Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Choć są znacznie więksi, żołnierze mrówek z rodzaju Eciton nie mają wcale większych mózgów niż inne robotnice z tej samej kolonii, które wykonują znacznie bardziej złożone zadania.

Naukowcy z międzynarodowego zespołu uważają, że skoro zadania realizowane przez żołnierzy są bardzo specyficzne i mało wymagające poznawczo, inwestowanie w rozwój tkanki mózgowej również uległ ograniczeniu.

By porównać kasty - żołnierzy i pozostałe robotnice, wykorzystaliśmy wyróżniających się żołnierzy z kolonii mrówek Eciton. Żołnierze wyglądają inaczej - są więksi od pozostałych członków kolonii - ale i zachowują się inaczej: mają prostszy repertuar behawioralny. Nasze wyniki stanowią poparcie dla teorii, że prostsze zachowania żołnierzy pozwalają ograniczyć nakłady na rozwój mózgu - opowiada prof. Sean O'Donnell z Drexel University.

Autorzy artykułu z pisma BMC Zoology podkreślają, że mrówki są owadami eusocjalnymi, co oznacza, że różnice w zdolnościach indywidualnych są podporządkowane korzyściom kolonii. Naukowcy dywagowali, że dobór na poziomie kolonii może prowadzić do różnych wielkości mózgu u poszczególnych kast robotnic. Wszystko miałoby zależeć od wymogów poznawczych stwarzanych przez funkcje pełnione w kolonii.

By sprawdzić, czy tak rzeczywiście jest, zespół porównywał wielkość mózgu i ciała 109 robotnic i 39 żołnierzy 8 gatunków i podgatunków Eciton (E. burchellii foreli, E. burchellii cupiens, E. burchellii parvispinum, E. dulcium, E. hamatum, E. lucanoides, E. mexicanum i E. vagans).

Biolodzy analizowali płaty czułkowe, które odbierają dane czuciowe, i ciała grzybkowate, które odpowiadają za pamięć i uczenie. Sprawdzali także, czy architektura mózgu żołnierzy i robotnic jest inna. Okazało się, że choć żołnierze są więksi od robotnic, ogólna objętość ich mózgu nie jest już znacząco różna. Ponadto płaty czułkowe i ciała grzybkowate okazały się relatywnie mniejsze.

Ekipa O'Donnella uważa więc, że wyniki sugerują, że skoro rozwój i utrzymanie tkanki mózgowej są kosztowne zarówno dla pojedynczego organizmu, jak i kolonii, dobór naturalny na poziomie kolonii faworyzuje ograniczone inwestycje w tkankę mózgu żołnierzy, których zadania są poznawczo mniej wymagające od zadań innych robotnic.

Jako że mięśnie związane z żuchwami wykorzystywanymi do walki okazały się u żołnierzy pokaźniejsze, biolodzy doszli do wniosku, że w grę może wchodzić kompromis i rozwój mięśni zachodzi w takich uzasadnionych przypadkach kosztem rozwoju mózgu.

Wcześniejsze studia tego rodzaju porównywały różne gatunki albo polegały na określaniu czynników, które mogłyby sprzyjać zwiększonemu inwestowaniu w mózg na poziomie jednostki. My ocenialiśmy, jak ograniczenie zdolności behawioralnych, i związany z tym spadek inwestycji w mózg, u poszczególnych osobników przynosi korzyści grupie jako całości.


« powrót do artykułu

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
      Ukraińscy żołnierze ze 126. brygady obrony terytorialnej miasta Odessa dokonali... odkrycia archeologicznego. Podczas kopania okopów mających bronić miasta przed rosyjskim atakiem, obrońcy Odessy trafili na amfory.
      Specjaliści, którzy dokonali wstępnej oceny zabytków stwierdzili, że pochodzą one z III lub IV wieku. Osadnictwo na terenie współczesnej Odessy istniało w czasach starożytnych. W Parku Artyleryjskim znaleziono kurhan z II tysiąclecia p.n.e. W centrum miasta znaleziono pozostałości osadnictwa greckiego z V-III wieku p.n.e. To prawdopodobnie o tej kolonii wspominał wybitny grecki historyk Flawiusz Arrian w „Żegludze dookoła Pontu Euksyńskiego”, sprawozdaniu w formie listu do cesarza Hadriana. W Odessie znaleziono też ślady kultury czerniachowskiej (III–V wiek).
      Od IV wieku w dzisiejszej Odessie i okolicach zaczynają osiedlać się ludy tureckie, a w XIII wieku obszarem tym rządzi Złota Orda. Niedługo później wybrzeża Morza Czarnego w tym regionie kontroluje Wielkie Księstwo Litewskie. W tym czasie istniała tam osada Kaczibej, po raz pierwszy wspomniana w 1415 roku. Od XVI wieku obszary te należą do Imperium Osmańskiego. W XVIII wieku w miejscu Kaczibej istnieje miejscowość zwana Hadżibej, w której w 1765 roku powstaje fort Yeni-Dunya. Zostaje on zdobyty przez Rosję w 1789 roku. Na podstawie traktatu pokojowego pomiędzy Rosją a Turcją, Hadżibej zostaje przyznany Rosji. Powstaje tam nowy fort, a w 1795 roku miasto zostaje nazwane Odessa. Sądzono bowiem, że w starożytności istniała tam grecka kolonia Odessos. Obecnie wiemy, że istniały dwie greckie kolonie o tej nazwie. Bardziej znana i ważniejsza w miejscu dzisiejszej Warny w Bułgarii oraz druga, niewielka, u ujścia rzeki Tylihuł na wschód od Odessy.
      Z powodu trwającej wojny, archeolodzy nie mogli dokładnie zbadać i udokumentować miejsca znalezienia amfor. Żołnierze wydobyli je wraz z inną znalezioną na miejscu ceramiką i przetransportowali do Muzeum Archeologicznego w Odessie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W jaki sposób mózg decyduje, jak najlepiej poruszać naszym ciałem? Okazuje się, że dla układu nerwowego to spore wyzwanie, gdyż mamy setki mięśni, które muszą być koordynowane setki razy na sekundę, a liczba możliwych wzorców koordynacji, z których musi wybierać mózg, jest większa niż liczba ruchów na szachownicy, mówi profesor Max Donelan z kanadyjskiego Simon Fraser University. Donelan i jego zespół badali, w jaki sposób ciało adaptuje się d nowych ruchów. A ich badania mogą mieć znaczenie zarówno dla treningu sportowców, jak i rehabilitacji niepełnosprawnych.
      Naukowcy zauważają, że bardzo często doświadczamy zmian zarówno w naszym organizmie, jak i w środowisku zewnętrznym. Być może lubisz biegać w niedzielę rano, Twoje mięśnie będą tym bardziej zmęczone im dłuższy dystans przebiegniesz. A może w czasie wakacji biegasz po plaży, gdzie podłoże jest luźne i nierówne w porównaniu z chodnikiem, po którym codziennie chodzisz. Od dawna jesteśmy w stanie rejestrować zmiany w sposobie poruszania się, ale dotychczas chyba nie docenialiśmy, w jaki sposób nasz organizm do takich zmian się adaptuje, stwierdza Donelan.
      Chcąc przyjrzeć się tym zmianom kanadyjscy neurolodzy podjęli współpracę z inżynierami z Uniwersytetu Stanforda, którzy specjalizują się w tworzeniu egzoszkieletów.
      Badania kanadyjsko-amerykańskiego zespołu przyniosły bardzo interesujące wyniki. Okazało się, że system nerwowy, ucząc się wzorców koordynacji nowych ruchów, najpierw rozważa i sprawdza wiele różnych wzorców. Stwierdzono to, mierząc zmienność zarówno samego ruchu ciała jako takiego, jak i ruchów poszczególnych mięśni i stawów. W miarę, jak układ nerwowy adaptuje się do nowego ruchu, udoskonala go, a jednocześnie zmniejsza zmienność. Naukowcy zauważyli, że gdy już nasz organizm nauczy się nowego sposobu poruszania się, wydatek energetyczny na ten ruch spada aż o 25%.
      Z analiz wynika również, że organizm odnosi korzyści zarówno z analizy dużej liczby możliwych wzorców ruchu, jak i ze zmniejszania z czasem liczby analizowanych wzorców. Zawężanie poszukiwań do najbardziej efektywnych wzorców pozwala bowiem na zaoszczędzenie energii.
      Zrozumienie, w jaki sposób mózg szuka najlepszych sposobów poruszania ciałem jest niezwykle ważne zarówno dla ultramaratończyka, przygotowującego się do biegu w trudnym terenie, jak i dla pacjenta w trakcie rehabilitacji po uszkodzeniu rdzenia kręgowego czy wylewu. Na przykład trener, który będzie wiedział, w którym momencie organizm jego podopiecznego zaadaptował się do nowego programu treningowego, będzie wiedział, kiedy można wdrożyć kolejne nowe elementy. A twórcy egzoszkieletów pomagających w rehabilitacji dowiedzą się, w którym momencie można przed pacjentem postawić nowe zadania, bo dobrze opanował wcześniejsze.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Krwawienie z naczyń krwionośnych podczas operacji neurochirurgicznych to poważny problem. Krew zasłania pole widzenia i konieczne jest jej usuwanie. Dlatego pole operacyjne, w którym nie pojawiałaby się krew czyniłoby cały zabieg bardziej precyzyjnym i bezpiecznym. Naukowcy z University of Texas w Austin i University of California, Irvine, opracowali właśnie laserową platformę do bezkrwawej resekcji tkanki mózgowej.
      Obecnie podczas zabiegów neurochirurgicznych, by zapewnić dobre pole widzenia, wykorzystuje się ultradźwiękowe aspiratory, po których stosuje się przyżeganie (elektrokauteryzację). Jako jednak, że obie metody stosowane są jedna po drugiej, wydłuża to operację. Ponadto przyżeganie może prowadzić do uszkodzenia części tkanki.
      Specjaliści z Teksasu i Kalifornii wykazali podczas eksperymentów na myszach, że ich nowy laser pozwala na bezkrwawą resekcję tkanki. Ich system składa się z urządzenia do koherencyjnej tomografii optycznej (OCT), które zapewnia obraz w mikroskopowej rozdzielczości, bazującego na iterbie lasera do koagulacji naczyń krwionośnych oraz wykorzystującego tul lasera do cięcia tkanki.
      Maksymalna moc lasera iterbowego wynosi 3000 W, a urządzenie pozwala na dobranie częstotliwości i długości trwania impulsów w zakresie od 50 mikrosekund do 200 milisekund, dzięki czemu możliwa jest skuteczna koagulacja różnych naczyń krwionośnych. Laser ten emituje światło o długości 1,07 mikrometra. Z kolei laser tulowy pracuje ze światłem o długości fali 1,94 mikrometra, a jego średnia moc podczas resekcji tkanki wynosi 15 W. Twórcy nowej platformy połączyli oba lasery w jednym biokompatybilnym włóknie, którym można precyzyjnie sterować dzięki OCT.
      Opracowanie tej platformy możliwe było dzięki postępowi w dwóch kluczowych dziedzinach. Pierwszą jest laserowa dozymetria, wymagana do koagulacji naczyń krwionośnych o różnych rozmiarach. Wcześniej duże naczynia, o średnicy 250 mikrometrów i większej, nie poddawały się laserowej koagulacji z powodu szybkiego wypływu krwi. Mój kolega Nitesh Katta położył podstawy naukowe pod metodę dozymetrii laserowej pozwalającej na koagulowanie naczyń o średnicy do 1,5 milimetra, mówi główny twórca nowej platformy, Thomas Milner.
      Drugie osiągnięcie to odpowiednia metodologia działań, która pozwala na osiągnięcie powtarzalnej i spójnej ablacji różnych typów tkanki dzięki głębiej penetrującym laserom. Jako, że laserowa ablacja jest zależna od właściwości mechanicznych tkanki, cięcia mogą być niespójne, a w niektórych przypadkach mogą skończyć się katastrofalną niestabilnością cieplną. Nasza platforma rozwiązuje oba te problemy i pozwala na powtarzalne spójne cięcie tkanki miękkiej jak i sztywnej, takiej jak tkanka chrzęstna.
      Na łamach Biomedical Optics Express twórcy nowej platformy zapewniają, że w polu operacyjnym nie pojawia się krew, jakość cięcia jest odpowiednia i obserwuje się jedynie niewielkie uszkodzenia termiczne tkanki.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Mrówki Solenopsis richteri posługują się piaskiem jak narzędziem, by pozyskać ciekły pokarm (roztwór cukru), nie tonąc w nim. Autorzy artykułu z pisma Functional Ecology podkreślają, że to pokazuje, że dostosowują strategię korzystania z narzędzi do ryzyka związanego z żerowaniem.
      S. richteri pochodzą z Ameryki Południowej. Po introdukcji do południowych USA są tu uznawane za gatunek inwazyjny.
      Gdy mrówkom zapewniono niewielkie pojemniczki z roztworem cukru, dzięki hydrofobowemu egzoszkieletowi były w stanie unosić się na powierzchni i żerować. Gdy jednak naukowcy zmniejszyli napięcie powierzchniowe, S. richteri zaczęły przenosić piasek, by spuścić ciecz z naczynia.
      Odkryliśmy, że mrówki budują strukturę z piasku, która skutecznie wyciąga ciecz z pojemnika, tak aby później można ją było zebrać - opowiada dr Aiming Zhou z Huazhong Agricultural University. Ta niesamowita umiejętność nie tylko zmniejszała ryzyko utonięcia, ale i zapewniała większą powierzchnię do zbierania roztworu.
      Okazało się, że struktury z piasku były tak skuteczne, że w ciągu 5 minut mogły wyciągać z pojemniczków niemal połowę cieczy.
      Naukowcy zmieniali napięcie powierzchniowe za pomocą surfaktantu. Gdy jego stężenie wynosiło ponad 0,05%, co przekładało się na znaczące ryzyko utonięcia, mrówki budowały struktury z piasku. Nie tworzyły ich, żerując na czystym roztworze cukru. Podczas eksperymentów owadom dostarczano piasek o różnej wielkości ziaren; w ten sposób można było określić ich preferencje budowlane w takiej sytuacji.
      Wiemy, że niektóre gatunki mrówek są w stanie posługiwać się narzędziami, szczególnie przy zbieraniu ciekłego pokarmu. Byliśmy jednak zaskoczeni niesamowitymi umiejętnościami S. richteri w tym zakresie - dodaje dr Jian Chen, entomolog z amerykańskiego Departamentu Rolnictwa.
      Dr Zhu podkreśla, że konieczne są dalsze badania. Nasze eksperymenty były prowadzone w laboratorium i dotyczyły wyłącznie S. richteri. Kolejnym krokiem powinno być ustalenie, jak bardzo zachowanie to jest rozpowszechnione u innych gatunków mrówek.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nie od dzisiaj wiemy, że spożywanie dużych ilości alkoholu negatywnie wpływa na mózg. U alkoholików następuje zmiana struktury i wielkości mózgu, co negatywnie odbija się na ich zdolnościach poznawczych. Jednak wyniki najnowszych badań pokazują, że do zmian mózgu dochodzi już przy spożyciu od niewielkich do umiarkowanych ilości alkoholu. Wystarczy kilka butelek piwa lub kieliszków wina tygodniowo, by doszło do zmniejszenia mózgu.
      Przeprowadzone przez naukowców z University of Pennsylvania badania pokazały na przykład, że jeśli osoba w wieku powyżej 50 lat zwiększy spożycie z jednej jednostki alkoholu (ok. 240 ml piwa) do dwóch jednostek (ok. 0,5 l piwa lub lampka wina) dziennie, to zmiany zachodzące w jej mózgu są takie, jakby osoba ta postarzała się o 2 lata. Z kolei przejście z dwóch do trzech jednostek alkoholu dziennie wywołuje zmiany odpowiadające postarzeniu się mózgu o 3,5 roku.
      "Dzięki temu, że pracowaliśmy na dużej próbie badanych mogliśmy wyłapać subtelne zmiany, nawet takie zachodzące pomiędzy spożywaniem pół a całej butelki piwa dziennie", mówi jeden z autorów badań, Gideon Nave. Uzyskane przez nas wyniki stoją w sprzeczności z tym, co obecnie opisują oficjalne zalecenia dotyczące bezpiecznych ilości spożywanego alkoholu. Na przykład zgodnie z zaleceniami National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism kobiety nie powinny pić więcej niż jednego drinka dziennie, a limit dla mężczyzn jest dwukrotnie wyższy. Jednak jest to ilość, która już przekracza bezpieczny poziom konsumpcji opisany w naszych badaniach, stwierdza profesor psychiatrii Henry Kranzler.
      Uczeni z Pennsylvanii wykorzystali dane z UK Biobank, dużej bazy danych zawierających szczegółowe informacje zdrowotne, w tym dane genetyczne, o 500 000 tysiącach mieszkańców Wielkiej Brytanii. Naukowcy skupili się na badaniach rezonansem magnetycznym mózgów ponad 36 000 osób i szacowali objętość istoty białej i szarej w różnych regionach mózgu tych osób. Pod uwagę wzięto takie czynniki jak wiek, wzrost, płeć, BMI, palenie papierosów, status społeczno-ekonomiczny, genetykę, miejsce zamieszkania oraz ogólną wielkość głowy. Badanych zapytano o to, ile piją alkoholu.
      Już uśrednienie spożycia alkoholu w całej grupie ujawniło pewien niewielki, ale wyraźny wzorzec. Otóż zauważono, że alkohol redukuje średnią objętość istoty białej i szarej w całej populacji. O ile różnica pomiędzy osobami, które w ogóle nie piły alkoholu, a tymi, które piły średnio jedną jednostkę dziennie (przypomnijmy, że 1 jednostka to ok. 0,5 butelki piwa dziennie) nie była zbyt duża, to już różnica pomiędzy spożywaniem 1 a 2 lub 3 jednostek była wyraźna. To nie jest zależność liniowa. Im więcej pijesz, tym jest gorzej, mówi Remi Daviet. Nawet gdy z analizy usunięto dane osób najwięcej pijących, zależność między spożyciem alkoholu, a zmniejszoną objętością mózgu była widoczna. Co więcej, nie stwierdzono, by dochodziło do zmniejszenia objętości tylko w jakichś określonych regionach mózgu.
      Uczeni, chcąc lepiej opisać swoje spostrzeżenia, porównali zmniejszenie objętości mózgu pod wpływem alkoholu, z jego zmniejszeniem związanym ze starzeniem się. Z ich obliczeń wynika, że wypijanie 1 jednostki alkoholu dziennie postarza mózg o pół roku. Jednak już wypijanie średnio 4 jednostek alkoholu dziennie – czyli ekwiwalentu 2 butelek piwa – powoduje takie zmniejszenie objętości mózgu, jakby był on o 10 lat starszy niż w rzeczywistości.
      Naukowcy już planują wykorzystać UK Biobank i inne duże bazy danych do odpowiedzi na dodatkowe pytania. Tutaj patrzyliśmy na uśrednioną konsumpcję dzienną. Chcielibyśmy jednak sprawdzić, czy np. picie jednej jednostki alkoholu dziennie jest lepsze niż nie picie przez cały tydzień, a później wypicie w ciągu dnia 7 jednostek. Istnieją podstawy, by przypuszczać, że tego typu okresy większego picia przynoszą większe szkody, niż regularnego umiarkowanego picia, jednak dowody te nie opierają się na dużych zestawach danych, stwierdzają autorzy badań.
      Z wynikami badań możemy zapoznać się na łamach Nature Communications.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...