Podivný život: Zvířata s neuvěřitelnými životními cykly / R&D. CNews

Na Zemi existují živé organismy, jejichž život je mnohem neobvyklejší a úžasnější než cokoli, co kdy napadlo spisovatele sci-fi.

16.06.2013, ne, 14:54, moskevského času

Ve Vesmíru je mnoho podivných věcí, ale možná nejúžasnější a nejpodivnější věc je život, který se zrodil a rozvinul na naší planetě. Tento život mění tvar, pohlaví, stanoviště, transformuje se, cestuje časem a dělá stovky dalších „bláznivých“ věcí.

Cikáda – skok z minulosti do budoucnosti

Malý hmyz, cikáda, se vyskytuje na východě Severní Ameriky. Někdy je jich tolik, že televizní pořady ukazují „hororové“ zprávy s tisíci cikád doprovázenými slovy „invaze hmyzu“. Ale důvod takových invazí je opravdu neobvyklý.

Cikády magicada se líhnou z vajíček a zavrtávají se do půdy, kde se líně pohybují, pijí mízu ze stromů a pomalu rostou. Po 13 nebo 17 letech vylézají dospělé cikády na povrch, kde žijí pouze měsíc, který stráví hledáním „lásky svého života“. Cyklus života se pak znovu opakuje s další generací.

Cikády čekají celý život, než budou žít.

Proč příroda vymyslela tak zvláštní životní cyklus, když se ukázalo, že cikáda protahuje bezmocné „dětství“ po zbytek svého života a ponechává jen okamžik pro dospělý život? Jde skutečně o bezprecedentní případ a vědci se domnívají, že jde o unikátní obranný mechanismus. Žádný predátor nemůže čekat 13–17 let do dalšího jídla, což znamená, že neexistují žádní predátoři, kteří by se specializovali na cikády. Proto, když se cikády dostanou na povrch, je jich tolik. Je to vskutku originální způsob, jak zachránit druh před vyhubením, ale nemilosrdný k „osobnímu životu“ a rozvoji cikád – obecně zde může najít téma k diskusi i filozof.

Mimozemšťan převezme kontrolu nad mozkem

Četné klišé filmy nám vyprávějí o fiktivních mimozemšťanech, kteří přebírají lidská těla a ovládají je jako figuríny. Pro takové příběhy ale nemusíte létat do jiných hvězdných systémů: podobní „únosci těl“ žijí i na Zemi.

Toxoplasma je jedním z nejznámějších parazitů, kteří mohou ovládat chování oběti.

Jedním z nejznámějších příkladů je toxoplazma. Je to prvokový parazit, který žije hlavně u koček, psů a dalších savců včetně lidí. Parazit má jednu vlastnost – mění chování hostitelské oběti. Například toxoplasma způsobuje, že se potkan nebojí, ale miluje kočičí pach – parazit tak doslova naláká potkana do kočičí tlamy a dostane příležitost přestěhovat se k novému majiteli. Jak se to stane, je stále neznámé, ale vědci se domnívají, že toxoplazma vyvolává produkci dopaminu „za odměnu“, takže pokud svého mazlíčka začnete příliš milovat, nebuďte líní nechat se vyšetřit na toxoplazmózu. Stojí za zmínku, že existují celé teorie, které spojují život společnosti s množstvím případů toxoplazmózy. Jinými slovy, někteří vědci tvrdí, že s nárůstem infekce populace parazitem se zvyšuje počet trestných činů, zhoršují se ekonomické ukazatele, zvyšuje se sociální napětí, zvyšuje se počet psychóz a sebevražd.

Přeměna v ženu na objednávku

Klaun jsou hermafroditi, ale s jedinečnou vlastností.

Mezi chapadly sasanky se schovala klaunská ryba

Obvykle samec klaunů a pouze jedna samice žijí v podvodním „domě“ uvnitř živé sasanky. Pokud se samici něco stane, pak jeden ze samců změní pohlaví a změní se v samici. S pomocí neobvyklého hormonálního mechanismu se tak spolehlivě udržuje úžasný matriarchát.

Úhoři jdou jinou cestou

Všechny migrující ryby se řídí stejným pravidlem: narodí se ve sladké vodě, plavou do moře, žijí tam a znovu se vracejí do sladké vody, aby se rozmnožily. Migrující úhoři však řád „zkazí“ a dělají opak. Rodí se v moři tisíce kilometrů od nejbližšího břehu a začínají dlouhou cestu k pobřeží. Kupodivu asexuální, malí, jen na prst dlouzí úhoři plavou ke vzdálenému cíli, doplouvají až k ústím řek a nakonec si „vyberou“ pohlaví a stávají se samicemi a samci. Úhoři se poté pohybují proti proudu a svůj dospělý život tráví v čerstvých řekách a potocích. O několik let později se stěhují zpět na moře a cestují tisíce kilometrů, aby pokračovali ve své linii.

Úhoři žijí zvláštní životy

Jak si úhoři nacházejí cestu na tak obrovské vzdálenosti? Jak tělo úhoře určuje jeho pohlaví? Proč tak složitý životní cyklus a cestování na tak obrovskou vzdálenost? Na tyto otázky stále neexistuje spolehlivá odpověď.

Symbióza a vnitřní krmná komora mloků

V přírodě existuje mnoho organismů žijících v symbióze, to znamená, že si navzájem pomáhají přežít a rozmnožovat se. I v našem těle každá z buněčných struktur pocházela z organismů, které před miliardami let navázaly vzájemně výhodnou spolupráci v rámci primitivních mnohobuněčných organismů. Také uvnitř nás je mnoho symbiontních bakterií, jen ve střevech jich je 1000 druhů, 10x více než naše vlastní buňky.

Neobvyklých příkladů symbiózy v přírodě je ale více. Například mlok skvrnitý žije z řas, které kvetou v jeho těle.

Řasy žijí uvnitř mloků a poskytují jim potravu a kyslík.

Mlok skvrnitý klade vajíčka, uvnitř kterých jsou kromě samotného embrya unášené řasy (zřejmě se tam dostávají z těla matky). Tyto řasy dosud neznámým způsobem pronikají do tkání embrya a vstupují s ním do symbiózy. Řasy žijí v tkáních mloka a živí se dusíkem a na oplátku poskytují zvířeti kyslík a živiny. Řasy se nacházejí v celém těle mloka, i když většina z nich je soustředěna v blízkosti gastrointestinálního traktu, kde je dusík nejhojnější.

Vědci tuto úžasnou symbiózu ještě plně neprostudovali. Je obtížné pochopit, jak řasy žijí uvnitř mloků a jak je udržována rovnováha nezbytná pro společné přežití těchto dvou druhů. Ukazuje se, že kromě úžasné regenerace mají mloci i další jedinečnou vlastnost: pomocí symbionta vlastně přeměňují odpadní látky těla na potravu a kyslík. Doufejme, že v budoucnu si lidé budou moci tyto nesmírně užitečné schopnosti „vypůjčit“ od mloků.

Motýl – pán civilizací

Životní cyklus motýla Phengaris alcon je tak složitý, že by mohl být námětem na strhující akční román. Motýl je schopen podrobit si jeden z nejorganizovanějších systémů v přírodě – kolonii mravenců.

Butterfly promění mravence v chůvy

Housenky motýlů vylučují mravenčí feromony, které napodobují chemikálie uvolňované larvami mravenců. Výsledkem je, že mravenci udělají chybu a začnou se starat o housenky a ignorují své vlastní potomky. Phengaris alcon tak poskytuje svým potomkům péči na úkor ostatních: jeho housenka žije v mraveništi řadu měsíců, dokud se nepromění v motýla. Tím ale příběh nekončí.

Vosy Ichneumon eumerus se naučily využívat jedinečnou schopnost housenek Phengaris alcon. Pokud vosa objeví uvnitř mravenčí kolonie housenku motýla, přispěchá dovnitř a rozpráší speciální látku, která mravence přivádí k šílenství, což způsobí, že se navzájem napadnou. Díky vzniklému rozruchu nakladou vosy vajíčka do housenky. Vosí larvy se živí housenkou a vosí matka se nemusí bát o bezpečnost potomků – v mraveništi jsou pod spolehlivou ochranou. Následně se z housenky nevylíhne motýl, ale vosa.

Není jasné, co je chytré

Slizák (Myxomycetes) patří k nejjednodušším druhům života, ale vědci se nerozhodli, jak ho zařadit, a zatím považují slizovku za organismus podobný houbě. Slizovka je slizká hmota, která se skládá z jedné velké mnohojaderné buňky nebo mnoha jednobuněčných organismů, které se mohou živit bakteriemi. Slizové plísně jsou vidět například na starých shnilých kmenech stromů.

Podivný sliz je příliš chytrý na tak primitivní formu života

Zdálo by se, co by mohlo být zajímavého na hlenu? Ale pokud se vyzbrojíte mikroskopem a trpělivostí, můžete vidět, že hlen žije velmi složitým a neobvyklým životem. Slizovci se kupodivu potulují po potravě, i když velmi, velmi pomalu. Když dojde potrava v jejich biotopu, slizni se „evakuují“ velmi originálním způsobem: jednobuněčné organismy se shromáždí a protáhnou se do dlouhého stonku, na jehož konci je vak pevně vycpaný jednobuněčnými prvoky- spory. Když pytel praskne, výtrusy se vysypou a jsou unášeny větrem. Výtrusy jsou velmi houževnaté a v suchém prostředí se dají skladovat desítky let. Slizovci jsou překvapivě schopni vykazovat složité chování, jako je výběr výživnějších potravin a dokonce nalezení nejkratší cesty z bludiště.

Vše výše popsané je jen nepatrná a možná ani ta nejúžasnější část rozmanitosti života. Naše planeta ukazuje, jaké neuvěřitelné nástroje a chování může evoluce vymyslet. Biologové zkoumají živý svět stovky let, ale dosud byla prozkoumána pouze malá část jeho tajemství.

Vladimír Nikitin

Za pár týdnů zažijí Spojené státy vzácný pohled – návrat generace X. Na světlo se synchronně vynoří miliardy takzvaných periodických cikád, které už 17 let čekají v temném podzemí.

Celou tu dobu se mladé cikády, tzv. nymfy, vykrmovaly v kořenech stromů, aby dokončily závěrečné pelichání a staly se plnohodnotným dospělým hmyzem.

Nyní budou mít k dispozici jen pár týdnů, během kterých potřebují mít čas si nahlas zazpívat svou píseň, najít si partnera, spářit se, naklást vajíčka a. po 17 letech si vše zopakovat.

Na světě existuje více než 3 druhů cikád, většina se objevuje v cyklech dvou až pěti let, ale každý rok se objeví malé množství dospělého hmyzu a pouze tři druhy severoamerických cikád úzkostlivě přežijí 17 let.

Periodický hmyz je extrémně vzácný jev a jedno vysvětlení se skrývá pod silnou vrstvou starověkého ledu.

“Prodloužili svůj životní cyklus během ledových dob posledních několika milionů let, protože jednoduše neměli čas dokončit svůj vývoj během vegetačního období,” vysvětluje odborník na cikády a profesor na University of Connecticut Chris Simon.

Druhý důvod spočívá ve strategii přežití na povrchu. Prostě na to nemají. Nebo spíše existuje, ale vůbec nezávisí na samotných cikádách, protože se jedná o tzv. saturační efekt dravce, kdy je potravy tolik, že už člověk nemůže jíst.

Cikády, které se synchronizovaně vynořují ze země, přežívají jen díky svému počtu.

Je zvláštní, že ne všechny nymfy cikád se vyvíjejí rovnoměrně kvůli rozdílům v podmínkách krmení, teplotních podmínkách a dalších faktorech, ale období 17 let umožňuje všem dohnat stejnou úroveň.

“No, pak se kruh uzavírá,” říká profesor Simon. “Pokud začnou vycházet jindy, budou rychle sežráni predátory – nebo nebudou schopni najít partnera pro páření.”

Navzdory strategii přežití, která byla vylepšována miliony let (a zdánlivě nevyčíslitelnému počtu), zůstávají periodické cikády velmi zranitelným hmyzem.

Generace XI a XXI vymizely téměř úplně, generace VII je na ústupu. Cikády potřebují ke kladení vajíček hodně stromů.

Navíc oteplující se klima a delší vegetační období způsobují, že některé cikády přecházejí ze 17letého na 13letý cyklus, jak se již stalo u středozápadního druhu M. neotredecim.

Periodické cikády jsou důležitou součástí ekosystému. Nymfy slouží jako potrava pro zvířata žijící pod zemí, mnoho predátorů se živí dospělým hmyzem a dokonce i ty cikády, které se nejedí, jsou prospěšné a nakonec se stávají hnojivem pro stejné stromy.

„Cikády jsou mírná stvoření, nekoušou ani neštípou, nepřitahují je lidé, ale zvuky,“ říká profesor Simon a zve všechny, kteří se nebojí hluku a tisíců vlajícího hmyzu, aby se na tuto sedmou podívali zblízka. světe div se pomocí mobilní aplikace Cicada Safari.

• “Pozor, lidé!”: o cirkadiánním rytmu přírody
• Roje kobylek ohrožují Východoafričany hladomorem
• Nejlepší skokani na Zemi? Ne, ne blechy

Moře slz v Petriho misce

Říká se, že slzy nemohou pomoci vašemu zármutku, ale jsou velmi užitečné pro oči, takže narušení slzných žláz může vést k vážným následkům – dokonce k slepotě.

Slzné žlázy umístěné nad oční koulí plní důležitou funkci – zvlhčují oči, a pokud je jejich práce narušena, může oko vysychat nebo naopak neustále slzet.

Částečně se takové poruchy léčí očními kapkami a někdy i chirurgickým zákrokem, ale vědci připouštějí, že zatím neexistuje žádná skutečně účinná léčba, protože slzné žlázy jsou špatně pochopeny.

Za skutečný průlom lze tedy považovat to, co se podařilo molekulárním genetikům v čele s Hansem Cleversem z nizozemského Hubrechtova institutu.

Nejprve vypěstovali miniaturní trojrozměrné repliky slzných žláz in vitro z lidských kmenových buněk a tyto organoidy ukázaly strukturu a funkci plnohodnotné žlázy: v přítomnosti neurotransmiteru norepinefrinu otékaly a vylučovaly slzy.

Poté se vědci rozhodli otestovat vhodnost takových organoidů pro transplantaci. K tomu byly buňky z lidské slzné žlázy transplantovány do myší slzné žlázy. Za dva týdny se buňky podařilo zakořenit a začaly vytvářet vlastní struktury. Navíc po dvou měsících buňky pokračovaly v růstu a dělení – a dokonce produkovaly slzný protein.

Vypěstování plnohodnotných umělých slzných žláz a jejich transplantace lidem je samozřejmě ještě běh na dlouhou trať, ale výsledky nové studie vědce přesvědčují, že první správný krok v tomto směru byl učiněn.

• Američtí vědci se snaží vypěstovat lidské orgány uvnitř prasat
• Tisk orgánů: jak se vyrábí uši, kůže a nosy pomocí 3D tiskárny
• Je dobrý pláč pro vaše zdraví?

Jak se vorvaně navzájem učily unikat před velrybáři

Když koncem 18. století začal lov velryb generovat velké zisky, dosahoval počet zabitých velryb statisíců.

Nikdo tehdy nepřemýšlel o tom, že velryby jsou krásná zvířata s vysokou inteligencí, že je třeba je studovat a chránit.

Brzy velrybáři prozkoumali Tichý oceán spolu se Severním ledovým oceánem, takže velryby v 19. století dál umíraly.

Nicméně v určitém okamžiku se v lodních knihách amerických velrybářských lodí, kde bylo zaznamenáno, kolik velryb bylo spatřeno a kolik bylo harpunováno, začaly objevovat záznamy, že lov se stal obtížnějším, počet úspěšných zásahů klesl o více než polovina.

Jak zjistili skotští vědci, kteří studovali vorvaně, velryby pochopily, že se staly předmětem lovu, a začaly se nejen vyhýbat setkání se samotnými velrybami, ale také to učit mladší generaci.

“Došli jsme k závěru, že jednotliví nezkušení jedinci se naučili ochranná opatření od skupin velryb, které již takové zkušenosti získaly a vyzkoušely v praxi,” píší autoři studie. “Konfrontace s velrybáři mohou trvat hodiny a vorvaně se díky echolokaci mohou navzájem slyšet a koordinovat své akce na vzdálenost několika kilometrů.”

Podle vedoucího výzkumného týmu doktora Luka Rendella z University of St. Andrews ve Skotsku sami velrybáři podrobně popsali způsoby ochrany, se kterými vorvaně přišli.

Ukazuje se, že tito chytří savci se naučili vyměňovat si zprávy o nebezpečí v rámci svých skupin, unikat před velrybářskými loděmi plavbou proti větru (to byl požadavek v dobách plachetnic) a dokonce útočit na velrybářské lodě.

Podle vědců, pokud byly velryby před 200 lety schopny změnit své chování, aby se vyhnuly hrozbám ze strany lidí, pak jim v tom nyní nic nebrání, ačkoli úroveň a počet těchto hrozeb výrazně vzrostly.

• Byla nalezena loď hrdiny románu „Moby Dick“.
• Japonsko oznámilo obnovení lovu velryb
• 6 kg plastu získaného ze žaludku mrtvé vorvaně v Indonésii