Naukowcy z Wrocławia i Krakowa badają dźwięki wydawane przez zestresowane rośliny
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Nauka odkrywa coraz więcej fascynujących tajemnic świata przyrody. Jedną z największych są interakcje pomiędzy roślinami a zwierzętami. Niedawno dowiedzieliśmy się, że rośliny słyszą zapylaczy i odpowiednio modyfikują swoje zachowanie, a następnie badacze poinformowali, że i owady reagują na dźwięki wydawane przez rośliny. Teraz Ko Mochizuki z Ogrodu Botanicznego Universytetu Tokijskiego odkrył pierwszy przypadek rośliny, która wydziela zapach naśladujący... ranną mrówkę, by przyciągnąć zapylacze.
Muchówki, choć nie kojarzą się z zapylaczami tak bardzo, jak pszczoły czy rośliny, odgrywają ważną rolę w niektórych ekosystemach. Najważniejszymi zapylającymi muchówkami są bzygowate, jednak każdy z nas słyszał też o muchówkach przyciąganych przez kwiaty o zapachu padliny. Owady te zapylają też kwiaty niedostępne dla pszczół, a w ekstremalnych środowiskach, jak Arktyka czy wysokie góry, mogą być sezonowo jedynymi zapylaczami.
Ko Mochizuki opublikował na łamach Current Biology artykuł, w którym informuje o gatunku Vincetoxicum nakaianum, który jest zapylany przez kleptopasożytnicze muchówki. Rośliny z rodzaju Vincetoxicum (Ciemiężyk) są zapylane przez ćmy, różne rodziny muchówek oraz przez karaluchy. Jednak nauka bardzo słabo rozumie, w jaki sposób przyciągają one zapylaczy. Mochizuki zauważył w Ogrodzie Botanicznym Koishikawa, że wokół Vincetoxicum nakaianum gromadzą się muchówki z rodziny niezmiarkowatych (Chloropidae).
W Polsce żyje blisko 200 gatunków należących do tej rodziny. Wiele z nich zajmuje się kleptopasożytnictwem, czyli korzystaniem z pożywienia zdobytego przez inne owady. Ko wysunął więc hipotezę, że Vincetoxicum nakaianum przyciąga muchówki zapachem niedawno zabitych lub zranionych owadów. Po przeprowadzeniu obserwacji, eksperymentów i analiz stwierdził, że V. nakaianum jest pierwszą znaną rośliną, która wydziela zapach rannych mrówek. Mowa tutaj o najbardziej pospolitym gatunku mrówki na Wyspach Japońskich, Formica japonica oraz jej bliskiej krewnej Formica hayashi. Padają one ofiarami pająków, a zabitymi lub rannymi mrówkami mogą pożywiać się niezmiarkowate.
Jako, że jest to nieznany dotychczas przykład mimikry mrówek, który pokazuje tkwiący w roślinach potencjał do naśladowania zwierząt, Ko Mochizuki nie wyklucza, że Vincetoxicum nakaianum może też naśladować zapach zdrowych mrówek. W ten sposób roślina przyciągałaby kleptopasożytnicze muchówki, które kradną mrówkom ich zdobycz. W tym przypadku więc mrówki występowałyby w tym równaniu w roli drapieżników, a nie ofiar.
Mrówki występują powszechnie w ekosystemach lądowych. Są najprawdopodobniej najbardziej rozpowszechnionymi z owadów. Naśladowanie ich przynosi wiele korzyści. Tak wiele, że istnieje ponad 70 gatunków stawonogów, u których w toku ewolucji pojawiły się adaptacje morfologiczne upodabniające je do mrówek, co pozwala im unikać drapieżników. Z kolei niektóre owady myrmekofilne naśladują zapach mrówek, by móc bezpiecznie przebywać w ich gnieździe. Znane są też przykłady roślin, które na łodygach i płatkach eksponują wzór podobny do mrówek. Odkrycie Mo Kochizukiego to pierwszy znany przypadek naśladownictwa mrówek przez kwiaty.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nauka odkrywa coraz więcej fascynujących tajemnic świata przyrody. Jedną z największych są interakcje pomiędzy roślinami a zwierzętami. Niedawno dowiedzieliśmy się, że rośliny słyszą zapylaczy i odpowiednio modyfikują swoje zachowanie, a następnie badacze poinformowali, że i owady reagują na dźwięki wydawane przez rośliny. Teraz Ko Mochizuki z Ogrodu Botanicznego Universytetu Tokijskiego odkrył pierwszy przypadek rośliny, która wydziela zapach naśladujący... ranną mrówkę, by przyciągnąć zapylacze.
Muchówki, choć nie kojarzą się z zapylaczami tak bardzo, jak pszczoły czy rośliny, odgrywają ważną rolę w niektórych ekosystemach. Najważniejszymi zapylającymi muchówkami są bzygowate, jednak każdy z nas słyszał też o muchówkach przyciąganych przez kwiaty o zapachu padliny. Owady te zapylają też kwiaty niedostępne dla pszczół, a w ekstremalnych środowiskach, jak Arktyka czy wysokie góry, mogą być sezonowo jedynymi zapylaczami.
Ko Mochizuki opublikował na łamach Current Biology artykuł, w którym informuje o gatunku Vincetoxicum nakaianum, który jest zapylany przez kleptopasożytnicze muchówki. Rośliny z rodzaju Vincetoxicum (Ciemiężyk) są zapylane przez ćmy, różne rodziny muchówek oraz przez karaluchy. Jednak nauka bardzo słabo rozumie, w jaki sposób przyciągają one zapylaczy. Mochizuki zauważył w Ogrodzie Botanicznym Koishikawa, że wokół Vincetoxicum nakaianum gromadzą się muchówki z rodziny niezmiarkowatych (Chloropidae).
W Polsce żyje blisko 200 gatunków należących do tej rodziny. Wiele z nich zajmuje się kleptopasożytnictwem, czyli korzystaniem z pożywienia zdobytego przez inne owady. Ko wysunął więc hipotezę, że Vincetoxicum nakaianum przyciąga muchówki zapachem niedawno zabitych lub zranionych owadów. Po przeprowadzeniu obserwacji, eksperymentów i analiz stwierdził, że V. nakaianum jest pierwszą znaną rośliną, która wydziela zapach rannych mrówek. Mowa tutaj o najbardziej pospolitym gatunku mrówki na Wyspach Japońskich, Formica japonica oraz jej bliskiej krewnej Formica hayashi. Padają one ofiarami pająków, a zabitymi lub rannymi mrówkami mogą pożywiać się niezmiarkowate.
Jako, że jest to nieznany dotychczas przykład mimikry mrówek, który pokazuje tkwiący w roślinach potencjał do naśladowania zwierząt, Ko Mochizuki nie wyklucza, że Vincetoxicum nakaianum może też naśladować zapach zdrowych mrówek. W ten sposób roślina przyciągałaby kleptopasożytnicze muchówki, które kradną mrówkom ich zdobycz. W tym przypadku więc mrówki występowałyby w tym równaniu w roli drapieżników, a nie ofiar.
Mrówki występują powszechnie w ekosystemach lądowych. Są najprawdopodobniej najbardziej rozpowszechnionymi z owadów. Naśladowanie ich przynosi wiele korzyści. Tak wiele, że istnieje ponad 70 gatunków stawonogów, u których w toku ewolucji pojawiły się adaptacje morfologiczne upodabniające je do mrówek, co pozwala im unikać drapieżników. Z kolei niektóre owady myrmekofilne naśladują zapach mrówek, by móc bezpiecznie przebywać w ich gnieździe. Znane są też przykłady roślin, które na łodygach i płatkach eksponują wzór podobny do mrówek. Odkrycie Mo Kochizukiego to pierwszy znany przypadek naśladownictwa mrówek przez kwiaty.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ćmy decydują o tym, gdzie złożyć jaja na podstawie... dźwięków wydawanych przez rośliny – donoszą naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie. Okazuje się zatem, że nie tylko rośliny modyfikują swoje zachowanie, odbierając dźwięki wydawane przez owady – o czym pisaliśmy niedawno – ale również zwierzęta reagują na dźwięki wydawane przez rośliny. I podejmują na tej podstawie jedne z najważniejszych decyzji w ich życiu.
Izraelscy naukowcy z laboratoriów profesora Yossiego Yovela i profesor Lilach Hadany już przed dwoma laty odkryli, że zestresowane w wyniku niekorzystnych warunków środowiskowych rośliny emitują ultradźwięki. Wiele gatunków zwierząt jest w stanie je usłyszeć. Odkrycie to otworzyło nowe pole badawcze dotyczące akustycznej interakcji pomiędzy roślinami a zwierzętami.
Profesor Yovel i jego zespół wysunęli hipotezę że skoro rośliny wydają dźwięki słyszalne przez zwierzęta, to być może zwierzęta reagują na te dźwięki i odpowiednio się zachowują. Naukowcy skupili się więc na samicach ciem składających jaja na roślinach. Założyli, że owady będą chciały składać jaja na zdrowych roślinach, by larwy po wykluciu się miały dostęp do jak najlepszego pożywienia. Postanowili więc sprawdzić, czy owady złożą jaja na roślinach, które wydają dźwięki świadczące o tym, iż brakuje im wody.
W pierwszym eksperymencie, chcąc wyizolować element akustyczny od optycznego i zapachowego, naukowcy skonfrontowali ćmy z dwoma pudełkami. W jednym znajdował się głośnik odtwarzający dźwięk odwodnionego krzaku pomidora, z drugiego pudełka nie wydobywały się żadne dźwięki. Ćmy wyraźnie wybierały pudełko z głośnikiem, interpretując je jako żywą roślinę. To wskazało, że zwierzęta odbierają dźwięki wydawane przez rośliny i reagują na nie. Gdy bowiem naukowcy zneutralizowali organy ciem odpowiadające za odbieranie dźwięków, zwierzęta zaczęły traktować oba pudełka jednakowo, co pokazało, że ich preferencje opierały się właśnie na dźwięku, a nie innych sygnałach.
W drugim eksperymencie ćmy miały do czynienia z dwoma zdrowymi krzakami pomidorów. Przy jednym z nich ustawiono głośnik wydający dźwięki zestresowanej rośliny, drugi krzak nie wydawał dźwięków. Ćmy wybierały cichą roślinę. Najwyraźniej uznały ją za zdrową, a więc lepsze miejsce do złożenia jaj.
Podczas trzeciego eksperymentu samice znowu miały do czynienia z dwoma pudełkami. W jednym znajdował się samiec, który emituje ultradźwięki podobne do tych emitowanych przez rośliny. W tym przypadku samice nie wykazywały żadnych preferencji i składały jaja na obu pudełkach.
Na podstawie tak przeprowadzonych badań naukowcy stwierdzili, że samice reagują na dźwięki wydawane przez rośliny i na tej podstawie decydują o miejscu złożenia jaj. Jesteśmy przekonani, że to dopiero początek. Interakcje akustyczne pomiędzy roślinami a zwierzętami są bez wątpienia znacznie bardziej bogate, stwierdzają badacze.
Źródło: Female Moths Incorporate Plant Acoustic Emissions into Their Oviposition Decision-Making Process, https://elifesciences.org/reviewed-preprints/104700
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Loma Linda University, uczelni wyższej prowadzonej przez Adwentystów Dnia Siódmego, przedstawili pierwsze dowody wskazujące, że towarzystwo grzechotnika wpływa uspokajająco na innego grzechotnika. Przeprowadzone badania pokazały, że u zestresowanego węża mamy do czynienia ze zjawiskiem społecznego przekazu emocji – buforowania społecznego – czyli sytuacji w której obecność towarzysza zmniejsza stres. Zjawisko to jest szeroko opisywane głównie u ludzi i innych ssaków. Teraz wiemy, że występuje też u węży.
Gdy zwierzęta doświadczają silnego lub chronicznego stresu dochodzi do wydzielania hormonów, zmieniających prace układu nerwowego, odpornościowego i zachowanie. Niektóre zwierzęta potrafią modulować reakcję na stres w obecności innych przedstawicieli swojego gatunku. To buforowanie społecznego nie było dotychczas dokładnie badane w przypadku gadów czy innych zwierząt prowadzących samotny tryb życia.
Lukę tę postanowili uzupełnić naukowcy z Loma Linda University. Wykazaliśmy, że gdy dwa węże są razem i doświadczają stresu, nawzajem buforują swoją reakcję. Podobnie jak ludzie, którzy lepiej radzą sobie, gdy wspólnie doświadczają stresu. Nigdy wcześniej nie zaobserwowano takiego zjawiska u żadnego gatunku gada, mówi doktorantka Chelsea Martin, główna autorka badań.
Naukowcy prowadzili eksperymenty na 25 przedstawicielach gatunku Crotalus helleri. Zwierzętom przymocowano elektrody monitorujące pracę serca, a testy prowadzono według trzech scenariuszy: gdy umieszczano je w wiadrze same, gdy razem z nimi leżała gruba lina i gdy był tam drugi wąż. Po 20 minutach w zakrytym wiadrze, gdy zwierzę się uspokoiło, naukowcy celowo je stresowali i obserwowali, jak wpływało to na ich puls, jak długo wracał on do normy i jak długo zwierzę porusza grzechotką.
Okazało się, że buforowanie społeczne nie tylko ma miejsce u węży, ale nie ma różnicy pomiędzy osobnikami żyjącymi na nizinach, które zwykle zimują samotnie, a tymi z gór, zimującymi z innymi wężami. Nie zauważono też różnicy między samcami a samicami, które w czasie ciąży gromadzą się, a następnie pozostają ze swoim potomstwem.
Eksperyment pokazuje, że grzechotniki wcale nie są takimi samotnikami, za jakie się je uważa. Towarzystwo innego węża ma na nie pozytywny wpływ.
W kolejnym etapie badań naukowcy chcą sprawdzić, czy na buforowanie społeczne u grzechotników ma wpływ kontakt fizyczny (poczas omawianych badań zwierzęta miały ze sobą kontakt) oraz ewentualna wcześniejsza znajomość.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Imperial College London i Natural History Museum opublikowali dwie prace, w których opisali wyniki badań nad populacją czterech gatunków brytyjskich trzmieli. W pierwszym z badań pokazali, jak stres środowiskowy historycznie zmieniał kształt skrzydeł zwierząt, w drugim zaś opisali metodę pozyskiwania DNA z kolekcji muzealnych, co pozwoli na badanie historii genetycznej trzmieli.
Na całym świecie dochodzi do spadku liczby owadów, zagrożonych jest coraz więcej gatunków. Olbrzymią rolę w zanikaniu owadów odgrywają pestycydy i zmiany klimatu. Naszą szczególną uwagę przyciągają znane nam zapylacze, jak pszczoła miodna czy właśnie trzmiele.
Brytyjscy naukowcy przyjrzeli się owadom przechowywanym w muzealnych zbiorach od 1900 roku. Szczególną uwagę zwracali na symetrię skrzydeł. Ich wysoka asymetria pokazuje bowiem, że zwierzęta zostały poddane wysokiemu stresowi środowiskowemu. Uczeni zauważyli, że od roku 1925 stres wywierany na trzmiele jest coraz większy. Każdy z czterech badanych gatunków wykazywał coraz większą reakcję na stres w drugiej połowie XX wieku. Gdy uczeni przyjrzeli się średniej rocznej temperaturze i poziomowi opadów i porównali te dane z danymi o asymetrii skrzydeł zauważyli, że do większej asymetrii dochodziło w latach cieplejszych i bardziej wilgotnych. Takie warunki zdarzają się coraz częściej, a to oznacza, że warunki środowiskowe są coraz bardziej niekorzystne dla trzmieli.
Skąd jednak pomysł, by badać okazy z kolekcji? Dotychczas naukowcy badający np. pszczoły miodne, sprawdzali zmiany ich zachowania w różnych warunkach, na przykład odległość, na jaką wysuwają żądła, czy też badali ekspresję genów czy zmiany ilości różnych molekuł w komórkach w reakcji na niekorzystne czynniki. Jednak wiele z tego typu badań wymaga użycia żywych owadów. Możemy zatem dowiedzieć się czegoś o tym, jak obecne warunki środowiskowe wpływają na owady. Brytyjczycy chcieli zaś wiedzieć, jak wyglądało to w przeszłości.
Dobrym przybliżeniem warunków życia owadów okazał się kształt ich skrzydeł. Im większa między nimi asymetria, w tym bardziej stresowym – zatem niekorzystnym – środowisku żył owad. Dzięki badaniom, które przeprowadziliśmy na trzmielach, z tego, co mówi nam asymetria ich skrzydeł i jak wyglądało to w ubiegłym wieku, możemy teraz przewidywać, że coraz cieplejsze i coraz bardziej wilgotne lata będą wywierały niekorzystne skutki na te owady, mówi doktor Richard Gill z Imperial College London, który specjalizuje się w badaniu wpływu działalności człowieka na trzmiele. Naukowiec uważa, że zmiana symetrii skrzydeł związana jest ze zmianami epigenetycznymi (zmianami ekspresji genów), do których dochodzi pod wpływem czynników środowiskowych. Grupa Gilla nie badała DNA owadów. Zajęła się tym natomiast grupa doktor Seliny Brace, ekspertki od starego DNA z Museum of Natural History.
Większość z owadów w muzealnych kolekcjach nie była konserwowana z myślą o jak najlepszym zachowaniu DNA. Stąd też trudności w jego pozyskaniu ze zbiorów muzealnych. Przeprowadziliśmy jedno z pierwszych badań, w ramach których w wielu zbiorach muzealnych poszukiwane było DNA przechowywanych tam owadów. Bardzo ważne jest byśmy rozumieli, jak materiał genetyczny się zachował. Zauważyliśmy, że ulega on bardzo szybkiej degradacji, ale z czasem ta degradacja spowalnia i pojawia się stały wzorzec degradacji i fragmentacji materiału genetycznego, wyjaśnia Selina.
Naukowcy dowiedzieli się więc, jak przebiega proces degradacji DNA owadów przechowywanych w muzeach, a to z kolei pozwoliło im opracować metody rekonstrukcji tego DNA. Dzięki temu już w najbliższej przyszłości można będzie wykorzystać badania DNA muzealnych okazów owadów do lepszego zrozumienia, jak zmiany środowiskowe wpływają na te zwierzęta oraz łączyć wyniki takich badań z wynikami badań morfologicznych dotyczących np. asymetrii skrzydeł.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.