Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Anion ponadtlenkowy (O2-) jest wolnym rodnikiem i stanowi pierwszy produkt pośredni w łańcuchu redukcji tlenu cząsteczkowego. Wydaje się też, że mimo swojej toksyczności odgrywa podstawową rolę w migracji ptaków. To dzięki niemu nasi skrzydlaci przyjaciele "widzą" pole magnetyczne Ziemi (Biophysical Journal).

Opisywane odkrycie jest dziełem przypadku. Ilia Solov, współpracownik głównego badacza Klausa Schultena z University of Illinois w Urbana-Champaign, nie wiedział, że anion ponadtlenkowy jest toksyczny. Stwierdził za to, że to idealny partner reakcji, która miałaby zachodzić z kryptochromem w ptasim oku.

Kryptochromy są receptorami światła niebieskiego i występują u roślin oraz zwierząt. Przed 9 laty Schulten jako pierwszy postulował, że białka te stanowią sedno ptasiego zmysłu geomagnetycznego i potwierdził to później eksperymentalnie. Jego przypuszczenia były logiczną konsekwencją odkrycia, że pole magnetyczne może oddziaływać na reakcje chemiczne, jeśli przebiegają na tyle szybko, by podlegać czystej mechanice kwantowej. Przed naszym studium myślano, że to niemożliwe, ponieważ pole magnetyczne wpływa na cząsteczki zbyt słabo.

Jak tłumaczy Schulten, takie reakcje chemiczne angażują transfer elektronów, co skutkuje swobodną zmianą spinów, działających jak osiowe kompasy.

Kiedy pole magnetyczne się zmienia, np. podczas manewrów wykonywanych przez ptaka, zmienia się też biokompas w oku i dzięki temu zwierzę widzi, jak obrany przez niego kierunek ma się do północy lub południa.

Inni badacze zauważyli, że kryptochrom, działając za pośrednictwem własnego spinu, wyszukuje reagenty o tzw. spinie zerowym. Sugerowali, że warunki spełnia tlen cząsteczkowy. My twierdzimy, że nie chodzi o łagodny tlen, którym wszyscy oddychamy, lecz o jego bliskiego kuzyna o ujemnym ładunku elektrycznym.

Początkowo Schulten zlekceważył propozycje Solova, potem jednak zmienił zdanie. Zdałem sobie sprawę, że toksyczność jest tu tak naprawdę kluczowa. Organizm dysponuje wieloma mechanizmami zmniejszającymi ilość anionu ponadtlenkowego, zabezpieczając się w ten sposób przed uszkodzeniami komórkowymi. Daje to pewne korzyści, jako że jon musi występować w niewielkich, ale nie zbyt małych, stężeniach, by biokompas działał prawidłowo.

W oczach ludzi również występuje kryptochrom, ale my nie widzimy pola elektromagnetycznego Ziemi. Ponieważ O2- przyspiesza procesy starzenia, nasza ewolucja przedłożyła długowieczność nad zdolności orientacyjne.

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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ciągu ostatnich 50 lat liczba ptaków w USA i Kanadzie zmniejszyła się o 3 miliardy. Jesteśmy zaszokowani uzyskanymi wynikami. Straciliśmy miliardy ptaków, mówi główny autor badań, Ken Rosenberg z Cornell University. Z artykułu, opublikowanego niedawno w Science, dowiadujemy się, że od roku 1970 liczba ptaków w USA i Kanadzie spadła o 29%.
      Rosenberg stał na czele zespołu naukowego składającego się ze specjalistów z siedmiu instytucji badawczych z obu krajów. Naukowcy przeanalizowali dane dotyczące 529 gatunków ptaków. Analizie poddano zarówno długoterminowe dane obserwacyjne, jak i dane satelitarne. Rozenberg mówi, że uzyskane wyniki wskazują nie tylko na to, że problem dotyczy tylko ptaków. To silny sygnał, że środowisko zmienione przez człowieka nie jest w stanie podtrzymać istnienia ptaków. A to wskaźnik nadchodzącego załamania całego ekosystemu.
      Liczba amerykańskich i kanadyjskich dojrzałych płciowo ptaków zmniejszyła się o 2,9 miliarda. Do spadków doszło w każdym rodzaju ekosystemów. Populacja ptaków leśnych zmniejszyła się o 1 miliard. Ptaków łąkowych zaś jest o 50%, czyli o 700 milionów, mniej. Zdaniem naukowców, główną przyczyną jest prawdopodobnie utrata habitatów.
      Największych spadków doświadczyły najbardziej rozpowszechnione gatunki. Aż 90% strat w liczebności dotyczy zaledwie 12 rodzin, w tym wróbli, zięb, kacykowatych czy lasówek. Populacja ulubionego przez stawiających karmniki Amerykanów junko zwyczajnego zmniejszyła się o 160 milionów, a pasówki białogardłej o 90 milionów. Oba gatunki wojaków (obrożny i żółtogardły) są obecnie mniej liczne o 130 milionów osobników. Liczba epoletników krasnoskrzydłych zmniejszyła się zaś o 92 miliony.
      !RCOL

      Powszechnie występujące ptaki przestają być powszechne, mówi Peter Marra, były dyrektor w Smithsonian Migratory Bird Center. Gdy spojrzymy na co szerzej, weźmiemy pod uwagę spadki populacji innych zwierząt, od owadów po płazy, widzimy, że możemy mieć do czynienia z załamaniem całego ekosystemu. A to sprowadzi kłopoty na wszystkich. To pokazuje nam, że środowisko, w którym żyjemy, nie jest zdrowe. Ani dla ptaków, ani prawdopodobnie dla ludzi.
      W ramach analiz pod uwagę wzięto duże bazy danych, takie jak USGS Breeding Bird Survey, która jest prowadzona od 1966 roku, czy coroczny Christmas Bird Count, jakie Audubon Society prowadzi od ponad 100 lat.
      W końcu opracowaliśmy wiarygodną metodą oceny liczby ptaków w Ameryce Północnej. Możemy ufać tym obliczeniom. I okazało się, że w czasie krótszym niż jedno ludzkie życie straciliśmy niemal 1/3 ptaków. Jako specjaliści widzimy, że coś się dzieje. Jednak nawet specjalista nie jest w stanie w pełni ocenić zachodzących procesów, mówi biostatystyk Adam Smith z Environment and Climate Change Canada.
      Naukowcy przyjrzeli się też archiwalnym danym z ponad 140 radaów pogodowych NEXRAD rozsianych po terenie całych Stanów Zjednoczonych. Na tej podstawie Adriaan Dokter z Cornell Lab of Ornithology szacował masę ptaków przemieszczających się nad USA w czasie migracji i stwierdził, że spadki w liczebności są nawet widoczne na radarach. "Od roku 2007 biomasa przemieszczających się ptaków zmniejszyła się o około 14%. Tempo spadku widoczne na radarach jest podobne do modeli liczebności ptaków. Dokter zauważył, że największe spadki mają miejsce we wschodniej połowie USA.
      Jest też kilka dobrych wiadomości. Liczebność drapieżników, takich jak orły czy jastrzębie, zwiększyła się 3-krotnie od 1970 roku. Zawdzięczamy to zakazowi stosowania DDT i zakazowi polowań na ptaki drapieżne.
      O 50% zwiększyła się liczebność ptaków wodnych. To z kolei zasługa licznych programów, takich jak North American Waterflow Management, w ramach których zainwestowano miliardy dolarów w ochronę terenów podmokłych, a na szczeblu federalnym prowadzona jest polityka „no-net-loss”.
      Rosenberg uważa, że dobrze sprawdzające się programy ochrony terenów podmokłych i cieków wodnych mogą stać się wzorem dla ochrony terenów trawiastych i tamtejszych gatunków ptaków. Jednak działania muszą być podjęte już teraz. Sądzę, że obecnie wszystkie te spadki da się jeszcze odwrócić. Jednak za 10 lat może się okazać, że jest to nieodwracalne, mówi uczony.
      Laboratorium Ornitologiczne Cornell University (Cornel Lab of Ornithology) ma 7 prostych porad, w jaki sposób każdy może pomóc ptakom. Wystarczy uczynić okna bezpieczniejszymi, tak, by ptaki się o nie nie zabijały. Właściciele kotów powinni trzymać je w domach, a nie wypuszczać na zewnątrz. Zamiast krótko przyciętego trawnika przed domem warto pomyśleć o posadzeniu roślin, które lubią ptaki. Należy też unikać pestycydów, a zatem w sklepie wybierać żywność, która została wyprodukowana bez ich użycia. Jeśli pijemy kawę, warto kupować tę oznaczoną jako "Przyjazna ptakom". Certyfikat "Bird friendly" przyznaje Smithsonian Migratory Bird Center, a otrzymać go mogą te kawy, które są m.in. produkowane tak, by pozostawić pokrywę leśną dla ptaków. Jeśli chcemy pomóc ptakom, i nie tylko im, powinniśmy używać jak najmniej plastików. W końcu ostatnia porada, ale i prośba, obserwujmy ptaki, notujmy i dzielmy się takimi danymi.



      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      "Ptaki" Hitchcocka dawno już stały się klasyką kina, ale dopiero teraz udało się wyjaśnić, czemu w 1961 r. mewy dokonywały samobójczych lotów na okna domów w kalifornijskiej zatoce Monterey (podobno te właśnie zdarzenia w dużej mierze zainspirowały reżysera).
      Osiemnastego sierpnia 1961 r. w jednej z kalifornijskich gazet alarmowano, że tysiące oszalałych burzyków szarych bombardują brzegi północnej części zatoki Monterey, zwracając przy tym sardele. Hitchcock widział jeden z takich incydentów, który zadziałał na jego żywą wyobraźnię.
      Wg biologów z Uniwersytetu Stanowego Luizjany, ptaki uległy zatruciu. Naukowcy, których artykuł ukazał się w piśmie Nature Geoscience, przeprowadzili sekcje padłych przed półwieczem mew, burzyków i żółwi. Badali zawartość żołądków tych zwierząt. Stwierdzono duże ilości kwasu domoikowego - neurotoksyny uszkadzającej struktury ośrodkowego układu nerwowego. Ponieważ aminokwas ten jest produkowany przez morskie mięczaki i okrzemki, kumuluje się w organizmach m.in. sardeli i kałamarnic, którymi żywią się ptaki morskie. Uszkadzając mózg (a zwłaszcza hipokampa), kwas domoikowy może w skrajnych przypadkach doprowadzać do dezorientacji. Niekiedy zatrucie kończy się też śmiercią.
      Jak wylicza Sibel Bargu, kwas domoikowy wykryto w 79% planktonu zjedzonego przez sardele i kałamarnice. W krótkim czasie neurotoksyna mogła zostać na tyle skoncentrowana, by uśmiercić stworzenia z kolejnych szczebli łańcucha pokarmowego. Pani Bargu podkreśla, że choć już wcześniej wspominano o zatruciu ptaków, dotąd nie udawało się zdobyć na to dowodów. My pokazaliśmy próbki planktonu z zatrucia z 1961 r. [na co dzień są one przechowywane w Scripps Institution of Oceanography], w których znalazły się wytwarzające neurotoksynę okrzemki Pseudo-nitzschia [...].
      W 1991 r. na tym samym obszarze podobnemu zatruciu uległy pelikany brunatne. W żołądkach stanowiących podstawę ich diety ryb odkryto duże ilości okrzemek Pseudo-nitzschia i kwasu domoikowego. Uprawdopodobniało to hipotezę, że ten sam los spotkał 30 lat wcześniej burzyki, mewy i innych nieszczęśników.
      Poszukując bezpośredniej przyczyny zakwitów, naukowcy dywagują, że może chodzić o pestycydy, niewykluczone też, że na przeżywającym budowlany boom terenie doszło (i dochodzi) do wycieku z szamb.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wbrew temu, co wcześniej sądzono, erekcja u należących do bezgrzebieniowców strusi wcale nie przypomina ludzkiej. Ciała jamiste nie wypełniają się bowiem krwią, lecz tak jak u innych ptaków z narządami kopulacyjnymi limfą.
      Jak wspomina dr Patricia Brennan z Uniwersytetu Yale, której artykuł ukazał się właśnie w Journal of Zoology, prace z XIX w. sugerowały, że mechanizm erekcji strusi czerwonoskórych (Struthio camelus) polega na wypełnianiu krwią, podczas gdy w przypadku emu (Dromaius novaehollandiae) czy nandu szarych (Rhea americana) nikt się nawet nie pokusił o jego opisanie.
      Ponieważ u wszystkich innych zbadanych pod tym kątem ptaków wspominano o erekcji limfatycznej, sprecyzowanie mechanizmu erekcji u bezgrzebieniowców wiele by wyjaśniło w zakresie ewolucji morfologii narządów kopulacyjnych u owodniowców. Jako że okazało się, że bezgrzebieniowce także bazują na limfie, przejście do erekcji limfatycznej musiało się dokonać u ostatniego wspólnego przodka ptaków.
      Większość ptaków rozmnaża się dzięki kloace, do której uchodzą nasieniowody i jajowody. Samice i samce stykają się końcową częścią jelita i samiec przekazuje plemniki bezpośrednio do steku partnerki. Poza kazuarami czy strusiami prącie występuje u łabędzi, gęsi, kaczek i flamingów.
      Podczas eksperymentów Brennan i Richard O. Prum (także z Yale) zbadali penisy strusia oraz 3 emu. Penis strusia jest diametralnie różny od prącia emu oraz nandu, ponieważ tworzy go gęsta macierz kolagenowa. Maszyneria limfatyczna nadal się tam jednak znajduje. Strusie mają naczynia krwionośne blisko powierzchni penisa, przez co wydaje się on różowy, ale wewnątrz wypełnia się on limfą, nie krwią - podkreśla Brennan. Amerykanka dodaje, że nie wiadomo, czemu - skoro gady tak jak ssaki wykorzystują do erekcji krew - u ptaków zaszła taka niespodziewana zmiana.
      Układ limfatyczny jest niskociśnieniowy, co oznacza, że wzwód nie może być utrzymany. Ma to poważne następstwa dla sposobu kopulowania ptaków. Część specjalistów sugeruje jednak, że to pozorny problem, ponieważ strusie i nandu mają np. specjalne mięśnie, które zapewniają odpowiednią twardość członka.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z University of Cambridge zaobserwowali, że niektóre gatunki ptaków są zdolne do przeprowadzania skomplikowanych operacji umysłowych zwanych mentalną podróżą w czasie. Część ptaków zamieszkujących tropiki żywi się mrówkami, które w olbrzymich stadach podróżują przez las. Mrówki nie mają jednak z góry ustalonych terminów podróży. Różne mrowiska wyruszają w różnym czasie. Charakteryzują je zmienne wzorce okresów dużej i małej aktywności.
      Zauważono, że ptaki, szukając mrówek, odwiedzają ich tymczasowe „biwaki", by sprawdzić, która kolonia jest w ruchu. Z artykułu opublikowanego w Behavioural Ecology dowiadujemy się, że ptaki sprawdzają różne „biwaki", dzięki czemu unikają kolonii, które wykazują mniejszą aktywność.
      Badania wykazały, że sprawdzanie „biwaków" odbywa się pod koniec dnia, już po pożywieniu się mrówkami. Ptaki wykorzystują zdobyte informacje dopiero następnego dnia. To oznacza, że zwierzęta są zdolne do dokonania operacji polegającej na dostępie do informacji zapamiętanych w przeszłości (lokalizacja gniazda mrówek), by spełnić swoje potrzeby w przyszłości (następnego dnia będą potrzebowały pożywienia). Nazywa się to mentalną podróżą w czasie.
      Aby jej dokonać konieczne są dwa elementy: zdolność do zapamiętywania zdarzeń z przeszłości oraz zdolność do przewidzenia przyszłości i ułożenie planu działania.
      Jeszcze do niedawna sądzono, że podobne zdolności posiadają tylko ludzie. Gdy jednak zauważono, że podobnie postępują niektóre z krukowatych, rozpoczęto badania nad tym zagadnieniem. Już teraz wiemy, że obok krukowatych do mentalnych podróży w czasie zdolne są niektóre naczelne i, być może, szczury.
      Prowadzenie takich badań na zwierzętach nie jest jednak proste, gdyż naukowcy wciąż nie wiedzą, jak to robić bez wpływania na ich wyniki.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Tak jak wiele kobiet, samice sikory bogatki lubią u płci przeciwnej niskie głosy. Ptaki, które żyją w mieście, muszą jednak wybierać większe częstotliwości (wyższe dźwięki), bo inaczej nie przebiją się przez wszędobylski hałas. Ma to swoją cenę: trele są co prawda słyszalne, lecz samice niechętnie wybierają takie samce.
      Wouter Halfwerk z Uniwersytetu w Lejdzie badał rolę tonacji w komunikacji ptaków. Jego praca na ten temat ukazała się właśnie w piśmie PNAS. Odkrył ze swoimi współpracownikami, że samce bogatki śpiewają o wiele niższym głosem, gdy samice są najbardziej płodne, czyli tuż przed złożeniem jaj. Samce, którym udaje się z siebie wydobyć najniższe dźwięki, cieszą się największym powodzeniem wśród płci przeciwnej. Dowiedziono też, że choć sikory łączą się w marcu w monogamiczne pary, samice zdradzają partnera, jeśli nie udaje mu się śpiewać wystarczająco nisko.
      Holendrzy nagrali komunikaty 30 wylosowanych samców sikor bogatek z dwóch okresów lęgowych: między kwietniem i majem 2009 oraz 2010 roku. Testy na ojcostwo miały pokazać, kto ostatecznie zapłodnił samice i czy jest to ten sam samiec, który po wylęgu pomaga partnerce (jako domniemany ojciec) w karmieniu młodych. Wyższe śpiewy najwyraźniej nie odpowiadały do końca samicom, bo dość często w ostatniej chwili zjawiał się ten trzeci i to on tak naprawdę wygrywał wyścig o jej względy.
      Na końcu Holendrzy odtwarzali wysokie i niskie piosenki samicom siedzącym w budkach lęgowych. Sprawdzali w ten sposób, czy samica wyściubi z niej dziób. Niskie dźwięki okazały się najbardziej skuteczne. Gdy naukowcy dołączali do niskich treli szum tła, głos samca stawał się jednak niesłyszalny. Tylko wtedy samice reagowały na wyższe zawołania.
×
×
  • Create New...