Tag Archives: adaptacija

Oponibilni palec

4 Mar

Ljudje uporabljamo orodja, tudi nekatere druge živali jih. A nobena orodij ne izdeluje. Pri izdelovanju orodij in tudi pri njihovi uporabi nam še kako prav pride naš oponibilni palec. Mobilni telefoni, pa naj si bodo s klasičnimi tipkami ali z zaslonom na dotik, ne bi bili prav nič uporabni, če ne bi imeli zelo gibljivega palca, nameščenega na kar se da nenavadno mesto. Palec ne sledi ostalim štirim prstom na roki: na zapestne karpalne kosti se metakarpalna kost palca prilega od strani. To nam omogoča zelo natančen oprijem predmetov in s tem tudi izdelavo kompleksnejših orodij. Tudi nekateri drugi primati imajo oponibilen prst, a noben drugi primat z njim ne more tako natančno upravljati s predmeti, da bi lahko, kot mi, brez težav brskal po spletu s samo enim prstom. Raziskovalke in raziskovalci predvidevajo, da se je posebna človeška sposobnost, da lahko natančno in močno primemo stvari s palcem in ostalimi prsti, razvila zaradi dveh večjih sprememb. Prišlo je do drugačnega načina premikanja. Predniki ljudi so opustili plezanje po drevesih in začeli hoditi. Naslednja ali sočasna sprememba pa je bil začetek izdelovanja ter uporabe orodij. A dokončnega odgovora, kdaj v evoluciji se je pri prednikih razumnega človeka razvil tak palec, še vedno nimamo.

Človeška dlan (vir)

Človeška dlan (vir)

Znanstvenice in znanstveniki so trdili, da se je to zgodilo pred približno dvema milijonoma let. S prvimi hominini iz rodu Homo. A nedavna raziskava notranjih tkiv dlančnih kosti, objavljena v znanstveni reviji Science, pri še bolj zgodnjih homininih avstralopitekih, kaže, da so morda že oni imeli zelo gibljive palce, kar pomeni, da so verjetno izdelovali tudi kompleksnejša orodja. Funkcionalnost organov lahko raziskujemo na različne načine. Najbolj običajen način raziskovanja starih kosti je povezovanje zunanjega videza in oblike kosti z njihovo funkcijo. Tako lahko pri šimpanzih vidimo dolge, rahlo ukrivljene falange ali kosti, ki sestavljajo prste, kar jim omogoča oblikovanje nekakšne kljukaste dlani, kar olajša plezanje po vejah dreves. Ljudje imamo krajše dlani in prste, tako na rokah kot, še posebej, na nogah. Kljub navdušujočim dosežkom plezalk in plezalcev nam kratki prsti ne delajo usluge pri plezanju. A oponibilen, zelo gibljiv palec na rokah nam omogoča natančne oprijeme, ki so nujni za izdelavo kompleksnejših orodij. Poleg tega da paleoantropologinje in paleoantropologi primerjajo zunanje videze kosti, lahko s sodobnimi tehnikami slikanja in posebnimi algoritmi pogledujejo tudi tkiva, ki so se ohranila znotraj samih kosti. Tudi ta nam lahko povedo marsikaj o tem, kako se je neki organ uporabljal. Raziskovalke in raziskovalci z Max Planckovega inštituta za evolucijsko antropologijo in Univerze v Kentu so preučili notranje gobasto tkivo v kosteh.

Spongy bone - gobasto tkivo; compact bone - kompaktno tkivo (vir)

Spongy bone – gobasto tkivo; compact bone – kompaktno tkivo (vir)

Gobasto tkivo se spreminja skozi življenje in posredno kaže, kako oziroma na kakšen način je določeni osebek uporabljal okončine, v opisanem primeru palce. Iz tega lahko vidimo, kako je vedenje povezano z anatomijo. Strukture se torej prilagodijo tako, da najbolje služijo svojemu namenu. Ta pojav imenujemo Wolffov zakon, po nemškem anatomistu in kirurgu Juliusu Wolffu, ki je že v 19. stoletju ugotovil, da se kost pri zdravem človeku ali drugi živali prilagodi na bremena oz. pritiske, pod katerimi se znajde. Če se breme na določeno kost poveča, se ta spremeni, da lahko vzdrži pritisk. Z raziskavami in primerjavami gobastega tkiva fosilnih ostankov nekaterih osebkov vrste Australopithecus africanus (živel je pred približno tremi ali dvema milijonoma let), pleistocenskih homininov ter skeletov drugih človeških prednikov, skeletov Homo sapiens sapiensa ter nekaterih drugih primatov so ugotovili, da so zelo verjetno že hominini iz rodu Australopithecus imeli palce, ki so jim omogočali izdelavo kompleksnejših orodij, kar so glede na meritve gobastih tkiv s pridom uporabljali.

Čeprav so še nedavno menili, da australopiteki in nekateri drugi pleistocenski hominini še niso izdelovali orodij, raziskave notranjih tkiv kosti kažejo drugače. Vse to se sklada tudi z novejšimi arheološkimi najdbami orodij iz tistih obdobij. Očitno gibljivi in natančni palci obstajajo že kar nekaj milijonov let.

To je to!
Z

Advertisements

“Ti si tol’k popularen (svizec)” – ti si ziher varen!

28 Jan

Živite v skupnosti ljudi, stražite trdnjavo, na nekaj mesecev pridete na vrsto za nočno stražo. Solidarno z ostalimi člani skupine se vsako noč zamenjate, vsak pride na vrsto enkrat na določen čas. Ne vem, kako bi si v resnici skupnost ljudi razdelila nočno stražno, a predlagani del se mi je zdel pač najbolj pravičen. Seveda starejšim, bolnim, nosečim, premladim in tako naprej, ne bi bilo potrebo prebedeti noči. A vsi ostali bi se redno menjavali. Delovali bi po načelu vzajemnosti.

Ameriški raziskovalki H. Foung, A. Maldonado-Chaparro in raziskovalec D. T. Blumstein so v Skalnatem gorovju, ki se razteza med Britansko Kolumbijo v zahodni Kanadi do Nove Mehike v ZDA, preučili opozorilne klice šestih različnih ločenih kolonij svizcev. Svoja dognanja so objavili v znanstveni reviji Behaviour Ecology pod naslovom ‘Ali so socialne lastnosti povezane z nagnenjem k opozorilnim klicem?’ (Are social attribtes associated with alarm calling propensity?).

Opozorlini klici so vsi zvočni znaki posameznih osebkov neke skupine živali, ki so namenjeni odganjanju plenilcev ali opozorilu za nevarnost pripadnikom in pripadnicam skupine. Vnaprej so predvideli tri razlage, zakaj bi posamezen osebek v skupini sprožal opozorilne zvoke, in sicer: zaradi neposredne koristi, pri kateri ima osebek, ki opozarja na nevarnost, večjo verjetnost preživetja; zato, ker opozarjanje povzdigne osebek k višjemu statusu v neki skupini živali; ali pa zato, ker opozarjanje deluje na podlagi vzajemnosti. Slednjo sem opisala na primeru straženja trdnjave. V preteklosti so biologi v raziskavah že preučevali, v čem so koristi in slabosti opozorilnih klicev, a redko so primerjali, kako položaj osebka v skupini, t. i. socialni položaj, vpliva na število klicev.

Nepopularen svizec . (vir)

Nepopularen svizec (Marmota flaviventris). (vir)

Raziskovalke in raziskovalci so vsako leto od leta 2002 naprej spremljali vedenje svizcev in njihovih samic v času sezonske aktivnosti od aprila do poznega avgusta. Raziskali so, kako so različne socialne lastnosti (npr. kako blizu središča socialnega omrežja se osebek nahaja …), povezane z verjetnostjo, da določeni svizec opozarja druge na nevarnost. Te socialne lastnosti so združili pod dvema gesloma, in sicer: popularnostjo in čvrstostjo odnosov. Lahko bi pomislili, da se pomembneži v skupinah bahajo in se oglašajo, s čimer skrbijo tudi za varnost skupine.

Po obdelavi ogromnega števila podatkov, ki so jih zbrali v tako dolgi raziskavi, pa so ugotovili nasprotno. Nepopularni svizci so bili najglasnejši. Naravna stopnja opozorilnih klicev se je dvignila pri svizcih, ki so bili manj popularni, torej pri tistih, ki so imeli najmanj povezav z ostalimi svizci. S tem so zavrnili zaenkrat zavrnili hipotezo o vzajemnosti, a vseeno navajajo, da se morda nepopularni svizci oglašajo v želji, da bi ustvarili vzajemne odnose z drugim delom skupine.

A, vseeno lahko opozorilne klice nepopularnih svizcev razložimo na dva načina. Morda klici služijo napredovanju po socialni lestvici znotraj skupine svizcev. Po drugi strani pa morajo osamljeni svizci sami poskrbeti zase. V tem primeru opozorilni klici lahko služijo zgolj “solističnemu” zastraševanju plenilcev in odganjanju nevarnosti. Ker nepopularni svizci ostanejo sami, se morajo zato znajti brez pomoči ostalih, ki so bolj povezani v socialno skupino in tako manj ranljivi.

Dolgoletna raziskava je delno razložila politiko opozorilnih klicev in delovanja socialnih skupin med svizci. A na koncu avtorici in avtor omenjajo, da bi bilo zanimivo opraviti raziskave na bolj socialnih vrstah živali od svizcev. Svizci namreč tvorijo socialne skupine znotraj biološke bližine. Njihova genetska podobnost je višja, kot bi jo pričakovali, če bi se združevali po naključju. Morda bi se pri bolj izrazito družbenih vrstah, ki jih ne povezujejo le biološke sorodstvene vezi, kadar morajo stražiti svoje trdnjave, oglašali bolj ‘popularni’ in tako varovali šibkejše?

To je to!
Z

* vir slike: “Marmot-edit1” by Inklein at the English language Wikipedia. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Marmot-edit1.jpg#mediaviewer/File:Marmot-edit1.jpg

Nore znanstvene pesti

23 Okt

Že poleti sem naletela na dve raziskavi o razvoju človeških obraznih kosti, celotnega skeleta in mišičja zgornje polovice telesa v povezavi z “evolucijo” agresivnega vedenja in pretepanja pri človeku, posebno med moškimi. Američana Michael Morgan in David Carrier z Univerze v Utahu sta predstavila zabavno, a po mojem mnenju napačno, zamisel o evoluciji človeškega obraza. Dobro leto in pol nazaj sta objavila prvo raziskavo, kjer sta pojasnila razvoj “boksarske” pesti kot evolucijsko adaptacijo, namenjeno pretepanju, natančneje boksanju neposredno v obraz nasprotnika ali nasprotnice.

Struktura človeške pesti (modernega človeka, Homo sapiens), naj bi povečala trdnost udarca, poleg tega pa pride do večjega prenosa sile, če udarimo s pestjo kot pa z odprto dlanjo. Tako po njunem mnenju omogočajo razmerja človeške dlani boljši udarec s pestjo namesto s samo dlanjo. V razvoj naših dlani oz. pesti naj bi, po Morganovem in Carrierjevem mnenju, vodila spolna selekcija na ravni izboljšane predstave pri pretepanju. Drugače povedano, naše prednice naj bi izbirale tiste moške, ki so se veselo mlatili naokoli in bili pri tem najbolj uspešni. Morda sem jaz miroljubna, ampak tole se mi zdi domišljijska pravljica.

Letos spomladi pa sta šla še dlje in “pojasnila” razvoj obraznih kosti prednikov človeka. Raziskave sta se lotila s preučevanjem lobanj avstralopitekov, od robustnih do gracilnih, vse tja do pet milijonov let nazaj v preteklost. Podatke o pretepih pa sta vzela z ameriških statistik o pretepih. Oblike lobanj sta razložila s prilagoditvami na sprejem udarcev pesti. Torej močnejši australopiteki naj bi poleg tega, da naj bi imeli močne pesti, kar morda sploh ne drži, imeli močna lica, ki te pesti sprejmejo. Izkaže se, da so bili obrazi avstralopitekov res najmočnejši ravno v predelih, s katerimi “ubogi” pretepači sprejemajo pesti. Poleg tega pa ostanki kosti dlani avstralopitekov kažejo, da so slednji svoje prste lahko dali v pest.

Calvin & Hobbes (Bill Watterson)

Calvin & Hobbes (Bill Watterson)

Predpostavka, za katero stojita, je, da smo ljudje po naravi nasilni. Trdita, da je edini način, da dokažemo, da ni tako, odkritje skeletnih anatomskih ostankov, ki kažejo, da naše telo ni prilagojeno za boj. Morda človeško telo ni neposredno prilagojeno za boj z drugimi pripadniki vrste, mogoče smo močna telesa potrebovali za razvoj orodij, za boj z naravo, za preoblikovanje narave po naši meri. Ne vem, kakšni pristiki so delovali na naše prednike v preteklosti pred tremi oziroma petimi milijoni leti, a dvomim, da so bili to pritiski pretepanja s pestmi.

Poleg tega bi morali imeti, če naj bi bila to adaptivna lastnost, ki služi prilagoditvi, pravi pretepači več potomcev kot miroljubni sovrstniki. O tem v članku Morgan in Carrier ne poročata. Teorijo o nasilju in pretepanju s pestmi lahko preverimo tudi z opazovanjem vedenja otrok.

Če pričakujemo, da smo po naravi nasilni, bi lahko pričakovali, da se otroci v času razvoja ves čas pretepajo. In ne samo da se pretepajo, pretepajo se s pestmi in klofute ponavadi primažejo nasprotnikom v obraz, točneje v ličnici. A že če malo pobrskamo po internetu in poiščemo slike otroških pretepanj, lahko vidimo, da se otroci ponavadi cukajo za lase ali pa odrivajo, celo daviti se začnejo, preden uporabijo prave pesti. Morda pa se ljudje šele kasneje priučimo boksanja in pretepanja s pestmi?

Morgan in Carrier sta se osredotočila samo na močne, robustne moške. Zakaj pa smo potem dekleta razvila pesti in obrazne kosti, podobne moškim. Kdo bi vedel?!

Nenazadnje, odprto ostaja tudi vprašanje, ali so bili avstralopiteki res naši predniki ali le ena izmed vej, ki je vodila v hominine. Glede na fosilne ostanke so zelo verjetno res bili naši predniki, a to bomo zelo težko zares dokazali. Mogoče so bili slepa veja, s katero imamo le zadnjega skupnega prednika, a slednjega si delimo tudi s šimpanzi, drugimi vrstami primatov in ostalimi sesalci ter tudi z drugimi živimi bitji.

Upam, da raziskave o prirojenosti pretepanja s pestmi nekoč postanejo le slepe veje znanosti. Na nič pretepov!

To je to!

Z

PMS

20 Avg

Tako imenovanih ženskih revij ne berem. Pred leti so me na morju vprašali, če vedno okoli vlačim Scientific American; ali ne bi raje prebrskala kakšnega Cosmota? Ne. V resnici sem nekje na robu črnih lukenj, v svetu mikrobov in ostali zanimivh reči še kar srečna. Tudi ko me daje tečnoba in predmenstrualni sindrom (PMS). Veliko bolj me razjezi, ko vidim v medijih novice v stilu »predmenstrualni sindrom ima evolucijske prednosti«, češ da se s slabim počutjem in tečnobo znebimo moških, ki nas niso uspešno zaplodili. Kakorkoli noro se to že sliši. Na to znanstveno razlago PMS-a sem naletela že pred nekaj dnevi.

Avstralski populacijski genetik Michael Gillings, ki se sicer kaj malo zanima za človeško genetiko ali evolucijo, je menda odgovoril na večno vprašanje o obstoju evolucijskih prednosti predmenstrualnega sistema. Odgovor je da, seveda, PMS je univerzalen; kar štiri petine žensk naj bi ga občutilo (v virih sem odkrila le, da naj bi za PMS-om trpelo od 20 do 32 odstotkov žensk) in če pogledamo v preteklost, trdi Gillings, je bil to očitno način, kako se znebiti neplodnih moških. Seveda je pojav kompleksnejši, in je to zgolj ena izmed »tako je« zgodbic evolucijske psihologije. Vseeno je raziskovanje menstruacijskih ciklov pri ljudeh nadvse zanimivo.

V preteklosti, v času lovsko-nabiralniških skupnosti, naj bi ženske v povprečju poredkeje ovulirale, le dva do trikrat letno naj bi se jim je sprostilo jajčece in v času življenja so imele tja do 100 menstruacijskih ciklov. Razlogov za to je več, in sicer: pomanjkanje prehrane in daljše obdobje dojenja. Dandanes jih imamo ženske v zahodnem, industrializiranem svetu 400 in več. Razlogi za to so tako biološki kot kulturni, in ravno zato je ta, v osnovi biološki pojav pri človeku tako zanimiv.

new_girl_PMS

Večina raziskav, pri katerih so preučevali PMS, je usmerjena v vzorce deklet iz zahodnega sveta. Dobrih podatkov o PMS-u pri lovsko-nabiralniških skupnostih nisem odkrila. Morda zato, ker imajo ta ljudstva tudi drugačne navade in drugačno razumevanje tega pojava. Tako se nam zazdi, da je ta pojav nekaj univerzalnega. Sam menstruacijski cikel seveda je nekaj, kar imamo skupnega tudi z drugimi živalmi, a PMS je bolj kompleksen pojav.

Obstajajo različne stopnje PMSa, bolj znano stanje je predmenstrualni disforični sindrom (premenstrual disphoric disorder – PMDD). To je resnejše stanje, ki ovira bolnice pri zdravem delovanju. Pride do depresije, visoke razdražljivosti in napetosti pred menstruacijo. Takih žensk je v populaciji med 5 in 8 odstotkov.

Eden izmed glavnih razlogov za občutenje PMDD-ja je spreminjanje ravni hormona progesterona. Ženske, preden pride do menstruacije ali periodične krvavitve iz maternice, doživimo lutealno fazo, pred katero se sprosti jajčece in v začetku katere pride do dviga hormona progesterona (to je približno v tretjem tednu menstruacijskega cikla), tik pred krvavitvijo pa raven hormona upade. To posredno tudi vpliva na naše vedenje in počutje.

Kate Clancy, ameriška biološka antropologinja, v zapisu o biologiji in kulturi pri predmenstrualni izkušnji, piše o miših, ki so jim najprej dodali progesteron in jim ga nato odvzeli, opazimo nenavadna vedenja, ki se kažejo, kot da so miške izgubile voljo do življenja. Če jih držimo za rep, se ne borijo, da bi se osvobodile, če jih damo plavati v vodo, ne migajo, kot bi bilo pričakovano, ampak le nesrečno plovejo na vodi. Mehanizem, ki je povezan s odstranitvijo progesterona, deluje na možgane, bolj natančno na receptorje GABAa v možganih. Alopregnanolon je molekula, ki nastane iz progesterona in neporedno vpliva na GABAa receptorje v možganih; njen vpliv je podoben nekaterim zdravilom, benzadiazepinom, ki jih uporabljajo za zdravljenje anksioznosti. Ko imamo več progesterona, naj bi bili pomirjeni. Ko pa stopnja omenjenega hormona v vsakomesečnem ciklusu kar naenkrat upade, naj bi postale nesrečne, rahlo depresivne in razdražene.

Kot sem že predstavila in kot ste morda dekleta že občutile, PMS ni pri vseh enako izražen, tudi vse ženske ne trpimo za PMDD-mom. Razlogi so različni. Naša telesa so navajena na različne stopnje hormonov v naših telesih, tudi različno se odzivajo na pomanjkanje katerega izmed hormonov. Pomemben razlog je tudi način življenja. V zahodnem svetu s hitrim načinom življenjem, pri katerem naše telo trpi ob nezdravi prehrani in zaradi pomanjkanja gibanja, se pri ženskah dvigujejo ravni hormonov. Tako je vsak upad teh snovi v telesu veliko bolj izražen, tako na fiziologiji telesa kot tudi pri vedenju. Pa smo se vrnili nazaj do načina življenja in kulture, ki, tudi v primeru PMS-a, pogojuje biologijo.

Stanje premenstrualnega sindroma ni tako univerzalno, kot se zdi, še posebej pa ni univerzalno negativno, kot je to predstavil Gillings. Ta tečna, nesrečna dekleta vidi zgolj kot evolucijsko prilagoditev, da obdržimo le plodne partnerje. Če bi bilo to res, bi pričakovali, da bodo dekleta, ki občutijo PMS, imela več otrok kot ostala. Menstruacijski cikli so nadvse zanimiv, a jih verjetno v t. i. ženskih revijah ne predstavljajo tako. Kaj pa jaz vem? Kakorkoli, vsi omenjeni primeri kažejo, da PMS ni le biološko stanje in tudi ne le kulturno vezano. V primeru vsakomesečne tečnobe in žalosti, gre za zanimiv preplet okolja, načina življenja, kulture in naših teles ter hormonov.

To je to!
Z

Polarni

13 Maj

Predstavljaj si, da si medvedka; no, ali pa medved. Ta ogromen, bel, polarni. Živiš na Severnem polu, v polarni zimi ti ne preostane drugega, kot da loviš tjulnje. Ob tem pri vsaki večerji zaužiješ veliko količino maščob. Tjulnje pred mrazom v severnem morju varuje tolšča, debela plast maščobnega tkiva. Količina zaužite maščobe bi te zagotovo pokončala, če ne bi bil/a posebaj prilagojen/a na tovrstno dieto.

Skupina mednarodnih raziskovalcev se je lotila raziskovanja nastanka vrste polarnih medvedov (Ursus maritimus) ali speciacije in hitre evolucije adaptacij, ki jim omogočajo preživetje v tem ekstremnem okolju. V raziskavi, objavljeni v znanstveni reviji Cell, so primerjali genome 89 polarnih medvedov in rjavih medvedov. Z uporabo populacijsko-genomskega modeliranja so ugotovili, da sta se vrsti ločili pred 480 tisoč do 350 tisoč leti. Kar je nekaj minut pred dvanajsto ponoči, če predstavimo 4 in pol milijardno zgodovino Zemlje v času enega dneva.

Ločitev polarnega in rjavega medveda (vir)

Ločitev polarnega in rjavega medveda (vir)

Zanimivo je, da pri parjenju rjavega medveda (Ursus arctos) in polarnega medveda (Ursus maritimus) dobimo plodne potomce.

Mimogrede, nisem se zmotila pri latinskem poimenovanju vrste rjavi medved: res je Ursus arctos, ali medved medved. Ursus je namreč latinsko ime za medveda, prav tako pa je arktos grško ime za medveda. Bolj zanimiv je izvir poimenovanja Arktike. Ta izvira iz besede arktikos ali »blizu medveda«. Ime naj bi bilo povezano z ozvezdji Velikega in Malega medveda, ki ju vidimo na severni polobli, v slednjem pa se nahaja tudi zvezda Severnica.

Naj se vrnem nazaj na parjenje medvedov … Pri parjenju različnih vrst medvedov dobimo plodne potomce. Preprosta definicija vrste, ki jo verjetno poznate še iz osnovnošolskih ali gimazijskih dni, pravi, da sta živali iste iste vrste, če imata plodne potomce. Potemtakem so skoraj vsi medvedi ena vrsta. Ne! Ravno zaradi takih pojavov, ki jih v naravi ni malo, je preprosta definicija vrste zelo težavna. Sicer se tovrstne mešanice v naravi le redko zgodijo, vseeno pa je v času evolucije prihajalo do mešanja med različnimi vrstami.

Znanstveniki so primerjali analize genomov s fosilnimi ostanki in podatki o takratnih podnebnih razmerah. V obdobju med 370 in 430 tisoč leti nazaj je bilo toplejše obdobje. To je verjetno omogočilo rjavim medvedom, da so naselili tudi severnejše predele. Kasneje je prišlo v primeru polarnega in rjavega medveda do alopatrične speciacije ali do nastanka vrst zaradi geografske ločnice, ki je zaradi poznejših klimatskih in okoljskih sprememb vodila v nastanek dveh vrst. Tako sedaj predvidevajo, da imajo polarni medvedi in rjavi medvedi zadnjega skupnega prednika, mlajšega od 500 tisoč let. Polarni medvedi se dandanes razlikujejo od rjavih medvedov po morfologiji, ekologiji in vedenju, zato jih lahko uporabljamo kot primer razvoja vrste skozi naravno selekcijo in adaptacijo na novo okolje in način življenja.

Severni ali beli ali polarni medved (vir)

Severni ali beli ali polarni medved (Ursus maritimus) (vir)

V tem času tudi genom polarnih medvedov ni miroval. Raziskava je pokazala, da naj bi se polarni medvedi, če je povprečna doba ene generacije dobrih 11 let, že v okoli 20500 generacijah ali v 300 tisoč letih (zelo hitro za velike sesalce, pravzaprav včeraj) prilagodili na pritiske ekstremnega okolja. Bolj značilne prilagoditve polarnih medvedov so kosmate tace, ki jim omogočajo, da jim ne drsi na ledu, bel kožuh in posebno prilagojen kardiovaskularni sistem, ki preprečuje, da jih ne prizadenejo bolezni srče mišice ali kardiomiopatije, ki lahko vodijo do odpovedi srca in različnih srčnih obolenj ob dieti z ogromno maščob.

V raziskavi so primerjali gene, povezane z oblikovanjem maščobnih tkiv in metabolizmom maščob; gene, povezane s funkcijami srčno-žilnega sistema, in gene, povezane s svetlo dlako.

Svetla dlaka je pri živalih v naravnem okolju redkokdaj prednostna izbira, a v arktičnem okolju prinaša prednost. Primerjava genomov je izpostavila nekaj genov, ki spreminjajo proteine in lahko v povezavi z regulatornimi mutacijami in interakcijami z drugimi geni zaustavijo produkcijo ali nastanek in transport melanina, naravnega pigmenta, ki obarva tudi naše dlake in lase – v dlake medvedov, kar vodi tudi v pomanjkanje pigmenta v dlaki polarnih medvedov.

V raziskavi so tako odkrili 16 genov, ki so se najhitreje spreminjali znotraj vrste polarnih medvedov. Kar devet od teh je povezanih s srčnimi obolenji pri človeku. Teh devet genov sodeluje pri razvoju srčno-žilnega sistema. Polarni medvedi imajo v krvi ogromno holesterola, a je njihovo telo zaradi adaptacij na dieto z visoko vsebnostjo maščob razvilo mehanizme, med drugim tudi sam srčno-žilni sistem, ki mu tako visoka raven holesterola v krvi ne škodi. V raziskavi so sicer predstavili in omenili, kateri so ti geni, vendar zaenkrat ni narejenih pravih funkcionalnih raziskav polarnih medvedov, ki bi te prilagoditve bolj jasno razložile.

Polarnim medvedom prilagoditve omogočajo, da lahko uživajo v zamaščenih tjulnjih. No, tudi severni medvedi niso ravno suhci: do polovice njihove teže lahko predstavljajo maščobe, ki jim omogočajo preživetje v Arktiki.

To je to!
Z

Darwinovi ščinkavci

12 Feb

12. februar 1809, rodil je je Charels Darwin. Danes praznujemo Darwinov dan. Vse najboljše, Darwin! (Vsaj nekateri praznujejo rojstva velikih in ne smrti …)

charles-darwin1

Darwin je imel v svojem življenju priložnost iti na skoraj petletno pot z ladjo Beagle, kar mu je omogočilo, da je na potovanju z opazovanjem in popisovanjem okolice – tako žive kot nežive narave – sprevidel pot sprememb in nastanek raznolikih živalskih in rastlinskih vrst. Kapitan ladje Beagle FitzRoy je začutil potrebo po tem, da bi na ladji imel tudi raziskovalca in nekoga, ki bo zadolžen za opazovanje in zbiranje podatkov na poti. Iskal je geologa. Po spletu okoliščin se je posadki na ladji Beagle pridružil mladi Charles Darwin. Ladji Beagle se je pridružil na njenem drugem potovanju. (Tudi ti se mu lahko pridružiš – na interaktivnem potovanju ladje Beagle.) Ta pot je Darwinu omogočila uvid v življenje na Zemlji. Kot izobraženec in dober ter natančen raziskovalec je po končani poti lahko združil vse podatke in naredil znanstveno revolucijo. Ponudil je evolucijsko razlago nastanka živalskih in rastlinskih vrst.

(vir)

Kaj pa si ti naredil/a za znanost? 🙂 (vir)

Med najbolj slavne prikaze različnih prilagoditev vrst na določeno okolje sodijo Darwinovi ščinkavci in njihovi kljuni. Ščinkavci na otočju Galapagos imajo na različnih otokih različne oblike kljuna, ki so rezultat prilagoditev na specifike okolja. Toda med vrstami, ki jih Darwin na svoji poti in v kasnejših delih ni raziskoval, so prav ščinkavci. No, sicer jih je opazoval in tudi popisoval, a kakšnih resnih ugotovitev iz teh opazovanj ni izpeljal. Darwinovi ščinkavci v resnici niso njegovi. Pojem Darwinovi ščinkavci je prvi uporabil ornitolog in zdravnik Percy Lowe, populariziral pa ga je evolucijskegi biolog David Lack. Raziskave in opazovanja ščinkavcev na različnih geografskih območjih je posvetil Darwinu. Članek je naslovil “Darwinovi ščinkavci” – v prikimavanje očetu evolucijske teorije. Izvir pojma “Darwinovi ščinkavci” je že zgodovinsko raziskan. Letos so se ga lotili še z raziskavo podatkov, kjer so s pomočjo računalniškega pregledovanje citatov so potrdili izvir pojma iz časa 100 let po objavi slavne Darwinove knjige O izvoru vrst (1859).

 

Charles Darwin je, poleg Alfreda Russella Wallaca, eden izmed najbolj zaslužnih ljudi za to, da sedaj vemo, da se živalske in rastlinske vrste razvijajo v procesu naravne selekcije in da na Zemlji ves čas poteka evolucija. Tako pomemben je bil, da mu še dolgo po njegovem življenju namenjamo prostor za zapise in mu prikimavamo, kako dobro je opazoval ta raznovrsten svet, ki se ves čas spreminja.

Darwin je car! Vesel Darwinov dan!

To je to!
Z

Semelpario

8 Okt

Beseda semelpario izvira iz latinščine. Semel pomeni enkrat, pario pa zaploditi. Govorila bom o organizmih, ki se parijo samo enkrat oz. v enem obdobju v svojem življenju. Tovrstno paritev imenujejo tudi zaploditev “big bang”. Parijo se enkrat, takrat na veliko, in poginejo.

Prejšnji teden sem preživljala vikend s prijatelji kognitivci v Sežani. Slučajno se je zgodilo, da sem ob tem, ko sem prišla na vrt k prijatelju M., najprej zagledala bogomoljko. (Morda imamo biologi veliko afiniteto do žuželk okoli nas.) Ker se je nahajala na vratih pri vhodu v hišo, sem jo navdušeno vzela v roke in jo želela prestaviti na travnik. Takrat pa so se oglasili fantje: “Joj, fuj, bogomoljka! Grozne so.” Hitro smo ugotovili, v čem je problem. Bogomoljke niso prav nič prijazne do samcev, ko se ti parijo z njimi. Paritev samcev bogomoljk je enkraten dogodek. Samica med parjenjem samcu poje glavo. S tem si priskrbi dodatne proteine, ki omogočajo nastanek jajčec in s tem večjo možnost, da bosta z ubogim brezglavim samcem imela male bogomoljčke. Seveda moji prijatelji (moški spol) nad njimi niso navdušeni; kar malo se bojijo teh malih vesoljčastih dam. Več si poglejte v videu.

Enkratna paritev je znana tudi pri nekaterih vrstah žuželk in rib (lososi). Najdemo pa jo tudi pri sesalcih, in sicer pri mišim podobnih vrečarjih iz rodu Antechinus. Slednji živijo v Avstraliji in na Novi Gvineji. Samci iz dvanajstih vrst se intenzivno pripravljajo na obdobje parjenja in vso energijo vlagajo v tiste priložnosti, ko si lahko podredijo samico. Ob tem jim naraste raven testosterona (moški spolni hormon; nastaja v modih) in stresnih hormonov, oslabi pa jim imunski sistem. Po načelu »živi hitro, umri mlad« kmalu po parjenju poginejo. Enkratno paritev bi v primeru antechinusov lahko poimenovali kar samomorislka reprodukcija. Vseeno jim je, ko jim začne odpadati dlaka in pride do notranjih krvavitev. Njihovo telo izkorišča mišično tkivo, s čimer si pridobi še tisto malenkost več energije za uspešen razplod. Na koncu tega enkratnega obdobja je, komaj leto dni star, antechinus dokončno izmozgan. Kmalu se njegovo kratko življenje sladko konča.

Kako je mogoče, da se je razvilo kaj takšnega? Bi to lahko bila adaptacija?

Spolna selekcija je vodila do adaptacije, ki bi jo lahko poimenovali kar živi hitro, umri mlad. Možnih razlag je več. Nekateri trdijo, da veliko samic antechinusov ne preživi obdobja, ko imajo mladiče, zato je za samca bolje, da se v paritvenem obdobju pari s čim več samicami. To mu omogoči, da bo njihov dedni material šel v naslednje generacije. Naslednja razlaga predstavlja samce kot altruistične. S tem da poginejo, omogočijo samici in potomcem več virov hrane. Nekateri pa celo menijo, da do tega pride zaradi posebne skupine osebkov, ki se je zapletla v neko čudaško obliko razmnoževanja na podlagi posebnosti evolucijske zgodovine. V to kompleksno biološko razlago se v glavnem niso spuščali.

vir

Antechinus (Vir)

Da bi stvari prišli do dna, so Diana Fisher in njena raziskovalna skupina primerjali osebke kar dvainpetdesetih vrst iz rodu Antechinus, ki so prihajali z različnih geografskih območij – Avstralije, Nova Gvineje in Južne Amerike. Ugotovili so, da vrste, kjer samci umrejo kmalu po akciji, prihajajo iz območij pod ekvatorjem. Njihovo geografsko lego so povezali s količino razpoložljive hrane. Antechinusi se hranijo z žuželkami. Odkrili so, da v teh krajih prihaja do visokega sezonskega nihanja v količini hrane. Paritveno obdobje poteka tik pred tem, ko je hrane v izobilju. Takrat je večja verjetnost, da bo samica lahko uspešno skotila mladiče in jim nudila zadosti hrane, da odrastejo. Pri nekaterih vrstah je paritveno obdobje dolgo le nekaj dni. Samice pa so zelo promiskuitetne; rade se novačijo s čim več samci. To pomeni, da več samic, ko jih samec oplodi, večja je verjetnost, da bo njegov dedni material prešel v naslednjo generacijo. Torej mora biti fant tistih nekaj dni stoodstotno pripravljen na akcijo.

Raziskovalci so odkrili tudi korelacijo med samomorilskim parjenjem in velikostjo mod. Če so samci iz določene vrste umirali po parjenju, so imeli večja moda. Večja moda, več sperme in samci, ki so vložili največ v količino svojih spermijev, bodo imeli več potomcev. Zanimivo je tudi, da njihovo parjenje traja v povprečju kar skoraj dobrih devet ur. Res so pripravljeni na akcijo! In bolj ko so pripravljeni in več sperme ter energije, kot je imajo, več samic bodo lahko oplodili in večja je možnost, da gre ravno njegov dedni material naprej v naslednje generacije. Medtem parjenje ostalih vrst iz rodu Antechinus traja v povprečju štiri ure.

Dolgo trajajoče občevanje in velika moda v zameno za smrt. Kratko, a sladko življenje antechinusov.

To je to!

Z

*Če kdo pozna slovenska izraza za samelparity ali za rod Antechinus, prosim, da ju deli v komentarju.