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

Co łączy muszkę owocową i jedwabnika?

Recommended Posts

Ekolog Walter Leal i genetyk Deborah Kimbrell z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis postanowili wspólnie oszukać muszki owocowe, przekonując je zapachowo, że jedwabniki morwowe są ich potencjalnymi partnerami seksualnymi. Zmienione genetycznie muszki reagowały na zapach samic jedwabników.

Praktyczne implikacje takiego odkrycia są, wbrew pozorom, bardzo istotne. Metody, które przyciągają lub odstraszają owady, wykorzystuje się przecież w rolnictwie (m.in. przy opryskach pestycydami) czy entomologii medycznej. Wyniki omawianego studium mogą pomóc w zaprojektowaniu związków chemicznych skuteczniej przyciągających owady, a jednocześnie lepiej blokujących ich system komunikowania się. Jest to możliwe, ponieważ owady porozumiewają się i odbierają zapachy za pomocą czułków.

Wiele owadów, w tym jedwabniki morwowe, wydziela feromony, stanowiące ważną informację dla partnera seksualnego. Jedwabniki polegają na powonieniu jak na żadnym innym zmyśle — twierdzi Leal, profesor i dyrektor Wydziału Entomologii. Podążają za zapachem, zanim nie odnajdą samicy.

Uzyskaliśmy bardzo wyraźną reakcję. Zapisy wskaźników elektrofizjologicznych oraz testy polegające na bezpośredniej stymulacji ujawniły, że transgeniczne muszki owocowe bez wątpienia reagowały na feromony jedwabników.

Przed przepoczwarzeniem się gąsienice motyla formują kokony. Plotą je z pojedynczej nici, której długość dochodzi niekiedy nawet do 1500 m. W zależności od gatunku jedwabnika, nić ma różne kolory. Może być biała, niebieskawa albo żółta. To dla niej Chińczycy zaczęli hodować te nocne motyle już ok. 2600 roku przed naszą erą.

Muszka owocowa (Drosophila melanogaster) jest od dawna modelowym owadem genetyki. Szybko się rozmnaża i ma stosunkowo niewielki genom.

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego dostali zmutowane muszki od Johna Carlsona, biologa molekularnego z Yale University. Muszki miały tzw. pusty, czyli pozbawiony receptorów, neuron. Wyposażono go w receptory feromonów samicy jedwabnika morwowego. Następnie testowano, czy i jak odbiera docierające do niego sygnały zapachowe.

Wyniki badań opublikowano w najnowszym wydaniu magazynu Proceedings of the National Academy of Sciences.

Nowy projekt był pokłosiem wcześniejszych badań Leala na komarach. Opracował on lepkie mikstury, które wabiły samice w pułapkę. Następnie komarzyce testowano pod kątem obecności wirusa zapalenia mózgu zachodniego Nilu. Ponieważ komary nie stosują charakterystycznych dla swojego gatunku feromonów, Leal zdecydował się na badanie pary muszka owocowa-jedwabnik morwowy.

Wśród rodzimych ciem feromony są dla samców wyczuwalne nawet z odległości wielu kilometrów. Jednocześnie z odkryciem pierwszego feromonu u jedwabnika morwowego (Bombyx mori) stało się jasne, że owady polegają na niesionych wraz z nimi informacjach nie tylko po to, by rozpoznać potencjalnego partnera seksualnego, ale także zidentyfikować ofiarę czy określone cechy środowiska.

Posługując się zlokalizowanymi na czułkach 17 tys. receptorów, jedwabnik morwowy wyczuwa obecność bombykolu, ale także i drugiego związku, zwanego bombykalem (oba są wydzielane przez gruczoły samic). Leal wyjaśnia, że receptory składają się z dwóch neuronów węchowych. Jeden jest wyspecjalizowany w wykrywaniu bombykolu, drugi: bombykalu.

Molekularne podstawy wrażliwości i wybiórczości owadziego „nosa” nie są jeszcze znane. W dodatku, w odróżnieniu od muszek owocowych, jedwabniki morwowe nie są podatne na manipulacje genetyczne.

Feromony są stosowane nie tylko przez zwierzęta, ale i przez kilkadziesiąt gatunków roślin, a także przez bakterie oraz drożdże.

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
      Choć muszki owocowe (Drosophila melanogaster) są jednym z najlepiej zbadanych organizmów, dotąd nikt nie odkrył ich na wolności ani nie ustalił, skąd pochodzą. Po kilku latach dochodzenia udało się to dopiero szwedzko-amerykańskiemu zespołowi.
      Przodkowie muszek zasiedlających nasze misy z owocami żyli w południowej Afryce [w lasach obecnej Zambii i Zimbabwe]. Około 10 tys. lat temu owady wprowadziły się do swoich sąsiadów - ludzi. Później ich potomstwo skolonizowało cały świat. To niezłe dokonanie - podkreśla Marcus Stensmyr z Uniwersytetu w Lund.
      Za pomocą pułapek zespół Stensmyra schwytał muszki z afrykańskich lasów. Okazało się, że w pułapki zlokalizowane w pobliżu owoców maruli (Sclerocarya birrea) łapało się najwięcej D. melanogaster, podczas gdy pułapki z innych miejsc pozostawały puste albo przyciągały zaledwie garstkę osobników.
      Naukowcy wiedzieli, że przejrzałe, gnijące owoce cytrusowe są ulubionymi owocami udomowionych muszek. Postanowili więc sprawdzić, co preferują dzikie owady: owoce maruli czy cytrusy. Ponownie uzyskano tę samą odpowiedź: owoce maruli. Tak samo było także w innych częściach świata, gdzie muszki nie miały szans znaleźć się w pobliżu maruli.
      Choć cytrusy najbardziej im odpowiadają, w kuchni muszki żerują [właściwie] na wszystkim, co zaczęło gnić. Dzikie osobniki są o wiele bardziej wybredne - wolą marulę. Przyciąga je aromatyczna substancja z tego owocu, która aktywuje receptory na czułkach. To sygnał, że wykryto dobre miejsce do złożenia jaj.
      Autorzy publikacji z pisma Current Biology podkreślają, że na przestrzeni dziejów nie tylko muszki lubiły marulę. Badania archeologiczne stanowisk buszmeńskich wykazały, że lud ten także upodobał sobie owce S. birrea. W jednej z jaskiń natrafiono na ponad 24 mln pestek maruli.
      Szwedzko-amerykańska ekipa doszła więc do wniosku, że miłość Buszmenów do maruli sprawiła, że muszki wprowadziły się do ludzi. Z biegiem czasu przystosowały się do życia w naszych domach. Stopniowo rosła też ich tolerancja etanolu z gnijących owoców.
      Muszki stały się generalistami - dzięki temu jedzą i rozmnażają się w całej gamie owoców. Pierwotnie były jednak specjalistami, żyjącymi wyłącznie w pobliżu maruli.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pozbawione seksu samce muszek owocowych (Drosophila melanogaster) szukają ukojenia w alkoholu. Prof. Troy Zars, neurobiolog z University of Missouri, uważa, że zidentyfikowanie molekularnych i genetycznych mechanizmów kontrolowania zapotrzebowania na nagrodę może potencjalnie wpłynąć na rozumienie uzależnień od narkotyków i alkoholu u ludzi.
      Ostatnio akademicy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco zademonstrowali, że samce D. melanogaster, które wielokrotnie spółkowały w ciągu kilku dni, nie wykazywały preferencji w kierunku pożywienia zawierającego alkohol. Jeśli jednak samiec został odrzucony przez wybrankę lub nie miał dostępu do samic, pociąg do pokarmu zmieszanego z 15% alkoholem był u niego bardzo silny. Biolodzy uważają, że etanol zaspokajał zapotrzebowanie na fizyczną nagrodę.
      Podczas eksperymentów na UCSF samce D. melanogaster umieszczano albo w pojemnikach z dziewicami, albo z samicami, które już spółkowały. Podczas gdy te pierwsze szybko kopulują, te drugie tracą zainteresowanie amorami na czas oddziaływania substancji zwanej peptydem seksu. Samce wstrzykują ją w czasie spółkowania razem ze spermą.
      Odrzucone samce przestawały podejmować próby zdobycia samicy. Nie odzyskiwały wigoru i chęci nawet po umieszczeniu w pojemniku z dziewicami. Gdy zawiedzeni w miłości trafiali do pojemnika, gdzie mieli do dyspozycji 2 słomki: jedną zapewniającą czyste pożywienie, drugą z dostępem do jedzenia z domieszką alkoholu, można było zauważyć, że niezaspokojenie seksualne zwiększało chęć korzystania z procentów.
      Amerykanie tłumaczą, że kopulacja podwyższa, a deprywacja zmniejsza poziom neuropeptydu F (NPF). Z kolei aktywacja lub inhibicja układu NPF ogranicza albo wzmacnia preferencje alkoholowe. Uzyskane wyniki łączą zatem doświadczenia seksualne (społeczne), aktywność układu NPF i spożycie etanolu. Sztuczna aktywacja neuronów NPF jest nagradzająca sama w sobie i eliminuje zdolność nagradzającą alkoholu. Wg naukowców, aktywność osi NPF-receptor NPF oddaje stan układu nagrody muszki i odpowiednio modyfikuje zachowanie.
      Podczas doświadczeń Heberlein, Shohat-Ophir i inni zauważyli, że analogiczne zachowania da się wywołać za pomocą manipulacji genetycznych. Aktywując produkcję neuropeptydu F w mózgach samców, które nigdy nie spółkowały, można sprawić, że zachowują się one jak osobniki zaspokojone seksualnie, co przejawia się m.in. ukróceniem spożycia alkoholu. Z drugiej strony, obniżenie liczby receptorów NPF u samców po kopulacji sprawia, że zachowują się, jakby doznały odrzucenia (objawia się to wzmożonym piciem).
      Jako komentator ustaleń ekipy doktora Galita Shohata-Ophira Zars podkreśla, że pokusa przełożenia wyników badań na muszkach na człowieka jest ogromna, zwłaszcza że u ssaków występuje homolog neuropeptydu F - neuropeptyd Y (NYP). Na razie jednak trudno ferować ostateczne wyroki w tej sprawie.
      Jeśli okaże się, że neuropeptyd Y jest przetwornikiem między stanem psychicznym a tendencją do nadużywania alkoholu i narkotyków, będzie można opracować metody terapii bazujące na hamowaniu receptorów NYP - wyjaśnia dr Ulrike Heberlein z UCSF. Trwają właśnie testy kliniczne, w ramach których sprawdza się, czy podanie neuropeptydu Y usuwa niepokój i inne zaburzenia nastoju. Skądinąd wiadomo bowiem, że w depresji i zespole stresu pourazowego, jednostkach chorobowych, które dość często wiążą się z nadużywaniem alkoholu i narkotyków, poziom neuropeptydu Y w mózgu spada. Manipulowanie poziomem NYP nie wydaje się jednak takie proste, ponieważ występuje on w całym mózgu i jak zademonstrowały badania na gryzoniach, wpływa na wiele funkcji, w tym odżywianie i sen.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Stres oksydacyjny obwinia się za wiele rzeczy, w tym za choroby neurodegeneracyjne, a nawet starzenie. Dotąd jednak nikt nie obserwował bezpośrednio zmian oksydacyjnych w żywym organizmie. Udało się to dopiero dzięki badaniom na muszkach owocowych, które ku zaskoczeniu autorów z Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) wykazały, że długość życia nie spada wskutek produkcji oksydantów.
      Zespół doktorów Tobiasa Dicka i Aurelia Telemana wprowadził do genomu owocówek geny bioczujników. Sensory były przystosowane do wykrywania specyficznych oksydantów i za pomocą sygnału świetlnego wskazywały w czasie rzeczywistym status oksydacyjny każdej komórki. Co więcej, dawały pojęcie o tym, co dzieje się w całym organizmie na przestrzeni całego życia.
      W przypadku larw Niemcy zauważyli, że poszczególne tkanki wytwarzają bardzo różne stężenia utleniaczy. Okazało się, że mitochondria komórek krwi produkują ich o wiele więcej niż centra energetyczne komórek jelit czy mięśni. Poza tym poziom oksydantów w tkankach odzwierciedla, co w danym momencie robią larwy. Naukowcy byli w stanie stwierdzić, czy ruszają się, czy jedzą, przyglądając się statusowi oksydacyjnemu tkanki tłuszczowej.
      Dotąd wielu naukowców zakładało, że proces starzenia się jest związany z ogólnym wzrostem stężenia oksydantów w organizmie. Obserwacje muszek owocowych jednak tego nie potwierdziły. Jedyny właściwie wzrost, jaki stwierdzono, dotyczył przewodu pokarmowego. Co ciekawe, akumulacja utleniaczy w tkance jelit była przyspieszona w przypadku dłużej żyjących osobników. Oznacza to, że długość życia nie spada w wyniku produkcji oksydantów.
      Zespół z DKFZ postanowił przetestować na owocówkach wpływ często polecanego przez naukowców i nie tylko przez nich przeciwutleniacza - acetylocysteiny (NAC). Nie znaleziono dowodów na spadek stężenia oksydantów u owadów karmionych NAC. Zamiast tego acetylocysteina wydawała się nakłaniać mitochondria różnych tkanek do wytwarzania większych ilości utleniaczy.
      Zaskoczyło nas sporo rzeczy zaobserwowanych u owocówek za pomocą bioczujników. Wydaje się, że wielu odkryć dotyczących izolowanych komórek nie można zwyczajnie przetransferować na sytuację żywego organizmu - podkreśla Dick. W kolejnym etapie badań biolodzy zamierzają wprowadzić czujniki do organizmów ssaków i śledzić dzięki nim np. reakcje zapalne i rozwój guzów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu w Liverpoolu przedstawili wyniki swoich najnowszych badań. Udowodnili w nich, że androstadienon, feromon ludzki, zwiększa atrakcyjność ludzi o 22,6 procent.
      Dotychczas badania nad feromonami prowadzono jedynie w warunkach laboratoryjnych, co uniemożliwiało potwierdzenie teorii o ich rzeczywistym wpływie na poziom naszej seksualności. Tym razem, aby potwierdzić wcześniejsze założenia, eksperymenty przeprowadzono nie w laboratoriach, lecz w rzeczywistych warunkach. Naukowcy ze School of Biological Sciences w Liverpoolu sprawdzili wpływ androstadienonu na atrakcyjność mężczyzn podczas tzw. szybkich randek.
      W czasie eksperymentu przeprowadzono trzy niezależne spotkania. W każdym uczestniczyło około 40 osób, ze średnią wieku 20 lat (1. badanie), 39 lat (2. badanie) oraz 32 lata (3. badanie). Łącznie w 3 eksperymentach wzięło udział 66 mężczyzn i 54 kobiety. Żaden z uczestników nie spożywał w tym czasie alkoholu ani też nie korzystał z perfum. Górną wargę badanych zwilżano wacikiem nasączonym wodą, olejkiem goździkowym bądź androstadienonem. Badani nie wiedzieli, jaką substancję im zaaplikowano. Test rozpoczęto po 15 minutach od aplikacji.
      Kobiety otrzymały odpowiednie karty, na których zapisywały stopień atrakcyjności mężczyzn w skali od 1 do 7. Zaznaczały jednocześnie czy chciałyby ponownie spotkać się z danym panem. Z wyników wykluczono oceny osób, które znały się wcześniej, a ilość spotkań między partnerami wyniosła 1173.
      Rezultaty pokazały, że mężczyźni otrzymywali wyższe oceny od kobiet, które wdychały feromon androstadienon (śr. ocena = 3,8 pkt), w porównaniu z kobietami, które wdychały olejek lub wodę (śr. ocena = 3,1 pkt), co dowodzi, że feromony wpływają na pociąg kobiet do mężczyzn. Feromon ten silniej oddziałuje na osoby młodsze, które w większym stopniu skupiają się na atrakcyjności seksualnej. Jest to pierwsze badanie, które wykazało bezpośredni wpływ feromonów na atrakcyjność ludzi.
      Abstrakt oryginalnego badania znajduje się na stronie National Institutes of Health
      Wiktor Koszycki, badacz ludzkiej seksualności z serwisu Feromony.pl podkreślił, że brytyjskie doświadczenia potwierdzają wyniki wcześniejszych eksperymentów z 2004 roku, kiedy to dowiedziono, że feromony zwiększają podniecenie seksualne ludzi aż o 200%.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pieśń zalotna samca muszki owocowej nie tylko wprawia samicę w nastrój godowy, ale i przygotowuje ją na ewentualną chorobę. Entomolodzy z University of St Andrews zauważyli, że dźwięki wydawane przez samca zwiększają aktywność różnych genów, które w większości przypadków są związane z działaniem układu odpornościowego.
      Pieśń godowa samca Drosophila melanogaster powstaje w wyniku drgania skrzydeł. Na samicę działa wyłącznie pieśń partnera z jej gatunku. Na czym jednak polega pobudzenie, a konkretnie jak się przejawia na poziomie genów? Takie właśnie pytanie zadali sobie prof. Michael Ritchie i Elina Immonen z uniwersyteckiego Centrum Biologicznej Różnorodności. Stwierdzili, że na zaloty samca reagują geny zaangażowane w sygnalizację i powonienie, ale najsilniej odpowiadają geny odpowiadające za odporność.
      Wydaje się, że przygotowanie przez samicę do spółkowania obejmuje niezbyt romantyczne przewidywanie potencjalnego zakażenia – tłumaczy Ritchie. Uzyskane wyniki sugerują, zmiany, o których sądzono, że zachodzą w odpowiedzi na kopulację, mogą de facto stanowić adaptacyjne przygotowanie do aktu płciowego, włączając w to przewidywanie szkodliwych kontaktów [np. prowadzących do urazu] oraz podwyższonego ryzyka zakażenia patogenami.
×
×
  • Create New...