Pod wpływem hormonu stresu kijankom rozrasta się ogon

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Hormony stresu przygotowują organizm do walki lub ucieczki. Naukowcy z University of Michigan wykazali także, że zmieniają kształt ciała rozwijających się zwierząt, aby łatwiej im było przetrwać ataki drapieżników.

Podczas eksperymentów biolodzy zauważyli, że przedłużona ekspozycja na działanie hormonów stresu pozwoliła kijankom powiększyć ogon. To pierwsza klarowna demonstracja, że wytwarzany przez zwierzę hormon stresu wywołuje zmianę morfologiczną, [...], która sprzyja przeżyciu w obecności groźnych drapieżców - podkreśla prof. Robert Denver.

Naukowcy od dawna zdawali sobie sprawę z faktu, że przekształcenia środowiska mogą skłonić rośliny i zwierzęta do zmiany morfologii i fizjologii, a także czasowania rozwoju. Kijanki potrafią np. przyspieszyć przemianę w żaby, gdy zbiornik wysycha albo jest w nim mało pożywienia. Od ponad 70 lat biolodzy rozwojowi i ekolodzy ewolucyjni mocno interesowali się tzw. plastycznością fenotypową, ale stosunkowo mało uwagi poświęcono mechanizmom, które odpowiadają za przełożenie sygnałów środowiskowych na funkcjonalną reakcję. Wiedzieliśmy np., że kijanki zmieniają kształt ciała w odpowiedzi na wzrost ryzyka upolowania, ale dotąd nikt nie wskazał, jaki podstawowy mechanizm leży u podłoża tego zjawiska. To właśnie novum uchwycone w naszym studium.

Amerykanie prowadzili badania na kijankach żaby leśnej (Rana sylvatica). Część hodowano w izolowanych zbiornikach (mezosystemach) na terenie Rezerwatu Edwina S. George'a. Wewnątrz w małych klatkach umieszczano larwy ważek i karmiono je żywymi kijankami. Atakowane kijanki wydzielały feromon alarmowy. U kijanek, które na przestrzeni kilku dni wielokrotnie odbierały takie sygnały, stwierdzano podwyższony poziom kortykosteronu w całym organizmie (CORT).

Kijanki hodowane w laboratorium wystawiano na oddziaływanie feromonu alarmowego, kortykosteronu albo związku hamującego syntezę hormonu stresu (metyraponu). Okazało się, że w porównaniu do grupy kontrolnej, u osobników traktowanych feromonem i kortykosteronem rozwijał się powiększony kosztem tułowia ogon. U kijanek stykających się z feromonem i metyraponem ogon był płytszy, a tułów dłuższy niż u zwierząt wystawianych na oddziaływanie wyłącznie feromonu. Kluczowym ustaleniem było spostrzeżenie, że można wyeliminować wpływ feromonu alarmowego na kształt ciała, hamując produkcję kortykosteronu.

W mezosystemach kontakt z uwięzionymi larwami ważek początkowo (w okresie 4 godzin) powodował spadek poziomu CORT, jednak po 4 dniach poziom hormonu rósł. Oznacza to, że by umknąć drapieżnikom, kijanki najpierw hamują biosyntezę CORT i ograniczają ruch, zaś dłuższa ekspozycja prowadzi do wzrostu CORT i przystosowawczych zmian fenotypowych.

Na pewnym etapie studium eksplanty ogonów kijanek umieszczano na szalkach Petriego z kortykosteronem. Na przestrzeni kilku dni zaobserwowano wzrost masy tkankowej. Działanie hormonu stresu było zaskakujące, bo u dorosłych kręgowców, włącznie z ludźmi, wydłużona ekspozycja na hormony stresu typowo hamuje wzrost tkanek.

Gdy kijanki z normalnymi i przerośniętymi pod wpływem kontaktu z feromonem lub kortykosteronem ogonami umieszczono w zbiorniku ze swobodnie przemieszczającymi się larwami ważek, wskaźnik przeżywalności tych drugich był o wiele wyższy.