Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Hormon szczęścia czy przekleństwo rolników?

Recommended Posts

Co sprawia, że niepozorna szarańcza, owad spokrewniony z konikiem polnym, staje się jednym z najpoważniejszych szkodników, żerujących w stadach, które śmiało można by nazwać gangami? Okazuje się, że kluczem do tej odmiany jest... serotonina, zwana niekiedy "hormonem szczęścia".

Zrozumienie fizjologii owadów z rodziny szarańczowatych (Acrididae) jest niezwykle istotne praktycznie dla całego świata - wywołane przez nie gigantyczne szkody w rolnictwie dotykają przecież wszystkich. Najistotniejszym z gatunków wydaje się być szarańcza pustynna (Schistocerca gregaria): w jej zasięgu znajduje się aż 20% lądów Ziemi, a ich największe stada, zdolne do pustoszenia całej roślinności na zaatakowanym obszarze, miewają niekiedy po kilka kilometrów długości.

Gromadzenie się szarańczy w stada jest naturalną konsekwencją niedostatku pożywienia, prowadzącego do wspólnego żerowania na nielicznych stanowiskach mogących zaoferować jakikolwiek pokarm. Wcześniejsze badania wskazywały, że zwierzęta te wykazują tendencję do łączenia się w grupy, gdy dochodzi między nimi do kontaktu fizycznego (mówiąc dokładniej, zjawisko to jest efektem pocierania tylnych odnóży oraz widoku i zapachu towarzyszy), lecz nie było jasne, jaki czynnik wywołuje takie zachowanie. 

Najnowsze studium, przeprowadzone przez zespół badaczy z uniwersytetów w Cambridge oraz Oxfordzie, wykazały, że w organizmach szarańczy żyjących w stadach znajduje się aż trzykrotnie więcej jednego z neuroprzekaźników, serotoniny, niż w ciałach osobników preferujących spokojne życie w samotności.

Podążając tym tropem, naukowcy udowodnili także, że drażnienie odnóży insektów powoduje zwiększenie stężenia serotoniny, zaś ta sama czynność połączona z podaniem związków hamujących efekt działania neuroprzekaźnika nie powoduje transformacji z formy spokojnej do stadnej. Ostatecznym dowodem na potwierdzenie postawionej hipotezy było wstrzyknięcie samego neuroprzekaźnika, który powodował szybką zmianę zachowań szkodnika.

Dokonane odkrycie nie dostarcza co prawda gotowego rozwiązania problemu inwazji szarańczy, lecz otwiera obiecującą drogę poszukiwania metod ich zwalczania. Angielscy eksperci są przekonani, że manipulowanie poziomem serotoniny w organizmach insektów i wymuszenie na nich samotniczego trybu życia mogłoby znacząco poprawić skuteczność ochrony upraw. O swoim odkryciu informują szerzej na łamach magazynu Science.

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
      W 1985 roku Charles Hockett wysunął hipotezę, zgodnie z którą używanie zębów i szczęki jako narzędzi w społecznościach łowiecko-zbierackich spowodowało, że ich przedstawiciele nie mogli wymawiać dźwięków, do produkcji których używa się jednocześnie dolnej wargi i górnych zębów (spółgłoski wargowo-zębowe), czyli dźwięków „f” [f] i „w” [v].
      Damian Blasi z Instytutu Historii Człowieka im. Maksa Plancka, Steven Moran z Instytutu Lingwistyki w Zurichu oraz ich koledzy z Francji, Holandii i Singapuru połączyli dane paleoantropologiczne, lingwistyki historycznej oraz biologii ewolucyjnej i na tej podstawie dostarczyli dowodów, że w neolicie doszło do ogólnoświatowej zmiany dźwięków w językach. Języki zostały więc ukształtowane poprzez zmiany spowodowane zmianą sposobu gryzienia, na co wpłynęło rolnictwo, zmiany dietetyczne oraz zmiany w zachowaniu.
      Ludzka mowa jest bardzo zróżnicowana, a wydawane dźwięki rozciągają się od bardzo rozpowszechnionych „m” czy „a”, po unikatowe głoski mlaszczące w niektórych językach afrykańskich. Uważa się, że zdolność do wymawiania ponad 2000 różnych dźwięków pojawiła się wraz z ewolucją i istnieje co najmniej od pojawienia się Homo sapiens. Jednocześnie specjaliści sądzą, że rozpowszechnienie się danego dźwięku w językach świata zależy od tego, na ile łatwo dźwięk ten wymówić, odróżnić od innych i nauczyć się go. Również te umiejętności są na stałe wbudowane w nasz gatunek.
      Biorąc pod uwagę powyższe uwarunkowania można spodziewać się, że każda zmiana w ludzkim aparacie mowy, słuchu czy w zdolności do uczenia się powinna wpływać na prawdopodobieństwo, a może nawet na zakres, występowania dźwięków w języku.
      Dowody paleoantropologiczne wskazują, że w neolicie doszło do dużej zmiany w ludzkim aparacie mowy. Prawidłowy jest odpowiedni nagryz pionowy i poziomy, gdy zęby górne i dolne nie nachodzą całkowicie na ciebie. Jednak w paleolicie ludzie używali zębów jako narzędzi, przez co już w wieku nastoletnim wykształcał się u nich zgryz, w którym zęby całkowicie na siebie nachodziły. Przez to dźwięki, wymagające kontaktu dolnej wargi z górnymi zębami były trudne do wymówienia.
      Odpowiedni nagryz pionowy i poziomy u dorosłych widzimy w danych paleontologicznych pochodzących z czasu, gdy upowszechniło się rolnictwo, a wraz z nim bardziej intensywne przetwarzanie żywności, dzięki czemu ludzie zaczęli jeść bardziej miękkie pożywienie. Wówczas aparat mowy H. sapies ukształtował się tak, że można było z łatwością wymawiać dźwięki „f” [f] i „w” [v].
      Hipoteza taka znajduje wsparcie w modelach biomechanicznych. Dzięki nim wiemy, że przy prawidłowym nagryzie wymówienie głosek wargowo-zębowych „f” [f] i „w” [v] wymaga o 30% mniej wysiłku niż wówczas, gdy zęby dokładnie na siebie nachodzą. Problem ten nie występuje w wypadku dźwięków takich jak „m” [m] czy „p” [p], które powstają dzięki zetknięciu obu warg. Te dźwięki ludzie paleolitu mogli bez problemu wymawiać. Modele takie wykazały również, że taki jak obecnie nagryz pionowy i poziomy zmniejsza od 24 do 70 procent odległość pomiędzy zębami a wargą przy artykulacji spółgłosek dwuwargowych („m” [m], „p” [p] i inne), prowadząc w ten sposób do zwiększenia prawdopodobieństwa przypadkowego pojawienia się dźwięków wargowo-zębowych w społecznościach, gdzie prawidłowy nagryz został zachowany w wieku dorosłym.
      Oszacowania występowania prawidłowego nagryzu w zależności od rozpowszechnienia w danej społeczności żywności pochodzącej z rolnictwa wykazały, że w społecznościach łowiecko-zbierackich głoski zębowo-wargowe występują 4-krotnie rzadziej niż w społecznościach rolniczych. Podobne wyniki dały badania rekonstrukcyjne nad językami indoeuropejskimi. Okazało się, że mediana prawdopodobieństwa występowania dźwięków wargowo-zębowych w protojęzyku (6000 do 8000 lat temu) wynosiła około 3%, podczas gdy w istniejących językach indoeuropejskich wynosi ona 76%.
      Dźwięki „f” [f] oraz „w” [v] rozpowszechniły się w ludzkich językach stosunkowo niedawno, a było to możliwe dzięki pojawieniu się rolnictwa.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rolnictwo, które wydaje się bardziej przyjazne środowisku, a jednocześnie wykorzystuje więcej ziemi, by uzyskać takie same plony, może mieć bardziej negatywny wpływ na przyrodę niż rolnictwo intensywne, używające mniej ziemi, wynika z ostatnich badań.
      Od pewnego czasu ukazują się badania, których autorzy twierdzą, że najlepszym sposobem na ochronę środowiska naturalnego przed negatywnym wpływem działalności rolniczej człowieka, jest jak najbardziej intensywne wykorzystywanie ziemi, dzięki czemu można jej używać mniej. Jednak problem w tym, że z intensywnymi technikami rolniczymi wiąże się nieproporcjonalnie duży poziom zanieczyszczenia, erozji gleby i zużycia wody. Jednak, jak dowodzą autorzy najnowszych badań, to pogląd nieprawdziwy.
      Grupa naukowców postanowiła dokładnie oszacować zanieczyszczenia – takie jak produkcja gazów cieplarnianych, zużycie nawozów i wody – i przeliczyć je na jednostkę żywności wyprodukowanej w sposób intensywny lub w sposób uważany za przyjazny środowisku. W ten sposób mogli porównać koszt środowiskowy obu metod uprawy ziemi.
      Wcześniej prowadzono już podobne badania, lecz tam porównywano wpływ środowiskowy na jednostkę terenu. Jako, że rolnictwo intensywne korzysta z mniejszej ilości ziemi to, jak twierdzą autorzy najnowszych badań, prowadziło to do przeszacowywania zanieczyszczeń z tego typu działalności rolniczej.
      Badania czterech głównych sektorów działalności rolniczej wykazały, że – wbrew temu co się powszechnie uważa – bardziej intensywne rolnictwo, które używa mniej ziemi, powoduje też mniejsze zanieczyszczenie, erozję i zużywa mniej wody.
      Należy jednak wziąć pod uwagę pewne poważne zastrzeżenie. Jeśli intensywne rolnictwo będzie wykorzystywane wyłącznie w celu zwiększania plonów czy obniżania cen żywności, przyspieszy ono niszczenie planety. Zdaniem autorów badań, intensywna działalność rolnicza sprawdzi się jako metoda ochrony przyrody tylko wówczas, jeśli będzie prowadzona właśnie po to, by jak najmniej terenów przeznaczać na działalność rolniczą.
      Rolnictwo to najważniejszy czynnik przyczyniający się do utraty bioróżnorodności planety. Ciągle niszczymy habitaty, by zrobić miejsce na pola uprawne, mówi główny autor badań, profesor Andrew Balmoford z Wydziału Zoologii Cambridge University. Nasze wyniki pokazują, że możemy wykorzystać intensywne rolnictwo by zapewnić wyżywienie ludności chroniąc jednocześnie dziką przyrodę. Jeśli jednak chcemy uniknąć masowej zagłady gatunków musimy połączyć takie działania rolnicze z chęcią uchronienia jak największych obszarów od działalności rolniczej.
      Naukowcy przeanalizowali dane dotyczące zanieczyszczeń powodowanych przez cztery wielkie sektory produkcji rolnej: uprawy ryżu w Azji, uprawy pszenicy w Europie, produkcję wołowiny w Ameryce Łacińskiej i produkcję mleka i jego przetworów w Europie.
      Uzyskane wyniki wskazują, że wiele systemów intensywnej uprawy i hodowli ma mniejszy negatywny wpływ na środowisko naturalne i, co najważniejsze, używa mniej terenów, niż mniej intensywna działalność rolnicza. Na przykład okazało się, że wykorzystywane w intensywnej uprawie ryżu nieorganiczne związki azotu nie zwiększają emisji gazów cieplarnianych, ale skutkują wyższymi plonami i mniejszym zużyciem wody na tonę ryżu. Z kolei przy niektórych intensywnych metodach hodowli krów możliwe jest zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych aż o połowę, jeśli na pastwiskach zasadzi się drzewa zapewniające bydłu cień. Badania organicznych farm mlecznych w Europie wykazały, że do produkcji tej samej ilości mleka potrzebują one o co najmniej 30% ziemi uprawnej i dwukrotnie więcej ziemi do wypasu niż tradycyjne farmy mleczne.
      Organiczne systemy hodowli i uprawy roli są często postrzegane jako bardziej ekologiczne od systemów tradycyjnych, jednak nasze badania wskazują, że jest wręcz przeciwnie. Systemy organiczne, poprzez wykorzystywanie większej przestrzeni, mogą w ostatecznym rozrachunku bardziej szkodzić środowisku naturalnemu, mówi współautor badań, doktor David Edwards z University of Sheffield.
      Autorzy badań podkreślają, że intensywne rolnictwo musi być połączone z mechanizmami zapobiegającymi jego rozprzestrzenianiu się. Można to zrobić np. poprzez dopłaty do działalności rolniczej, gdzie rolnicy, w zamian za zwrócenie części swojej ziemi do środowiska naturalnego i rozpowszechnienie intensywnych metod upraw i hodowli na pozostałych częściach, otrzymywali by pieniądze pochodzące z podatków. W ten sposób można by ograniczyć ich chęć rozszerzania areałów upraw i zwiększania swoich zysków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wraz z pojawieniem się rolnictwa w Europie nastąpiła nie tylko rewolucja w kwestii pozyskiwana żywności, ale również zmiany w stosowanych źródłach światła – powiedział w rozmowie z PAP archeolog dr Krzysztof Tunia.
      Na terenach obecnej Polski do mniej więcej V tysiąclecia p.n.e. do rozświetlania ciemności stosowano światło z ogniska oraz zapewne, co najwyżej, żagwie, czyli pochodnie w formie drewnianych szczap. Zmiana w kwestii oświetlenia pojawiła się wraz z nadejściem z Bliskiego Wschodu do Europy znajomości rolnictwa i hodowli.
      Dlaczego tak się stało? Wraz z bardziej zaawansowanym systemem gospodarowania pojawiła się umiejętność wytwarzania różnorodnych naczyń ceramicznych. Wśród nich w czasie wykopalisk natrafiamy, również na terenie Polski – głównie na wybrzeżach Bałtyku – nie tylko na formy kuchenne, ale też na takie, których funkcja musiała być inna. Zapewne były prostymi lampkami - wyjaśnia archeolog z Instytutu Archeologii i Etnologii PAN dr Krzysztof Tunia. Wskazuje te w formie płytkich „wanienek” czy „łódek”. Jak dodaje, ich główną część stanowił zbiornik na substancję łatwopalną. Światło uzyskiwano dzięki zapaleniu zatopionego w niej knota roślinnego.
      Zdaniem rozmówcy PAP „najjaśniej” na przełomie mezolitu i neolitu zrobiło się w strefie nadbałtyckiej, m.in. w północnej części obecnej Polski, gdzie archeolodzy znajdują szczególnie wiele naczynek o funkcji lampek. Im dalej w głąb kontynentu europejskiego, tym znalezisk źródeł światła jest zdecydowanie mniej. Tam nadal dominowały – jego zdaniem – łuczywa. Te nie zachowują się z reguły do naszych czasów i archeolodzy nie natrafiają na nie w czasie wykopalisk.
      Część ceramicznych lampek używanych w Środkowej Europie prawdopodobnie była podwieszana za pomocą sznurków – świadczy o tym wygląd tych przedmiotów: są to sześciany o krawędziach o długości kilku centymetrów z zagłębieniem pośrodku i czterema otworkami w narożnikach. Inne wykonano w formie figurek byków, także zaopatrzonych w zagłębienie na grzbiecie oraz otworki.
      Takie znaleziska pochodzą z terenów na południe od Karpat, być może zostaną znalezione i na +naszych+ terenach – mówi dr Tunia.
      Jak dodaje, w południowej Polsce odkryto dotąd bardzo nieliczne formy ceramiczne w kształcie dwustożkowatych, niewielkich naczyń, zaopatrzonych w służące do zawieszania otworki. Nie można wykluczyć, iż i one służyły za lampki – uważa dr Tunia.
      Podstawowym problemem był dostęp do substancji łatwopalnych. Tylko nad morzem występowała odpowiednio duża ilość dostępnego surowca do produkcji materiału palnego stosowanego w lampkach - był to tłuszcz pozyskiwany ze zwierząt morskich. Im dalej na południe od Bałtyku tym częściej stosowano pochodnie. Sądzę, iż łuczyw w zasadzie nie owijano, ani niczym ich nie smarowano, korzystając z naturalnych żywic zawartych w surowcu drewnianym – uważa dr Tunia.
      Archeolodzy, podobnie jak detektywi, znajdują pośrednie dowody na użycie pochodni w pradziejach. Na przykład w czasie wykopalisk w kopalni krzemienia pasiastego, użytkowanej już w okresie neolitu w Krzemionkach Opatowskich, natknęli się na węgle drzewne. Są to najprawdopodobniej pozostałości wypalonych łuczyw lub palonych tam ognisk. Choć raczej ta pierwsza możliwość jest bardziej prawdopodobna, ponieważ ognisko konsumowałoby zbyt dużo tlenu potrzebnego do oddychania górnikom. Ogniska palono raczej w pobliżu den pionowych szybów, gdzie odpalano kolejne pochodnie niezbędne do rozświetlenia ciemności w szybie wydobywczym – uważają archeolodzy.
      Świadectwem wykorzystania łuczyw mają być też widoczne na ścianach kopalni kreski wykonane węglem drzewnym. Dr Tunia uważa, że są to ślady po utrąceniu zwęglonej końcówki pochodni przez otarcie jej o ścianę celem uzyskania większego płomienia.
      Jak opowiada archeolog od okresu neolitu wśród mieszkańców Europy widać co prawda stopniowo chęć rozświetlenia ciemności, ale życie ówczesnych regulował naturalny rytm dnia. Oświetlenie było z reguły potrzebne tam, gdzie światło słoneczne po prostu nie docierało nigdy - we wspomnianych już kopalniach, jaskiniach, albo... chatach. W domostwach w miejscu palenisk, ognisk powstawały coraz bardziej zaawansowane piece wykonane z gliny. Mniej kopciły, dłużej trzymały ciepło, ale były kiepskim źródłem światła.
      Egipskie ciemności pogłębiał fakt, że ówczesne domostwa nie miały zbyt wielu otworów. Wydaje mi się, iż główną funkcją chaty było zapewnienie schronu i ogrzania dla jej mieszkańców, a aspekt oświetlenia wnętrza – szczególnie przez otwory w ścianach, czyli okna i drzwi – był rzeczą wtórną. Zresztą przez te otwory uciekało z wewnątrz cenne ciepło - uważa Tunia. Sztuczne światło, nawet w ograniczonym zakresie było potrzebne o każdej porze dnia, na przykład w celu przygotowania posiłku.
      Do naszych czasów zachowują się co najwyżej zarysy pradziejowych domostw i ich fundamenty, albo wręcz część podziemna. Stąd próba ich rekonstrukcji jest bardzo trudna. Najczęściej jest podejmowana w oparciu o analogie etnograficzne. A tu najczęściej widać, że w społecznościach, które nadal żyją poza głównym nurtem cywilizacji chaty są ciemne, bez otworów okiennych, zadymione, ale dające schronienie i ciepłotę. Miałem okazję takie zaobserwować na przykład w społecznościach andyjskich – dodaje archeolog.
      W ocenie dr. Tuni postęp w badaniach nad pradziejowym oświetleniem mogłyby przynieść analizy specjalistyczne domniemanych lampek ceramicznych. Pod takim kątem do tej pory ich nie analizowano. Będzie to zatem kolejny krok do poznania ważnego aspektu życia naszych przodków – kończy naukowiec.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uwalnianie wapnia z kości zachodzi zarówno w czasie laktacji, jak i w przebiegu różnych nowotworów, np. raka piersi. Naukowcy wiedzieli, że odpowiada za to wydzielane przez gruczoły mlekowe (bądź tkanki nowotworowe) białko podobne do parathormonu (PTH-RP). Nie mieli jednak pojęcia, co i gdzie reguluje sekrecję PTH-RP. Okazało się, że to serotonina, znana lepiej jako hormon szczęścia.
      Naukowcy z University of Cincinnati wpadli na trop roli spełnianej przez serotoninę, badając komórki oraz tkanki mysie, krowie i ludzkie. Co ważne, zidentyfikowali też receptory, na które hormon oddziałuje. Co to oznacza z punktu widzenia praktyka? Amerykanie uważają, że dzięki temu będzie można opracować leki zapobiegające utracie masy kostnej (nadmiernej resorpcji kości).
      Wiedząc, że antydepresanty, które ograniczają wychwyt zwrotny serotoniny (SSRI), wywołują także zmniejszenie masy kostnej, naukowcy zaplanowali eksperyment ze zmodyfikowanymi genetycznie myszami. Nie wytwarzały one wystarczających ilości serotoniny i w ich gruczołach mlecznych było znacznie mniej PTH-RP niż w gruczołach zdrowych gryzoni w czasie laktacji.
      Potraktowane serotoniną mysie i krowie gruczoły zwiększały ekspresję PTH-RP, odpowiednio, 8- i 20-krotnie. Gdy hormon dodano do 3 linii komórek ludzkiego raka piersi, ekspresja białka podobnego do parathormonu również wzrosła 20-krotnie.
      Podczas badań na modyfikowanych genetycznie myszach i komórkach mysich gruczołów mlekowych sprawdzano, który z receptorów serotoniny odpowiada za regulację wydzielania PTH-RP. Choć wcześniejsze studia wskazywały, że dla niektórych funkcji gruczołów mlecznych istotny jest receptor 5-HT7, eksperyment akademików z University of Cincinnati sugerował, że tym razem chodzi o receptor 5-HT2.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ponad 3 tys. lat temu w Afryce Środkowej zniknęły duże połacie lasu deszczowego, który został zastąpiony sawannami. Do tej pory zakładano, że powodem była zmiana klimatu, jednak najnowsze badania pokazały, że zaobserwowanych przekształceń nie da się wyjaśnić wyłącznie w ten sposób. Tym, co mogło wspomóc działanie klimatu, była działalność człowieka.
      Zespół Germaina Bayona z Francuskiego Instytutu Badania Morza w Plouzané analizował rdzenie osadów dennych z ostatnich 40 tys. lat z ujścia rzeki Kongo. Poszukiwano markerów geochemicznych, w tym wodoru wskazującego na poziom opadów, potasu i glinu.
      Rdzenie ujawniły, że nasilone wietrzenie chemiczne rozpoczęło się ok. 1500 r. p.n.e., co pokrywa się z pojawieniem się na tym terenie ludów Bantu. Wietrzenie chemiczne w próbkach z wcześniejszych okresów odpowiadały zmianom w opadach, jednak po 1000 r. p.n.e. już tak nie było.
      Wietrzenie chemiczne może być wywołane naturalnie przez opady deszczu i erozję, ale przyspiesza je też wycinka drzew oraz intensywny rozwój rolnictwa. Ponieważ ok. 3000 lat temu zrobiło się bardziej sucho, naukowcy spodziewali się ograniczenia wietrzenia, a nie wzrostu, który ujrzeli w rdzeniach. Bayon sugeruje, że Bantu intensywnie ścinali drzewa, by zrobić miejsce pod pola i dymarki do wytopu żelaza. Przekształcając wzorce erozji gleby, wspomogli zmianę klimatu. Naukowcy nie umieją ustalić, w jakim dokładnie stopniu działalność ludzi odpowiadała za zastąpienie lasu deszczowego sawanną, ale biorąc pod uwagę osady, sądzą, że w znacznym.
      Wg Francuzów, uzyskane wyniki pomogą zinterpretować procesy zachodzące w dzisiejszych lasach deszczowych, np. w Amazonii, gdzie w pierwszej dekadzie XXI w. odnotowano dwie susze.
×
×
  • Create New...