Nawet najprostsze organizmy morskie mają skłonność do indywidualizmu

Nawet najprostsze organizmy morskie mają skłonność do indywidualizmu

Miłośnik sportu czy kanapowiec? Zawsze na czas czy często się spóźniasz? Królestwo zwierząt również jest domem dla wielu osobowości, z których każda prowadzi własny styl życia. W badaniu opublikowanym właśnie w czasopiśmie PLOS Biology zespół kierowany przez Sörena Häfkera i Kristin Tessmar-Raible z Instytutu Alfreda Wegenera, Centrum Badań Polarnych i Morskich im. Helmholtza (AWI) oraz Uniwersytetu Wiedeńskiego donosi o zaskakującym odkryciu: nawet proste morskie wieloszczety kształtują swoje codzienne życie w oparciu o wysoce indywidualne rytmy. Ta różnorodność jest interesująca nie tylko dla przyszłości gatunków i populacji w zmieniającym się środowisku, ale także dla medycyny.

Na pierwszy rzut oka gwiazda nowego badania może nie wydawać się szczególnie imponująca: mający zaledwie kilka centymetrów długości Platynereis dumerilii to gatunek wieloszczeta, który można spotkać w wodach przybrzeżnych od umiarkowanego do tropikalnego na całym świecie; jeśli Twoim celem jest znalezienie wybitnych zwierzęcych osobowości, z pewnością są lepiej dopasowani kandydaci. Ale nie to było głównym celem badania, do którego wnieśli wkład eksperci z AWI, Max Perutz Labs w Wiedniu, uniwersytetów w Wiedniu i Oldenburgu oraz Katholieke Universiteit Leuven w Belgii. Przede wszystkim badaczy interesowały wewnętrzne zegary, które dyktują dzienny rytm niezliczonych organizmów.

„Wyczucie czasu biologicznego jest ważne na wielu poziomach” – wyjaśnia Kristin Tessmar-Raible, biolog z AWI. „Więzi ekologiczne między gatunkami zależą od tego w takim samym stopniu, jak od procesów biochemicznych na poziomie komórkowym”. Ale jak reagują wewnętrzne zegary organizmów, gdy ludzie ocieplają klimat lub wykorzystują sztuczne światło, aby zamienić noc w dzień? „Jeśli chodzi o organizmy morskie, nadal wiemy bardzo niewiele” – mówi Sören Häfker, główny autor badania. W związku z tym rytmy są szczególnie ważne w ich życiu: temperatura, dostępne światło i pożywienie oraz różne inne czynniki zmieniają się w ciągu dnia, a organizmy muszą odpowiednio reagować. Dostosowują swoje zachowanie, metabolizm i aktywność genetyczną do tych rytmów zewnętrznych.

Nie jest jednak jasne, czy w przyszłości uda im się osiągnąć taki sam sukces. A kiedy ich wewnętrzne zegary nie dopasowują się już do otoczenia, może to stać się kwestią przetrwania. „W związku z tym potrzebujemy znacznie lepszego zrozumienia, jak zmieniają się rytmy oceanów i jakie będzie to oznaczać dla poszczególnych gatunków i populacji” – podkreśla biolog, co oznacza, że ​​istnieje mnóstwo powodów, aby bliżej przyjrzeć się zmianom codzienne zachowanie Platynereis dumerilii. W rzeczywistości dla chronobiologii, która koncentruje się na wewnętrznych zegarach organizmów, ten odległy krewny rosiczki stał się jednym z najważniejszych gatunków modelowych.

W poprzednich eksperymentach zespół zauważył, że robaki miały zupełnie odmienne rytmy dobowe. Wśród ludzi jest to zjawisko znane: wczesne ptaki rzadko zamieniają się w nocne marki i odwrotnie. Ale co z morskimi robakami wieloszczetowymi? Czy różnice w zachowaniu są jedynie przypadkowymi zmianami, czy też cechuje ich osobisty takt? Aby się tego dowiedzieć, grupa systematycznie obserwowała codzienną aktywność robaków podczas nowiu. Co zobaczyli: niektóre osoby stawały się aktywne dokładnie o tej samej porze każdej nocy. Z kolei inne wydawały się arytmicznymi „kanapowymi ziemniakami”, które były aktywne tylko sporadycznie – a ponadto pomiędzy tymi dwoma skrajnościami istniały różne „odcienie szarości”. Kiedy kilka tygodni później ponownie zaobserwowano te same robaki, ich zachowanie pozostało w dużej mierze niezmienione: kiedyś kanapowiec, zawsze kanapowiec. „Byliśmy bardzo zaskoczeni, widząc, jak odtwarzalne są indywidualne rytmy behawioralne” – mówi Tessmar-Raible. „To pokazuje nam, że nawet robaki mają maleńkie, rytmiczne osobowości, że tak powiem”.

Więcej indywidualności = większa odporność

Aby uzyskać dalszy wgląd w te różnice w zachowaniu, grupa systematycznie porównywała aktywność genetyczną w głowach robaków podatnych na szczególnie rytmiczne i arytmiczne zachowania. Co zaskakujące, odkryli, że wewnętrzny zegar dobowy działał doskonale u wszystkich okazów, nawet u arytmicznych „ziemniaków kanapowych”, a liczba genów o rytmicznej aktywności była prawie tak wysoka jak u „punktualnych” robaków. Jak przypuszczają eksperci, szeroki zakres stosowanych przez nie strategii może zapewnić robakom przewagę ewolucyjną. W końcu żyją w środowisku przybrzeżnym o bardzo zmiennych warunkach; jako taki, styl życia A może być najlepszym wyborem dla danego miejsca, podczas gdy niedaleko, styl życia B może być lepiej dopasowany. Ponadto ta forma indywidualności może zwiększyć ich odporność na poważne zmiany antropogeniczne – w zmieniającym się świecie ta różnorodność zwiększa szanse, że przynajmniej niektóre robaki będą w stanie poradzić sobie w nowych warunkach.

Ale badanie nie tylko oferuje nowy wgląd w rytmy morskie; podkreśla również fakt, że procesy zachodzące w danym organizmie niekoniecznie znajdują odzwierciedlenie w jego zachowaniu: nawet w przypadku robaków kanapowych aktywność genetyczna przebiega według codziennego rytmu, nawet jeśli nie jest to rozpoznawalne z zewnątrz. I prawdopodobnie dotyczy to nie tylko robaków, ale także ludzi. „Dlatego takie odkrycia są ekscytujące także dla dziedzin takich jak chronomedycyna” – mówi Tessmar-Raible.

W ostatnich latach zintensyfikowano i z sukcesem podejmowano wysiłki mające na celu uwzględnienie w procesie leczenia indywidualnego rytmu dobowego pacjentów. Jednak podobnie jak obserwowane robaki, składają się one z różnych elementów, począwszy od zachowania po aktywność genetyczną, które mogą różnie reagować na leki i czas ich podawania. W związku z tym, zwłaszcza jeśli chodzi o ludzi, ważne jest, aby analizy chronomedyczne uwzględniały kilka różnych poziomów – jeśli nawet robaki mogą być tak indywidualistyczne, nasz gatunek prawdopodobnie nie jest wyjątkiem.

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]
science