Strategie przetrwania antarktycznej zimy - badania Uniwersytetu w Osace
Jedyny owad na Antarktydzie ma wyjątkowe strategie przetrwania antarktycznej zimy. W czasie krótkiego życia nielotna muchówka dwukrotnie zapada w sen zimowy, ale za każdym razem nieco inny – wynika z nowych badań Uniwersytetu Metropolitalnego w Osace (Japonia).
Strategie przetrwania antarktycznej zimy
.Pingwin cesarski, płetwal błękitny, lampart morski – te gatunki przychodzą na myśl, kiedy mówimy o faunie Antarktydy. Tymczasem największym wyłącznie lądowym zwierzęciem na tym kontynencie – i jedynym wolno żyjącym tam owadem – jest nielotna muchówka Belgica antarctica. Jest w swojej kategorii największa, ale to nie znaczy, że ma okazałe rozmiary: osiąga od 2 do 6 mm długości. Jej strategie przetrwania antarktycznej zimy są imponujące.
Jej strategię ustalił to międzynarodowy zespół naukowców pod kierunkiem prof. Shina G. Goto z Uniwersytetu Metropolitalnego w Osace (Japonia). Okazuje się, że muchówki, które żyją dwa lata, dwukrotnie zapadają w sen zimowy – ale za każdym razem nieco inny. Wyniki badań ukazały się w czasopiśmie „Nature”.
Zmiany warunków środowiskowych w ciągu roku regulują życie całych ekosystemów. Związane z porami roku zmiany długości dnia, temperatury, a także ilości pokarmu i wody są kluczowe dla przetrwania wielu organizmów. Stąd różne strategie przeżycia w trudnych warunkach i różne mechanizmy adaptacyjne.
Stan zimowy – wyciszenie i diapauza
.Jednym z nich jest stan uśpienia, taki jak sen zimowy. Istnieją dwa jego rodzaje: wyciszenie i diapauza. Wyciszenie polega m.in. na fizjologicznym odrętwieniu i zmniejszeniu tempa metabolizmu. Z kolei diapauza, występująca często u owadów w okresach ostrych zim albo susz, to okresowe zahamowanie przemian anatomicznych i fizjologicznych. Pozwala to zatrzymać rozwój różnych osobników tego samego gatunku na tym samym etapie, np. larwalnym albo poczwarkowym, by po wybudzeniu wszystkie były tak samo dojrzałe i mogły w odpowiednim czasie przystąpić do rozmnażania.
Prof. Goto odkrył, że podczas dwuletniego życia antarktyczna muchówka korzysta z obu tych strategii: w pierwszym roku przechodzi w stan wyciszenia, w drugim – stosuje diapauzę.
„Hodowaliśmy muchówki antarktyczne przez sześć lat, by poznać niektóre z ich mechanizmów adaptacyjnych” – wyjaśniła dr Mizuki Yoshida, entomolożka z Uniwersytetu stanowego Ohio (USA) i współautorka badania.
Jak większość owadów, muchówki z Antarktydy przechodzą przez kilka stadiów rozwoju: od jaja, przez larwę i poczwarkę do postaci dorosłej, czyli imago. Stadium larwalne u muchówki antarktycznej ma cztery fazy.
Sezonowe strategie adaptacyjne
.Badacze odkryli, że larwy tych owadów zwykle rosną do drugiej fazy przed pierwszą zimą swego życia. Na czas ekstremalnie niskich temperatur zapadają w stan wyciszenia, dzięki czemu mogą szybko wznowić procesy życiowe i rozwój, gdy tylko zrobi się cieplej. Gdy zbliża się druga zima, larwy osiągają ostatnie, czwarte stadium rozwojowe, ale nie przepoczwarzają się. Zamiast tego przechodzą w diapauzę, aby – gdy nadejdzie lato – wszystkie były w stadium imago. Życie dorosłych osobników trwa tylko kilka dni. W tym czasie muchówki muszą znaleźć partnerów i złożyć jaja, dlatego tak ważne jest, by cała populacja była na jednym etapie rozwoju.
„Sezonowe strategie adaptacyjne obejmujące wielokrotne zimowanie z wykorzystaniem zarówno wyciszenia, jak i diapauzy nie zostały zaobserwowane u żadnych innych organizmów. Uważamy jednak, że owady zamieszkujące trudne środowiska, takie jak Arktyka i rejony wysokogórskie, mogą stosować podobne strategie” – ocenił profesor Goto.
Naukowcy sądzą, że ich badania nad strategiami przetrwania w niskich temperaturach mogą posłużyć np. rozwojowi kriokonserwacji, czyli procesowi przechowywania komórek i tkanek w ujemnej temperaturze (zwykle w temperaturze ciekłego azotu, czyli -196 st. C).
Jak badania naukowe zmieniają nasz świat
.Profesor nauk technicznych, wiceprzewodniczący Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC), Andrzej JAJSZCZYK, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” twierdzi, że: „Trudno jest przecenić rolę badań naukowych w tym, co osiągnęła nasza cywilizacja. Wyniki pracy naukowców spowodowały, że żyjemy dziś znacznie dłużej niż jeszcze sto lat temu, głód stał się udziałem wyłącznie osób mieszkających w krajach upadłych i nękanych wojnami, podróże po całym świecie są już dostępne prawie dla każdego, przynajmniej w krajach bogatszych, a tania łączność zmieniła życie miliardów ludzi, nawet w najbiedniejszych zakątkach naszego globu.
Dzięki badaniom naukowym nie tylko wiemy, jak żyli nasi przodkowie tysiące lat temu, ale także, jak funkcjonują rynki i co wpływa na nasze zbiorowe działania. Nauka służy także zaspokajaniu naszej zwykłej, ludzkiej ciekawości, przy okazji pozwalając odkrywać rzeczy, które dają szanse na zmianę naszego życia na lepsze. Co prawda nie zawsze chcemy czy umiemy skorzystać z tego, co nam podpowiada nauka, ale w krajach, które to potrafią, żyje się na ogół znacznie lepiej niż tam, gdzie badania naukowe się lekceważy”.
„Niestety, coś, co wielu nazywa postępem, ma też swoje ciemne strony. I jakkolwiek wyniki badań naukowych bywają używane także w złej wierze bądź ich niewłaściwe czy po prostu nierozumne zastosowanie prowadzi do opłakanych skutków, to nikt przy zdrowych zmysłach nie kwestionuje konieczności dalszego prowadzenia badań, chociażby po to, by walczyć ze wspomnianymi skutkami” – pisze prof. Andrzej JAJSZCZYK w tekście „Badania naukowe zmieniają nasz świat” – pełen artykuł [LINK].
PAP/ WszystkocoNajważniejsze/ LW
