Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
W gniazdach mrówek odkryto silny środek przeciwgrzybiczy
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Rośliny lądowe połączone są za pomocą złożonych podziemnych sieci. Tworzone są one z korzeni roślin oraz żyjących z nimi w symbiozie grzybów mikoryzowych. Dzięki tej współpracy rośliny otrzymują substancje odżywcze jak związki mineralne czy hormony, grzyby zaś korzystają ze związków wytwarzanych przez rośliny w czasie fotosyntezy. Poszczególne sieci kontaktują się ze sobą, wymieniając zasoby i informacje. Wiemy, że gdy jedna z roślin zostanie zaatakowana przez roślinożercę lub patogen, jej sąsiedzi zwiększają aktywność swoich mechanizmów obronnych.
Nie wiadomo jednak, czy zaatakowana roślina celowo wysyła sygnał ostrzegawczy do sąsiadów. A przede wszystkim, dlaczego miałaby to robić. Ewolucję postrzegamy w końcu jako konkurencję i zgodnie z teorią ewolucji, aktywne wysyłanie sygnałów mogłoby mieć miejsce, gdyby zarówno nadawca jak i odbiorca odnosili z tego korzyści.
Kwestię tę postanowili zbadać naukowcy z Uniwersytetu Oksofordzkiego i Vrije Universiteit w Amsterdamie. Wykorzystali modele matematyczne do analizy różnych scenariuszy ewolucji. Na ich podstawie doszli do wniosku, że byłoby niezwykle trudno znaleźć sytuację, w której rośliny ewoluują, by ostrzegać sąsiadów o nadchodzącym ataku. Dzieje się tak prawdopodobnie dlatego, że rośliny konkurują ze sobą o dostęp do światła słonecznego i substancji odżywczych, zatem nie korzystają na altruistycznym pomaganiu sąsiadowi. Co więcej, z analiz wynika, że w toku ewolucji wygrywać mogły te rośliny, które przesyłają sygnały szkodzące roślinom z sąsiedztwa.
Nasze wyniki wskazują, że jest bardziej prawdopodobne, iż rośliny będą oszukiwały sąsiadów, a nie im pomagały. Na przykład mogą sugerować, że są atakowane przez roślinożercę wówczas, gdy taki atak nie ma miejsca. Rośliny mogą zyskiwać na takim oszustwie, gdyż jest ono szkodliwe dla sąsiadów, którzy inwestują wówczas cenne zasoby w kosztowną obronę przed roślinożercą, mówi główny autor analizy, doktor Thomas Scott.
Wyniki analizy sugerują zatem, że rośliny nie zachowują się altruistycznie, a więc powinniśmy poszukać innych wyjaśnień, dlaczego sąsiedzi atakowanej rośli wzmacniają swoje mechanizmy obronne. Być może rośliny nie są w stanie stłumić sygnałów świadczących o tym, że są atakowane. Nawet gdyby przekazanie takiej informacji sąsiadom nie było dla nich korzystne, to i tak jest ona wysyłana.
Inną, intrygującą możliwością, jest założenie, że to grzyby mikoryzowe monitorują roślinę, z którą współżyją, wykrywają, gdy jest ona atakowana, i ostrzegają inne rośliny w sieci. Być może grzyby odnoszą korzyści z ochrony wszystkich roślin znajdujących się w tej samej sieci powiązań. Grzyby mikoryzowe zależą od roślin, więc w ich interesie jest utrzymanie roślin w dobrym stanie. Być może to one nasłuchują i ostrzegają inne rośliny, gdy jedna z nich jest atakowana, zastanawia się Scott.
Współautor badań, profesor Toby Kiers z Amsterdamu i dyrektor Towarzystwa Ochrony Podziemnych Sieci (SPUN) – organizacji naukowej stawiającej sobie za mapowanie i ochroną sieci mikoryzowych, które wspierają znaczną część życia na Ziemi – dodaje, że nie ma wątpliwości, iż informacje ostrzegawcze są przekazywane. Organizmy bez przerwy zbierają i przetwarzają informacje o swoim otoczeniu. Pytanie brzmi, czy rośliny aktywnie ostrzegają swoich sąsiadów. A może po prostu ich szpiegują?.
« powrót do artykułu -
przez 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 -
przez KopalniaWiedzy.pl
Młodzi naukowcy z Wydziału Geoinżynierii Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego (UWM) stworzyli Kapsułę Nowego Życia, a w niej warunki niezbędne do powstania małego ekosystemu. Olsztynianie pracują nad specjalnym nawozem, który pozwoli na uprawę i rozwój roślinności na Marsie i w innych miejscach, w których obecnie jest to niemożliwe.
Wyniki tych badań mogą stanowić przełom nie tylko dla NASA czy Elona Muska planującego osiedlić ludzi na Czerwonej Planecie. Pomogą także walczyć z głodem na wyjałowionych terenach pustynnych - podkreślono w komunikacie Wydziału Geoinżynierii.
Autorami opisywanych badań są Izabela Świca ze Szkoły Doktorskiej UWM i Hubert Kowalski, doktorant z Katedry Inżynierii Środowiska na Wydziale Geoinżynierii.
Świca i Kowalski zajmują się wytworzeniem specjalnego nawozu z biomasy glonowo-grzybowej. Co ważne, substancja ma właściwości rekultywujące glebę, również reolit marsjański.
Początki projektu
"Kapsuła Nowego Życia NLC" to projekt, który w 2019 r. otrzymał dofinansowanie w konkursie Studencki Grant Rektora. Autorzy kapsuły - Hubert Kowalski, Maciej Piejdak oraz Izabela Świca - stworzyli Kapsułę w ramach Koła Naukowego Inżynierii Środowiska. Jak zaznaczono w Wiadomościach Uniwersyteckich, pomysł, który wystawili do rektorskiego konkursu, był na tyle ciekawy i rozwojowy, że nie tylko otrzymał grant, ale i zakończył się zgłoszeniem do Urzędu Patentowego RP. Autorzy złożyli też propozycję jego zastosowania do użyźniania jałowych pustynnych gruntów rządom Zjednoczonych Emiratów Arabskich i Kataru.
Do tego, żeby właściwości glonów i grzybów wykorzystać, zainspirował nas prof. Mirosław Krzemieniewski, opiekun naszego koła – opowiada Hubert Kowalski. Studenci stwierdzili, że skoro grzyby i glony się uzupełniają, należy je połączyć. Powstał pomysł podwójnego reaktora do ich hodowli. W górnej części grubej szklanej rury znajdują się zielenice - a konkretnie chlorella zwyczajna (Chlorella vulgaris) - w dolnej rezydują zaś grzyby. Na pytanie jakie, Kowalski odpowiada następująco: leśne, a mówiąc nienaukowo – tzw. psie. Pozbieraliśmy ich grzybnie w lesie i zasadziliśmy na podłożu ze słomy w naszym reaktorze. Glony i grzyby mają dużo światła i ciepła, dostają pożywki i ich jedynym zadaniem jest produkować biomasę.
Badamy współpracę i wzajemne zależności rozwoju między glonami a grzybami w warunkach niemal samowystarczalnych. Grzyby, rozkładając namnażającą się biomasę mikroglonów, wydzielają niezbędny do rozwoju glonów dwutlenek węgla. Glony zaś, w procesie fotosyntezy, wytwarzają tlen dla grzybów. W ten sposób powstaje nawóz, który użyźnia glebę – dodaje.
Mechanizm działania i prace nad udoskonaleniem
Woda zostanie pozyskana z urządzenia wykorzystującego zjawisko skraplania się rosy. Wykorzystanie paneli fotowoltaicznych pozwoli m.in. na ogrzanie reaktora z glonami i grzybami nocą. Jak podaje Lech Kryszałowicz, redaktor naczelny Wiadomości Uniwersyteckich, część glonów z górnego reaktora będzie dopływać do dolnego z grzybami, aby miały czym się pożywiać. Z zewnątrz kapsuła będzie potrzebować tylko co jakiś czas pożywki dla glonów. Nadmiar biomasy z reaktora będzie odprowadzany bezpośrednio do gruntu pod kapsułą, użyźniając go. Kapsuły można ustawiać przy sobie, tak aby powstawały poletka. Nadmiar tlenu uleci do atmosfery. W warunkach laboratoryjnych z 2 kg CO2 udało się uzyskać 1 kg biomasy.
Kapsuła Nowego Życia to bardzo oryginalny i obiecujący pomysł. To szansa na użyźnienie gruntów na obszarach o glebach ubogich, pustynnych, gdyż wzbogaca je w substancje organiczne. Ważne jest też to, że Kapsuły nie potrzebują licznej obsługi. Jej autorzy myślą już o zasilaniu ich w pożywki dla glonów za pomocą dronów, a Izabela o wykorzystaniu tego pomysłu do ożywienia Marsa – pochwalił byłych podopiecznych prof. Mirosław Krzemieniewski.
Badania rozpoczęły pod kierunkiem prof. Krzemieniewskiego, a obecnie są kontynuowane pod przewodnictwem prof. dr. hab. Marcina Dębowskiego. Pracujemy ciągle nad udoskonaleniem kapsuły, czyli np. zwiększeniem wydajności glonów i badaniem, w jakim tempie substancja organiczna przenika przez grunt – mówi Kowalski.
Jeśli próby zasilania Kapsuł przez drony się powiodą, obniży to koszty ich eksploatacji i niewątpliwie zwiększy ich atrakcyjność. Będzie ich można ustawiać więcej i w większej liczbie miejsc, także w tych z trudnym dostępem.
Pracujemy na symulancie marsjańskiej gleby, który pochodzi z Hawajów. Na podstawie zgromadzonych danych pozyskanych z dotychczasowej eksploracji Czerwonej Planety Amerykanie stworzyli kopię skały pokrywającej Marsa o identycznych właściwościach. Badając wytworzony nawóz, w Kapsule Nowego Życia eksperymentujemy na próbkach właśnie tego symulantu – wyjaśnia Izabela Świca.
Nie tylko Mars
Wyniki badań doktorantów mogą pomóc w odtworzeniu żyzności gleb na terenach zdegradowanych, a także pustynnych. Nasze badania umożliwią uprawę i rozwój roślinności w miejscach, na których dzisiaj nie da się tego robić. W obliczu zwiększającej się liczby ludności na świecie i ciągle nierozwiązanego problemu głodu, organiczny nawóz użyźniający glebę niesie nadzieję na poprawę warunków życia dla milionów ludzi - podkreśla Świca.
Prace badawcze mają się zakończyć w 2023 roku.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Tufts University odkryli, że bakterie istotne dla dojrzewania sera reagują na lotne związki organiczne (ang. volatile organic compounds, VOCs) produkowane przez grzyby ze skórki. Powoduje to silniejszy wzrost niektórych z nich. Skład mikrobiomu sera ma krytyczne znaczenie dla smaku i jakości produktu, dlatego ustalenie, jak można go kontrolować czy modyfikować, sporo znaczy dla sztuki serowarniczej.
Wyniki badań, które ukazały się w piśmie Environmental Microbiology, zapewniają także model dla zrozumienia i modyfikacji innych istotnych mikrobiomów, np. glebowego czy jelitowego.
Ludzie od stuleci cenią rozmaite aromaty serów, ale dotąd nie badano, jak aromaty te wpływają na biologię mikrobiomu sera - podkreśla prof. Benjamin Wolfe.
Amerykanie opowiadają, że wiele mikroorganizmów wytwarza lotne związki organiczne w ramach interakcji ze środowiskiem. Dobrze znanym tego rodzaju związkiem jest geosmina emitowana przez mikroorganizmy glebowe; można ją wyczuć w lesie po dużym deszczu.
Jak podkreślają uczeni, bakterie i grzyby rosnące w dojrzewającym serze wydzielają enzymy, które rozkładają aminokwasy (powstają m.in. alkohole, aldehydy, aminy czy różne związki siarki) i kwasy tłuszczowe (do estrów, ketonów metylowych i alkoholi drugorzędowych). Wszystkie powstałe związki przyczyniają się do zapachu i smaku serów.
Zespół z Tufts University odkrył, że tak naprawdę VOCs spełniają 2 funkcje. Przyczyniają się do wrażeń zmysłowych i dodatkowo pozwalają grzybom komunikować się i odżywiać bakterie mikrobiomu sera.
Parując 16 bakterii serowych z 5 grzybami ze skórki sera, naukowcy zauważyli, że grzyby wywoływały u bakterii szereg reakcji (od silnej stymulacji po silne hamowanie). Jeden z gatunków bakteryjnych, Vibrio casei, reagował, rosnąc szybko w obecności VOCs wszystkich 5 grzybów. Inne bakterie, takie jak Psychrobacter, rosły zaś wyłącznie w odpowiedzi na grzyby Galactomyces. Liczebność dwóch innych bakterii spadała natomiast znacząco podczas wystawienia na oddziaływanie VOCs wytwarzanych przez Galactomyces.
Uczeni stwierdzili, że lotne związki organiczne zmieniały ekspresję wielu genów bakterii, w tym genów wpływających na sposób metabolizowania składników odżywczych.
Jednym ze wzmacnianych mechanizmów metabolicznych jest szlak glioksalowy (ang. glyoxylate shunt). W ten sposób bakterie mogą skuteczniej wykorzystywać pewne VOCs jako źródła energii i wzrostu.
Bakterie są w stanie "zjadać" to, co my postrzegamy jako zapachy. To ważne, gdyż ser nie stanowi bogatego źródła łatwo metabolizowanych cukrów, takich jak np. glukoza. Za pośrednictwem VOCs grzyby wspomagają więc bakterie - wyjaśnia dr Casey Cosetta.
Teraz, gdy wiemy, że związki znajdujące się w powietrzu są w stanie kontrolować skład mikrobiomów, możemy zacząć myśleć o tym, jak kontrolować skład mikrobiomów innych niż serowe, np. w rolnictwie, by poprawić jakość gleby i plony, czy w medycynie, by lepiej sobie radzić z chorobami mikrobiomozależnymi - podsumowuje Wolfe.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Obecność grzybów, w tym drożdżaków, w pyłku i nektarze kwiatów to raczej norma niż wyjątek. Jak podkreślają specjaliści z Katolickiego Uniwersytetu w Leuven, z jednej strony aktywność metaboliczna grzybów może zmienić skład cukrowy i aminokwasowy nektaru, przez co stanie się on mniej odżywczy dla zapylaczy. Z drugiej jednak strony obecność "lokatorów" może wpłynąć korzystnie na wartość odżywczą nektaru, bo grzyby działają probiotycznie i uwalniają różne metabolity. Jak jest naprawdę, pomogły rozstrzygnąć dopiero eksperymenty.
W ramach najnowszego badania zespół Maríi I. Pozo dodawał do nektaru 5 różnych gatunków grzybów (4 gatunki drożdżaków i 1 gatunek podstawczaka): Candida (Wickerhamiella) bombiphila, Candida bombi, Metschnikowia reukaufii, Metschnikowia gruessii i Rothotorula mucilaginosa. Belgowie badali wpływ tego zabiegu na skład nektaru i jak to z kolei oddziałuje na kolonie trzmieli ziemnych (Bombus terrestris). Autorzy artykułu z pisma Ecological Monographs monitorowali rozwój kolonii i różne wskaźniki dobrostanu, np. rozmiary i wagę owadów, ich śmiertelność, utratę wagi podczas hibernacji, sukces rozrodczy, a także na oporność na zakażenia.
Oprócz tego oceniano atrakcyjność nektaru z grzybami za pomocą sztucznej łąki. Połowa kwiatów zawierała roztwór cukrowy z grzybami, a reszta zwykły roztwór cukrowy. Naukowcy oceniali, jak często odwiedzane są poszczególne typy kwiatów i ile czasu trzmiele w nich spędzają.
Okazało się, że choć grzyby znacząco zmieniały skład nektaru, nie miało to wpływu na żerowanie trzmieli ani na to, ile nektaru spożywały. Spodziewaliśmy się czegoś przeciwnego, dlatego byliśmy dość mocno zaskoczeni. Wydaje się, że trzmiele trawią komórki grzybów, które zawierają więcej skoncentrowanych składników odżywczych niż sam nektar - opowiada Pozo.
Spośród 5 badanych gatunków C. bombiphila, M. gruessii i R. mucilaginosa wywierały największy korzystny wpływ na wzrost kolonii. Generalnie wywierany wpływ był gatunkowo specyficzny. Naukowcy zauważyli, że dodatek grzybów zmniejszał śmiertelność larw, prowadząc do większej liczby poczwarek i robotnic (a większa liczba robotnic to bardziej żywotna kolonia).
Co istotne, w hodowlach in vitro Belgowie wykazali, że grzyby mają potencjał, by zahamować wzrost groźnego pasożyta - świdrowca Crithidia bombi. W kohodowli C. bombiphila, C. bombi i M. reukaufii zmniejszały przeżywalność patogenu.
Nektar jest dla pszczół idealnym pokarmem. [...] Zawiera on grzyby, które stymulują ich populacje. Niestety, aktywność człowieka, np. stosowanie fungicydów, może negatywnie wpłynąć na występowanie grzybów i innych mikroorganizmów.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.