Etiopijski vukovi, bebisiterke i ostajanje uz roditelje

Da ste kojim slučajem rodjeni kao mladunče Etiopijskog vuka imali bi ste dva izbora u životu. Da napustite čopor i pronadjete sebi para za monogamijski "brak" sa kojim ćete dizati vaše mladunce ili da ostanete "pomoćnik" već ustaljenom paru (tj. vašim roditeljima) i odustanete od dizanja sopstvenih mladunaca. Iz odredjenog razloga, Etiopijski vukovi će često izabrati ovu drugu opciju, da budu do kraja "bebisiterka" i ostanu za života sa roditeljima :-)

Najstarijem detetu u porodici se najčešće dodeljuje uloga bebisiterke. 

Zašto ovi vukovi donose odluku da ostanu sa roditeljima ?! Ovo je pitanje dugo zbunjivalo biologe, posebno zbog toga što se dogadjalo u staništima gde je odlična brojnost populacije glodara (koji su, glavni izvor hrane vukovima). Ništa iz okruženja nije ukazivalo na bilo kakvo ograničenje u resursima ili sličnom što bi uticalo na ovakvu odluku. A kao dodatna nelogičnost, drugi čopori koji su naseljavali teritorije gde je manjak hrane, nisu pokazivali ovakvo ponašanje.

Stvar nije razjašnjena sve dok četiri britanska biologa (Jorgelina Marino, Claudio Sillero-Zubiri, Paul Johnson, and David Macdonald) nisu sproveli istraživanje dugo 13 godina, sprovedeno na 17 čopora u planinama južne Etiopije. Oni su uredno skupljali podatke o kretanju, brojnosti čopora, ishrani, površini teritorije, mladuncima, "bebisiterkama", itd, itd. Pa, evo šta je bio uzrok :-)

Kao prvo da kažemo da Etiopijski vuk živi na visinama iznad 3000 metara u Afro-alpskoj regiji Etiopije, on je predator na vrhu ekosistema. Inače je danas jedna od najugroženijih kanida, sa samo sedam preostalih čopora (oko 550 odraslih primeraka).

Jedna od prvih stvari koju su istraživači otkrili, je da od ukupno 17 čopora, 13 čopora naseljava teritorije sa dovoljnim brojem glodara (dosta hrane=kvalitetna teritorija) a preostala 4 sa daleko manjim brojem glodara (manje hrane=nekvalitetne teritorije). Čopori na teritorijama sa manje hrane nisu dakle imali ni jednog "bebisitera". Ono što su istraživači takodje ustanovili je da čopori sa nekvalitetnijih teritorija zauzimaju veće površine ali imaju manji broj vukova u čoporu u odnosu na ove koji žive na kvalitetnijim teritorijama. Dobro, to što zauzimaju veću površinu i ima neke logike, tamo gde hrane ima manje, mora se prevaliti veći put da bi se ona našla.

Etiopijski vuk (Canis simensis), takodje poznat kao Crveni šakal, Simijenska lisica, Simijenski šakal
naseljava jedino Afriku. Njegova brojna imena odražavaju prethodnu neizvesnost oko njegove
sistematike, danas se drži da spada u vukove a ne u lisice kojima naizgled liči. 

Medjutim, u ovoj prvoj grupi od 13 čopora (sa kvalitetnijih teritorija), što su čopori brojniji to bolje kontrolišu sve veću površinu teritorije. Pa se tako dogadja da čopor od 8 vukova ima skoro duplo veću teritoriju od onog sa 6 vukova. Ali 8 je ujedno i granica, kad neki od ovih čopora predje brojnost preko 8 članova on se razdvaja i formiraju se dva manja čopora koja zauzimaju svako svoju teritoriju. Dakle, najuspešnija (optimalna) brojnost je imati 8 članova u čoporu i time pokrivati što veći deo kvalitetne teritorije.

Kao drugo, istraživači su otkrili da "bebisiteri" gotovo da i nisu od neke posebne pomoći roditeljima. Novi mladunci ne preživljavaju lakše zbog toga što su prethodni još u čoporu, čak šta više to može i da im otežava. A pošto Etiopijski  vukovi love uglavnom sami, veća brojnost čopora i ne daje neku posebnu prednost.

Koja je  onda poenta ovih "bebisitera" ? Zašto im roditelji uopšte dozvole da ostaju u čoporu  ?

Ključ je u tome, što ovi vukovi za obeležavanje teritorije koriste sopstveni urin, istu stvar koju rade i domaći psi. Stim što Etiopijski vukovi patroliraju na mnogo većim udaljenostima jer su teritorije koje moraju obeležavati veoma velike. Loša strana kod obeležavanja urinom je što morate redovno obilaziti granicu i izbacivati nove i nove količine svežeg urina. A upravo je to bio i taj apsurdni detalj zbog kojeg "bebisiteri" ostaju sa roditeljima.

Prema istraživanjima, čopori vukova koji su živeli na teritoriji Tullu Deemtu a koji su imali manje grupe i veće teritorije, takve teritorije su bivale uvek siromašnije hranom. Sa druge strane, vukovi koji su živeli na teritorijama gde je bilo više hrane (Valley-Sanetti)  su mogli živeti u brojnijim čoporima a pritom pokrivati znatno manje teritorije. Što je više vukova u čoporu koji živi na Valley-Sanetti teritoriji, to veću teritoriju mogu obeležavati i odbraniti po glavi vuka.
Slika: Marino, Sillero-Zubiri, Johnson, and Macdonald's 2012 Behavioral Ecology and Sociobiology.

Dakle, da ste Etiopijski vuk, što vas je više u čoporu to ste u stanju da obeležite i održavate granicu mnogo veće terirotorije. Ali kao što smo rekli, čim vaš čopor prekorači osam članova velika je verovatnoća da će se podeliti na dva dela. Važne koristi od ostajanja u tako brojnijem čoporu koji drži veću teritoriju su :

  • Ostajanjem sa roditeljima, imate pristup mnogo većem obimu kvalitetnije hrane.
  • Kada se čopor podeli na dva dela (a moraće kako se broj jedinki povećava) deli se i teritorija.
  • Kada se podeli teritorija vaš novi čopor ima priliku da dobije njen dobar deo što je mnogo važno za čopor u ranoj fazi.

Ako bismo se usudili da iz ovoga vadimo neku duhovitu paralelu na primere u ljudskom svetu, to bi bilo nešto nalik ovome:  Ako primetite da živite sa roditeljima duže nego što bi trebalo, ili primetite da ste vi možda roditelj čije starije dete živi sa vama duže nego što mislilte da bi trebalo, to može imati vrednost sve dokle su vam zalihe hrane i ostali resursi na broju i dovoljni za svakog pojedinca u porodici. Onog momenta kad više niste u stanju da ostvarujete  zajedničku korist (tj. frižider počinje da ostaje sve prazniji) tog momenta je vreme je za razdvajanje i da svako krene dalje svojim putem.

Za više informacija i metodologiju sprovedenu u ovom istraživanju :

Marino, J., Sillero-Zubiri, C., Johnson, P.J., & Macdonald, D.W. (2012). Ecological bases of philopatry and cooperation in Ethiopian wolves Behavioral Ecology and Sociobiology, 66, 1005-1015 DOI: 10.1007/s00265-012-1348-x
Kompletan PDF fajl : http://www.springerlink.com/content/7j377t64184565j3/fulltext.pdf

Priča o lišću koje umire i drveću koje ubija

Jesen je doba koje nas podseća da lišće mora pasti, da leto mora završiti, da će život opet ići dalje. Каo u predivnoj obradi Manuele Mameli jazz standarda "Autumn Leaves", komponovane stihove francuskog pesnika  Jacques Préverta, "Les feuilles mortes" (mrtvo lišće).  Ko to u šumi daje daje "komandu" da je vreme sušenju, i da drveće počne da poprima predivne crveno-žute i ljubičaste boje? Zašto lišće menja boju i opada? Ko pritišće taj prekidač ? Zašto je priroda uredila stvari baš tako da listopadno drvo mora da se odrekne svoga dela tela i prepusti ga umiranju ?  Naučni odgovori i na ta pitanja postoje naravno i ima ih više. Pre nego krenemo, pitanje :

Hoćemo li pokvariti taj stari dobri osećaj jesenje nostalgije ako zavirimo u nauku opadanja lišća ?

Mislim da nećemo. To je uobičajena priča o prirodi: iza svega se odvija jedan veoma složen proces, jedan čitav svet za sebe. Treba ga upoznati i pokušati razumeti.




Prvo što većina ljudi nauči na časovima biologije o toj temi jeste da lišće svoju zelenu boju dobija od hlorofila i tu se već negde priča završava. Ali šta je uopšte hlorofil?  Hlorofil (grčki. hloros = zelen) je zeleni pigment smešten u hloroplastima. To su zelena telašca (organele) smeštena unutar biljnih ćelija lista. Hloroplasti su ključni akteri u procesu fotosinteze, to jest transformacije svetlosne energije u hemijsku i njeno smeštanje u šećere koje biljne ćelije mogu dalje da koriste.

Biljne ćelije, male zelene loptice u njima su hloroplasti 

Postoje razne vrste hlorofila, neki su prisutni samo na odredjenim vrstama biljaka, neki na algama, neki daju crveni pigment, a neki su prisutni i u bakterijama koje su u stanju takodje da rade fotosintezu (tkz. fotosintetičke bakterije), a koje mogu fotosintezu da vrše čak i u mraku.

Po endosimbiotičkoj teoriji (teorija spajanja više organizama u jedan)  smatra se da su se upravo te fotosintetičke bakterije - medju kojima su i čuvene cijanobakterije - spojile sa ranim eukariotskim ćelijama putem endocitoze, čime su se formirale prve biljne ćelije. Po istoj teoriji, hloroplasti bi mogli biti te iste fotosintetičke bakterije koje su evoluirale i prilagodile se životu unutar biljne ćelije. Kao i mitohondrije, hloroplasti i danas imaju svoju sopstvenu DNK, koja je odvojena od DNK ćelijskog jezgra biljke domaćina. Ono što dodatno potkrepljuje teoriju o endosimbiozi je da su geni unutar DNK hloroplasta veoma slični onima u cijanobakterijama.

Ono što se još zna jeste da je prvo lišće nastalo pre oko 360 miliona godina i da se fotosinteza u početku odvijala samo na vrhovima grana. U stvari, ona i nije bila moguća u ovolikoj količini kao danas, jer je u zraku bilo znatno manje ugljen dioksida nego danas i tek povećanjem njegove koncentracije su se povećali i listovi.

Zašto je hlorofil u lišću baš zelene boje, zašto nije recimo plav?

Razlog je taj što molekuli hlorofila, dok apsorbuju svetlost, koriste onu svetlost koja je u plavom (430-490 nm) i crvenom (630-760 nm) delu spektra, a zelenu svetlost najmanje koriste, što omogućava toj svetlosti da se probije i reflektuje do naših očiju. Kao posledicu toga mi vidimo lišće kao zeleno. Hlorofil ima i sposobnost fluorescencije, što znači da svetlost koju apsorbuje može ponovo da otpusti, ali samo kao svetlost veće talasne dužine, tamnocrvene. Zbog toga je rastvor hlorofila, posmatran u epruveti u odbijenoj svetlosti, tamnocrvene boje.

Hlorofil najmanje apsorbuje zelenu svetlost što omogućava
istoj da se jedina probije i dalje reflektuje do naših očiju

Osim hlorofila, u listovima su zastupljeni i crveni, narandžasti i žuti karotin ali ga zeleni pigment prekriva. Tokom razgradnje hlorofila u jesen, kada je sunčeve svetlosti sve manje, karotin dolazi do izražaja i listovi postaju crveno-žuti.

Gašenje lista je proces eliminacije potrošača resursa ?

Pored šećera za kojeg znamo da ga biljka dobija fotosintezom, drveću za preživljavanje treba svakako i voda. Medjutim, zimi vlada oskudica zbog zamrzavanja tla i vode. Da ne bi presušilo u to vreme, drvo odbacuje lišće preko kojeg se u običnom sunčanom danu isporučuje i do 70 litara vode, a u ekstremno vrućem danu i do 400 litara, zasivno od veličine i vrste drveta. Budući da drvo zimi može koristiti samo najmanje količine vode, ono odbacuje one delove tela preko kojih najviše vode gubi. A to su listovi.

Sada se samo još postavlja pitanje: kako drvo "zna" gde i kako da otkači list ?  Tim naučnika oko Johna C. Walkera na biološkom institutu u Misuriju pokušao je da odgovori na to pitanje. Iz istraživanja su zaključili da na mestu koje spaja list sa drvetom postoje odredjene ćelije koje u trenutku razgradnje hlorofila podstiču proizvodnju jedne vrste specifičnog proteina. Ovaj protein izaziva lančanu reakciju čiji je rezultat bukvalno "takmičenje" medju ćelijama, a što za posledicu ima blokiranje transporta hranjivih materija izmedju drveta i lista. Na ovaj način na prelazu izmedju lista i drveta nastaje fino napuknuće zbog kojeg vetar može lagano da ga otkine.

Teorija otpadnog mehanizma (excretion mechanism theory)

Pored teorija da lišće opada zbog eliminisanja nepotrebne potrošnje vode, pada temperature vazduha i navodnog ulaska biljke u fazu mirovanja i čuvanja energije za zimu, postoji i još jedna veoma zanimljiva teorija, koju je dao naučnik Brian Ford. On smatra da se na taj način biljke rešavaju svojih otpadaka. Brajan je otkrio da lišće ne otpada zbog pada temperature vazduha i nedostatka vode, već da bi se biljka rešila pre svega otpadnih materija.

Dugo vremena na list se gledalo kao na organ koji fotosintezom zadržava energiju. Ali list je i skup ćelija u kojima biljka taloži svoje otpadne materije tokom godine i kojih se rešava u trenutku kada list otpadne. Pri kraju životnog veka jednog lista u njemu se zapravo poveća količina štetnih materija kao što su tanini i teški metali.

U svakom slučaju, jesenja promena boje lišća i njegovo opadanje i dalje će inspirisati pesnike, nostalgičare i ostale zaljubljenike. Ako ste jedan od njih, predlažemo da isprobate posmatranje lišća tokom različitih delova dana (ujutru, u podne i u sumrak) i zapazite razliku u njegovoj boji. Takodje, na zaboravite da uključite svih pet čula kako bi efekat posmatranja bio što bolji.

Reference

Knjiga: Prvih četiri milijarde godina - M.Ruse i E. O. Wilson

Prolezeći kroz evolutivnu nauku od njenog osnivanja, od prvih otkrića i podataka do filozofije i istorije, ova knjiga je jedna od najkompletnijih i najsveobuhvatnijih iz te oblasti. Evolution: The First Four Billion Years  na žalost nije previše pilagodjena čitaocima koji nisu upoznati sa osnovama evolucije. Nećete u njoj naći dovoljno slikovitih primera i početničkih objašnjena već knjiga iznosi nizove važnih eseja koji se bave istorijom i filozofijom evolucione biologije, sa fokusom na velika empirijska i teorijska pitanja u nauci, od specijacije i prilagodjavanja, genetike, selekcije, adaptacija, preko paleontologije do evolutivnog razvoja (Evo Devo ), a zaključno sa esejima o socijalnom i političkom značaju evolucione biologije danas.

Preuzmi knjigu : 1020 strana, 30MB

Autori, Michael Ruse, engleski filozof specijalizovan u oblasti biološke filozofije i temama koje se tiču dodirnih tačaka nauke i religije, kreacinističko-evolucionističke problematike, itd. 

Edward O. Wilson je jedan od najpoznatijih biologa današnjice, profesor entomologije na Harvardu i tvorac Sociobiologije, nove naučne sinteze koja objedinjuje socijalno ponašanje organizama od mravi do ljudi. poznat je po tome što je veoma često upozoravao u svojim govorima o značaju diverzifikacije života na planeti i uzrocima i posledicama izumiranja brojnih biljnih i životinjskih vrsta.

On je čak definisao posledice ljudske populacije kao 6. izumiranje na planeti, posledenje pre njega je bilo 5. koje je zbrisalo dinosauruse. Za kraj ostavićemo komad sa jednog od predavanja :

Ljudska snaga kombinacijom svojih sila zauvek erodira Zemljinu prastaru biosferu a ta kombinacija snaga je sabrana u akronimu ”UEZPP”. ”U” je za uništavanje staništa, uključujući promene klime izazvane gasovima sa efektom staklene bašte. ”E” je za egzotične vrste kao što su mravi, zebraste dagnje, visoke trave i patogene bakterie i virusi koje preplavljuju svaku državu eksponecijalnom stopom - to je E. ”Z” je za zagađenje. Prvo ”P” je za stalnu populaciju, širenje ljudske populacije. A poslednje slovo je ”P”, za prekomerni lov i ribolov - dovođenje do istrebljenja vrsta putem preteranog lova i ribolova.
”UEZPP” snaga koju smo stvorili, je, ako se ne smanji, predodređena - prema najboljim procenama istraživanja biološke raznovrsnosti - da smanji polovinu još uvek živih zemaljskih životinjskih i biljnih vrsta do istrebljenja ili kritičnog stanja opasnosti do kraja veka. Samo promena klime izazvana ljudskim aktivnostima - ponavljam, ako se ne smanji - bi mogla da elimiše četvrtinu preživelih vrsta tokom sledećih 50 godina.
Šta ćemo mi i buduće generacije izgubiti ako je većina životne sredine uništena? Ogromne potencijalne izvore naučnih informacije koji još uvek treba da se sakupe, većinu stabilnosti naše prirodne okoline kao i nove vrste farmaceutskih i novih proizvoda nezamislive snage i vrednosti - sve bačene.

Torbarski vuk: Od izumiranja do ponovnog "oživljavanja" DNK

Priča o izumiranju tasmanijskog vuka (Thylacinus cynocephalus) i pokušaj njegovog kasnijeg "oživljavanja" oslikava i promene kroz koje je ljudska civilizacija prolazila u zadnjih par vekova. Od naseljavanja Evropljana na nove teritorije, pa preko novčanih nagrada za svakog istrebljenog torbarskog vuka , sve do milionskih novčanih nagrada za otkrivanje jedinog preostalog primerka vek kasnije, i na posletku do finansiranja genetskih istraživanja sa ciljem da se DNK istog ako je moguće oživi.

Tasmanijski vuk, torbarski vuk ili poznat još kao tasmanijski tigar (Thylacinus cynocephalus) je bio najveći torbar mesožder savremenog doba, kojeg su istrebili ljudi u 20. veku. Nekada je naseljavao Australiju i Novu Gvineju, a poslednje utočište mu je bila Tasmanija. Na ovom ostrvu nije bilo konkurentskog dinga, pa se tu održao sve do dolaska Evropljana.

Sličan oblik Thylacinusa i psa je posledica konvergentne evolucije

Jednom kada se Australijski kontinent odvojio od Antartika, pre otrpilike 55 miliona godina, ostao je izolovan i torbari koji su živeli na njemu su ostali oslobodjeni od kompetitivnih placentalnih sisara koji su se već razgranali širom ostalih kontinenata.

Torbarski vuk je bio poslednja preživela grana iz nekadašnje torbarske porodice Thylacinidae i roda Thylacinus.Tasmansijki vuk. Kao što se vidi, izgledom je podsećao na vuka ili psa, sa šarama na ledjima sličnim tigrovim. Ta sličnost oblika tela tasmansijkog vuka i psa je posledica konvergentne evolucije o kojoj smo govorili u jednom od ranijih tesktova, a koja se tiče razvoja sličnih osobina i sličnih organa (u ovom slučaju predatorskih) kod vrsta koje nisu medjusobno srodne. 

Torbarski vukovi su bili u stanju da razjape vilice neobično široko – do ugla od 120°, i imao je pokrete slične kengurovom skoku. Imao je krut i pomalo čudan način hoda, pa zbog toga nije mogao da trči velikom brzinom. Bio je sposoban da izvede skok sa dve noge baš kao i kengur. Životinja je takodje mogla da balansira na svojim zadnim nogama i da stoji na njima u kratkim periodima.




Odrasla jedinka bez repa je bila duga oko 1m, dok je samo rep bio dug 50 do 65 cm. Najveći izmereni primerak je bio dužine 290 cm od nosa do repa. Polni dimorfizam je bio slabo izražen – mužjaci su bili nešto veći od ženki. Za razliku od drugih torbara, ženke su imale torbu koja se otvarala prema zadnjem delu tela.
Ženke su radjale do četiri mladunca, nosile ih u torbama do tri meseca. Pri rodjenju su bili slepi i goluždravi, ali su u vreme izlaska iz torbe imali otvorene oči i veoma razvijeno krzno. Torbarski vukovi je bio izraziti mesožder, plen su mu uglavnom bili manji kenguri, valabiji, vombati, ptice i male životinje poput oposuma.

Izumiranje i britanski kolonisti

Torbarski vuk je izbegavao ljude.  Želudac im je bio prilagođen za prihvatanje velike količine hrane odjednom, kao adaptacija za duge periode gladovanja kada je lov bio neuspešan.  Iz Australije je nestao verovatno pre 2000 godina, a sa Nove Gvineje verovatno još ranije. Njegovo izumiranje na tom prostoru se povezuje sa ljudima i dingo psima, koje su oni doveli sa sobom.

Poslednje utočište bila mu je Tasmanija. Na žalost, Britanski kolonisti koji su počeli naseljavati Tasmaniju početkom 19. veka nisu imali milosti ni prema urodjenicima a kamoli prema ovom torbaru.. Gledali su na urodjenike kao na pripadnike niže rase. Oni su predstavljali samo male smedje prepreke u razvoju zemljoradnje i civilizacije. U skladu s takvim stavom Britanci su ih znali goniti u organizovanim hajkama ili ubijati zbog najmanjih prekršaja. Mnogi su pomrli od sifilisa i drugih bolesti koje su doneli Europljani. Tačka bez povratka dostignuta je 1842. godine kad je broj urodjenika od početnih pet hiljada pao na samo trideset. Preostale žene su bile prestare za radjanje djece, a sama kultura je atrofirala.


Jedna od čuvenih fotografija vezana za torbarskog vuka,
nazvana "Mr. Weaver bags a tiger". Uslikana 1869. godine i
jedna od retkih fotografija te životinje a da datira još iz 19. veka


Torbarski vuk je u to vreme smatran za štetočinu koja ubija ovce (iako je decenijama kasnije utvrdjeno da anatomija vilice nije bila u stanju ubiti ovcu već samo manje životinje). Vlada Tasmanije u periodu od 1888. do 1909. plaća po 1 funtu za svaki ubijeni odrasli primerak ove životinje, a za mladunce 10 šilinga. Takodje i tasmanijski emu, njegov omiljen plen, istrebljen je polovinom 19. veka.

Pored istrebljivanja, uništavano mu je i stanište i dovedena konkurencija u vidu pasa a sa njima i nove zarazne bolesti koje su  drastično smanjile brojnost njegove populacije. Poslednja jedinka torbarskog vuka uginula je u Hobartskom zoološkom vrtu 1936. godine. Od tada su prijavljivana brojna nepotvrdjena "vidjenja", ali je 1986. i zvanično proglašen izumrlom vrstom.

Zanimljivo je da je država donela zakon o zaštiti torbarskog vuka samo 2 meseca pre uginuća poslednjeg primerka. Osim starih fotografija, sačuvano je i nekoliko snimaka torbarskih vukova iz zoološkog vrta, medju kojima je i gornji video snimak iz 1933. godine

Milionska nagrada za pronalazača

Do danas je zabeleženo preko 3800 nepotvrdjenih vidjenja torbarskih vukova u Australiji i na Tasmaniji od izumiranja 1936. godine. Ni za jedan jedini slučaj nije pouzdano utvrdjeno da se zaista radi o torbarskom vuku. Neka navodna "vidjenja" su izazvala veliki publicitet. Neki su snimili i filmove o tome. Čak je vlada pokrenula jednogodišnju potragu, ali bez uspeha. Godine 1983, Ted Tarner je ponudio nagradu od 100.000 dolara za dokaz o preživljavanju torbarskog vuka, ali je ona danas van snage.

Trka i pomama za njim se nastavlja, marta 2005, australijski magazin The Bulletin, ponudio je nagradu od 1,25 miliona dolara za hvatanje živog torbarskog vuka. Ponuda je povučena u junu iste godine, a niko nije ponudio dokaz postojanja ove vrste. Ponudjena je i nagrada od 1,75 miliona dolara, od strane Stjuarta Malkolma.

Projekat kloniranja

Australijski muzej u Sidneju je započeo projekat kloniranja torbarskog vuka 1999. godine. Cilj je bio da se iskoristi genetički materijal primerka prezerviranog početkom 20. veka, da bi se klonirale nove jedinke i vrsta spasla od izumiranja.

Štene u etanolu iz kojeg je uzet
primerak DNK - Muzej u Sidneju
Muzej je 2005. objavio da se projekat obustavlja, pošto je izdvojena DNK bila veoma oštećena i neupotrebljiva. Iste godine, obelodanjeno je da je projekat ponovo pokrenut od strane zainteresovanih univerziteta i instituta za istraživanje.

Na posletku, Maja, 2008 godine, časopis Nature objavljuje da su Endru Pask i Merilin Renfri sa Univerziteta u Melburnu uspeli da povrate funkcionalnost gena Col2A1 izdvojenog iz mladunčeta Thylacinusa sačuvanog u etanolu, starog 100 godina. Genetički materijal je funkcionisao za sada samo u genetički modifikovanim miševima.

Iste godine, druga grupa istraživača je uspela da izdvoji i kompletan mitohondrijski genom torbarskog vuka iz dva muzejska primerka. Njihov uspeh nagoveštava da bi bilo moguće izdvojiti celokupan jedarni genom.

Naravno, iako su se mnogi obradovali ovo još ne znači da ljudi biti u stanju da rekreiraju ovog torbara uskoro. Ono što je važno je da je genetska informacija negde ipak bar ostala sačuvana i spašena od potpunog nestanka. A možda i još važnije od toga je cela priča koja treba da nas podseti i na vrste koje još hodaju ovom planetom a na "ivici" su opstanka kojom je hodao i tasmanijski vuk nekada.

Gotovo sve o ovom torbaru, stare fotografije i paleontološki podaci :
http://www.naturalworlds.org/thylacine/index.htm -
Tasmanian tiger gene lives again :
Resurrection of DNA Function In Vivo from an Extinct Genome :
http://genome.cshlp.org/content/early/2009/01/12/gr.082628.108

Projekat Open Worm: kreiranje prve digitalne životne forme i test laserskog upravljanja nervima

Projekat "OpenWorm" je pokušaj da se razvije kompletna digitalna simulacija ćelijskog organizma ali ne samo da služi kao model, već sa ciljem da to jednoga dana bude kompletan veštački kreiran život. Biološki realna simulacija crva, od samih gena do ponašanja koje ti geni proizvode. Iza celog projekta stoji ideja da se jedino rekreiranjem kompletnog organizma isti može najbolje razumeti. Prema staroj Feynman-ovoj :

"If I can't build it, I don't understand it" ~ Richard Feynman

Zašto je odluka pala baš na crva Caenorhabditis elegans ?  Razlog je taj što je u pitanju pre svega veoma prost organizam i jedan od najbolje istraženih.  Od ukupno 959 ćelija koje poseduje, 302 od njih su neuroni a 95 mišićne ćelije. Uprkos jednostavnoj anatomiji, životinja prikazuje veliki repertoar ponašanja, uključujući i bežanje; potragu za hranom; hranjenje; defekaciju; polaganje jaja; senzorne odgovore na dodir, miris, ukus, kao i temperaturu, čak i neka složena ponašanja poput muškog parenja, socijalnog ponašanja, učenja i memorisanja (Rankin, 2002, de Bono, 2003).

Istraživanja molekularne i razvojne biologije na crvu  C. elegans su počela još daleke 1974. Pionir u ovom polju bio je Sidni Brener. Od tada do danas ovaj organizam je ekstenzivno korišćen kao model u biologiji.

Caenorhabditis elegans, valjkasti crv dužine oko 1 mm

Ovaj crv spada u transparentne nematode (valjkaste crve), dug je svega oko 1 mm i živi u zemljištu gde preživljava hraneći se mikrobima, pre svega bakterijama. Medju njegovim brojnim pogodnostima za istraživanje su njegov kratak životni ciklus, kompaktan genom, stereotipni razvoj, lakoća prostiranja i mala veličina.

C. elegans je podložan genetskom ukrštanju i proizvodi veliki broj potomaka po odrasloj jedinki. Reprodukuje se sa životnim ciklusom od oko 3 dana pod optimalnim uslovima. Lako može da se održi u laboratoriji gde se gaji sa kulturama bakterije E. coli koje mu služe kao izvor hrane.

C. elegans može imati dva pola: samo-oplodjujući hermafrodit (XX) i muškarac (XO). Muškarci se javljaju retko (0,1%). Najčeća je samooplodnja hermafrodita, i ona omogućava crvima da stvore genetski identično potomstvo, dok parenje sa muškarcem olakšava izolaciju mutacija unutar kolonije crva.

Do danas su mapirani apsolutno svi geni ovog crva, postoje detaljna online uputstva o svakoj pojedinačnoj mišićnoj ili nervnoj ćeliji. Kroz anatomiju crva možete se kretati pomoću ovog 3D browsera.

OpenWorm browser  zahteva jedino noviju verziju Firefoxa ili Google Chrome-a,
Internet Explorer neće raditi jer ne podržava WebGL tehnologiju.

Slično drugim nematodama, C. elegans ima telo cilindričnog oblika koje se sužava na krajevima.  Ćelije nervnog sistema organizovane su kao ganglije u glavi i repu. Većina C. elegans neurona se nalaze u glavi oko ždrela. Procesi iz većine neurona putuju duž ventralnog ili ledjnog nerva i projektuju se u nervni prsten (NR, neural ring) koji se nalazi u glavi i koji predstavlja neku vrstu centra nervnih aktivnosti. Mišići dobijaju input od motornih neurona koji su kontrolisani najčešće upravo iz tog nervnog prstena (NR). Manji mišići se takodje nalaze u ždrelu, crevima i rektumu.

Manipulacija nervima i uzrokovanje ciljanog ponašanja putem zraka lasera

Kao što je opisano u članku objavljenom 23. septembra 2012. godine od strane ScienceDaily, tim sastavljen od molekularnih biologa, fizičara i programera uspeo je da preuzme kontrolu nad "mozgom" transparentnog crva C. elegansa (to jest odrasle jednike gore opisanog hermafrodita).

Šta je zapravo uradjeno? Ekipa sa Harvarda je korišćenjem precizno ciljanog lasera, uspela da preuzme neurone mozga životinje i upute ga da se okrene u bilo kom pravcu koji su izabrali, pa čak da pošalju i lažne senzorne informacije, i time prevare životinju da krene u potragu za hranom misleći da je hrana u blizini.




Ramanathan, vodja tima, smatra da se preuzimanjem kontrole složenih ponašanja relativno jednostavne životinje - koja ima svega oko 302 neurona - može najbolje razumeti kako nervni sistem funkcioniše dok proizvodi ponašanje.

"Manipulisanjem nervnog sistema ove životinje, možemo da ga skrenemo levo, desno, možemo napraviti da ide u petlju, možemo ga učiniti da pomisli da postoji hrana u blizini. Ako jednog dana možemo da razumemo ovakav jednostavan nervni sistem do tačke gde ostvarujemo potpunu kontrollu nad njime, onda to to može biti bitan korak da jednog dana pokušamo dobiti sveobuhvatno razumevanje i složenijih sistema. To nam daje okvir za razmišljanje o nervnim kolima, kako njima upravljati i koje obrasce aktivnosti ta kola proizvode" 

Tehnički izazovi koje valja prebroditi

Tehnički izazovi koje tim mora da prebrodi su brojni i protežu se od oblasti genetike i neuronauke do hardverskog i softverskog dizajna. Kao prvi korak, korišćenjem genetičkih alata, istraživači su morali da dobiju jedinke crva čiji neuroni daju fluorescentno svetlo, takvi nervi bukvalno svetle omogućavajući da se prate putem instrumenata.

Dalje, dodatne promene u genima crva bile su potrebne da bi se omogućilo da crv ima neurone osetljive na svetlost, što znači da se mogu aktivirati preko impulsa laserske svetlosti. Najveći izazov, medjutim, bio je u razvoju hardvera neophodnog za praćenje crva i preciznog ciljanja odredjenog neurona u deliću sekunde.

"Ogroman poduhvat je da aktivirate samo jedan jedini neuron. Životinja se kreće, a neuroni se gusto pakuju u blizini njegove glave, tako da je izazov da dobijete proces koji slika životinju, identifikuje odredjeni neuron, prati dalje kretanje životinje, pozicionira svoj laser prema kretanju i ispaljuje zrak u taj neuron- i sve to u svega 20 milisekundi."

Istraživači su takodje koristili specijalno namenjen računar i softver koji je u stanju da obezbedi da sistem radi u deliću sekunde brzinama koje su im potrebne. Krajnji rezultat, kako oni kažu je sistem sposoban ne samo da kontroliše ponašanje crva, već i njigova čula, i to veoma dobro.

Idući napred, Ramanathan i njegov tim planiraju da istraže i ostala kontrolisana ponašanja C. elegans. Ostale aktivnosti uključuju dizajniranje novih kamera i računarski hardver sa ciljem ubrzavanja sistema od 20 milisekundi do jedne milisekunde. Povećana brzina je takodje preduslov i za testiranje sistema na složenijim životinjama.

Zašto je Open Source tehnologija korisna za ovakvu vrstu projekata ?

OpenWorm je startovao tek početkom 2011 i do sada već uključuje internacionalni tim naučnika i programera iz Amerike, Evrope i Rusije. Filozofija koja stoji iza Open Source-a omogućava razvoj platforme koja je potpuno nezavisna od toga koliko internacionalnih timova učestvuje, svaki tim ima pristup znanju do kojeg su ostali došli što otvara ogromne mogućnosti za uključenje novih stručnjaka i studenata u projekat.

Za one koji nisu upoznati, Open Source i jeste nastao prvo u softverskom svetu, počevši kao Free Software Movement još davne 1983 godine, do danas je izrodio brojne projekte. Recimo vaš Firefox koji koristite, Linux operativni sistem  ili Open Office aplikacija su takodje OSS. Učešće u svakom od OSS projekata je potpuno na dobrovojnoj osnovi i sa jednim jedinim zahtevom u licenci a to je da znanje u svakoj fazi razvoja ostane "otključano".




Kao i svaki drugi OSS projekat, i OpenWorm zahteva ažurnu dokumentaciju. Kompletna dokumentacija o istraživanjima i crvu C. Elegans je objavljena i održavana ovde. Na njoj pored početničkih uputstava možete naći apsolutno sve o ovom crvu, od liste svih gena koje ima i kako su kodirani do pojedinačnih mišićnih ćelija i detalja o anatomiji. Tu su i detaljna video uputstva kako koristiti browser. Najbitnija dogadjanja se takodju mogu pratiti na svima dostupnom blogu projekta.

Srce samog Open Worm projekta čini "Simulation Framework" koja je zapravo multi-algoritamska i multi-scale platforma projektovana specijalno za simulaciju kompleksnih bioloških sistema i njihovog okruženja. Trenutna platforma korištena za simulaciju C. Elegans se stalno unapredjuje. Istraživači se nadaju da će projekat opstati još dugo i proizvesti kompleksnije i složenije platforme koje bi bile razvijene za biološki kompleksnije organizme.

Reference

Seks, laži, pokloni i paukove mreže

"Bračni poklon" /Nuptial gift/ je termin koji koriste biolozi dok izučavaju životinjsko ponašanje i odnosi se na to kada mužjak daje ženci poklon u vidu hrane (plena) da bi za uzvrat ostvario kopulaciju. U našoj priči ćemo videti kako to u realnosti izgleda kod pauka "Pisaura mirabilis" i dokle su odmakli trikovi koje on primenjuje.

Dakle, kad mužjak ovog pauka baci oko na ženku, doneće joj "poklon" koji je obično ukusan insekt pažljivo umotan u paukovu mrežu. Dok ženka odmotava svoj "poklon", mužjak koristi situaciju i pari se sa njom. Medjutim, najčešće se dogadja da onog momenta kada ženka primeti da je "poklon" ukusan, zgrabi ga i krene bežati da bi ga pojela negde na miru. Da bi sprečio ženku da mu pobegne, pauk će se čvrsto uhvatiti za "poklon" i praviti bukvalno mrtav, opuštajući nogice dok ga ženka odvlači zajedno sa "poklonom" u nadi da kad se ona zaustavi ponovo pokuša sa parenjem.

Ali ni tu nije kraj ovom neobičnom ponašanju :)

Zapravo, biolozi su otkrili da neki mužjaci znaju i da podvale, u smislu da koriste "lažan poklon" koji ima samo bezukusne ostatke nekog insekta umotane u paukovu mrežu (pazi ti pametnjakovića). U prirodnom okruženju 4 od 10 mužjaka koristi lažan poklon koji imaju ostatke insekta iz kojeg je pauk vec isisao sve ukusne i hranljive materije i tek onda ga zavio i spremio za ženku.

Pisaura mirabilis, dok čeka sa spremnim poklonom

Takodje, pored ove dve grupe mužjaka koji koriste lažan i pravi poklon, postoji i treća grupa mužjaka koja ne koristi nikakav poklon. Istraživaci su ustanovili da se od sve tri grupe, najmanje pare pauci koji ne koriste nikakav poklon a da prve dve grupe gotovo jednako ostvaruju pozitivne rezultate. Stim, što mužjaci koji koriste lažan poklon gotovo nikada ne pokazuju ponašanje da se pretvaraju da su mrtvi.

Razlog zašto se i to dogadja je verovatno u tome što kad ženke dodju u susret sa lažnim poklonom one ga odmotavaju tražeći ukusne materije ali pošto ih u lažnom poklonu nema, one ne beže i ti mužjaci nisu imali potrebu da se prave mrtvima niti da ih ženka vuce. Tako da u ovom slučaju, lažni poklon čak dodatno olakšava mužjaku koji koristi ovu strategiju da dodje do parenja time što će verovatno manje uzrokovati bežanje ženke.



Kao šaljiv kraj priče, možda bi smo mogli doći do sledećeg zakljucka : Ako želite da osvojite devojku morate ipak da imate poklon. Ne mora biti idealan i skup bitno je samo da bar liči na poklon ;-)

Više o ovom pauku:
http://en.wikipedia.org/wiki/Pisaura_mirabilis

Za konkretne rezultate istraživanja i metodologiju pogledati :
http://www.biomedcentral.com/1471-2148/11/329
Albo, M., Winther, G., Tuni, C., Toft, S., & Bilde, T. (2011). Worthless donations: male deception and female counter play in a nuptial gift-giving spider BMC Evolutionary Biology, 11 (1) DOI: 10.1186/1471-2148-11-329