowych, który decyduje, jaka część melodii zostanie wytłumiona.
      Podczas jednego ze swoich eksperymentów Waller zawiązał dwóm grupom ochotników oczy i prowadził wokół dwóch magnetofonów. Później badanych poproszono, by się odwrócili i narysowali, co znajdowało się między nimi a źródłem dźwięku. W pracach pojawiały się filary, arkady i pionowe listwy. Sądzę, że to mogło się zdarzyć 5 tys. lat temu tak samo prosto, jak zademonstrowałem współcześnie. Naukowiec tłumaczy, że obracając się wokół grających instrumentów, tancerze natrafiali na miejsca wzmocnienia i wyciszenia dźwięków. Na miejscu, w Stonehenge, potwierdził swoje przypuszczenia, że kamienne obeliski dają taki właśnie efekt akustyczny.
      Waller chce opublikować artykuł na ten temat w fachowym piśmie. Jak każdy ojciec jest bardzo przywiązany do swojej teorii, dlatego broni jej, powołują się na legendę o dziewicach, które zostały przemienione w kamień podczas tańca do dźwięków magicznych dud. Co ciekawe, w drugiej historycznie wzmiance o Stonehenge kronikarz Geoffrey of Monmouth przytoczył w 1136 r. mit, zgodnie z którym kromlech jest pomnikiem tańca gigantów przeniesionym z Irlandii.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wykształcenie i doświadczenie muzyczne mają biologiczny wpływ na proces starzenia. Dotąd zakładano, że związane z wiekiem opóźnienia w procesie czasowania neuronalnego są nieuniknione. Można je jednak wyeliminować lub skompensować właśnie dzięki "uprawianiu" muzyki.
      Naukowcy z Northwestern University mierzyli automatyczne reakcje mózgu starszych i młodszych muzyków oraz niemuzyków na dźwięki mowy. Okazało się, że starsi muzycy nie tylko wypadali lepiej od niezwiązanych z muzyką rówieśników, ale i odkodowywali dźwięk tak samo dokładnie i szybko jak młodsi niemuzycy. To wspiera teorię, że stopień, do jakiego aktywnie doświadczamy dźwięków w ciągu życia, wywiera pogłębiony wpływ na działanie naszego układu nerwowego - podkreśla Nina Kraus.
      Wytrenowany mózg jest w stanie częściowo przezwyciężyć związaną ze starzeniem utratę słuchu. Co więcej, pomaga nawet edukacja rozpoczęta w jesieni życia. Wcześniej Kraus wykazała, że doświadczenia muzyczne mogą kompensować ubytki pamięciowe i problemy ze słyszeniem mowy w hałaśliwym środowisku - dwie bolączki starszych osób. Jej laboratorium badało wpływ doświadczeń muzycznych na plastyczność mózgu w różnym wieku (zarówno w normalnej populacji, jak i wśród chorych z różnymi zaburzeniami).
      Kraus przestrzega, że wyniki najnowszych badań nie wskazują, że muzycy mają przewagę nad niemuzykami w każdym zakresie i ich neurony szybciej reagują na każdy dźwięk. Studium zademonstrowało, że doświadczenie muzyczne wybiórczo oddziałuje na czasowanie elementów dźwięku ważnych dla odróżnienia jednej spółgłoski od drugiej.
      Podczas oglądania filmu z napisami u 87 prawidłowo słyszących dorosłych, dla których angielski był językiem ojczystym, mierzono automatyczne reakcje nerwowe. Muzycy zaczęli się uczyć gry przed ukończeniem 9 lat i byli zaangażowani muzycznie przez całe życie. Niemuzycy kształcili się muzycznie 3 lata bądź mniej.
×
×
  • Create New...