Vege

Robiąc wczoraj mleko sojowe, by dziś z niego wyprodukować tofu (z małą pomocą grzybka tybetańskiego) pomyślałam, że warto podzielić się z Wami tym co  w moim życiu się zadziało już jakiś czas temu.

ŚWINKA I SAJMIRI

Mianowicie, siedząc nie od wczoraj w tematyce ewolucji, prymatologii i innych zwierzęcych ballad uświadomiłam sobie, że zwierzęta są zbyt inteligentne i świadome by kłaść je na talerz. Poza tym, miałam ostatnio wiele nieciekawych przygód zdrowotnych, co nakłoniło mnie do radykalnych zmian. Przeszłam kilka kursów dietetycznych. Poczytałam to tu, to tam i postanowiłam na początku przejść na dietę wegetariańską. Teraz jest ona już bliżej wegańskiej. Nadal borykam się z problemami ze zdrowiem, ale jest o niebo lepiej.

PRZYJACIELE

Czemu Wam to piszę? Chcę żebyście wiedzieli dlaczego utworzyłam na moim blogu kategorię „Vege time”. Zaglądajcie tu od czasu do czasu. Wkrótce znajdziecie tu wiele ciekawych a dla niektórych może kontrowersyjnych wpisów. Będzie się działo :D

 

Ten chrząszcz niszczy twoją kawę przy pomocy bakterii

Autor: Ed Yong

Piszę książkę o partnerstwie między zwierzętami i mikrobami. Podczas pisania konsumuję nieprzyzwoite ilości kawy, takie ilości, że dedykacja książki mogłaby brzmieć: „Kawie z podziękowaniem”. Tak więc piszę ten post z mieszanymi uczuciami, bo traktuje on o zwierzęciu, które rujnuje kawę przy pomocy bakterii.
Kornik Hypothenemus hampei jest małym, czarnym chrząszczem, długości zaledwie kilku milimetrów. Samice borują dziury w jagodach kawy i składają jaja w nasionach w środku – w tych częściach, które znamy jako „ziarna kawowe”. Larwy pożerają nasiona, kiedy się wykluwają i niszczą je. W samej Brazylii jego wyczyny powodują około 300 milionów dolarów strat rocznie i rozprzestrzenił się do wszystkich produkujących kawę narodów na całym świecie. Ten maleńki szkodnik jest największym zagrożeniem dla twojego rozkosznego kubka kawy.

Kornik Hypothenemus hampei. Zdjęcie: L. Shyamal (CC BY-SA 3.0)

Kornik Hypothenemus hampei. Zdjęcie: L. Shyamal (CC BY-SA 3.0)

Te chrząszcze są jedynymi zwierzętami, które mogą odżywiać się wyłącznie ziarnami kawy. Inne mogą od czas do czasu przekąsić nasiona lub inne części kawowca, ale nie poświęcają się wyłącznie temu zadaniu. Jest po temu powód: kofeina. Ten stymulant przyciąga wielu z nas do kawy, ale skutecznie odstrasza zwierzęta roślinożerne. Nie tylko ma gorzki smak, ale przy dawkach znajdujących się w nasionach kawy może zatruć i sparaliżować każdego zbłąkanego owada. To znaczy, każdego owada poza kornikiem H. hampei. Jako larwa jest on, praktycznie rzecz biorąc, skąpany w kofeinie, a jednak przeżywa. Nie odstraszają go nawet najbogatsze w kofeinę ziarna.

Javier Ceja-Navarro z Lawrence Berkeley National Laboratory odkrył jego sekret: ma w jelitach bakterię, która detoksyfikuje kofeinę.

Kiedy karmił chrząszcze ziarnami kawy i analizował ich odchody, nie mógł znaleźć żadnych śladów kofeiny. Żadnych. Coś w ich jelitach całkowicie zniszczyło potencjalną truciznę. Oczywistym kandydatem wydawała się bakteria, więc Ceja-Navarro podał chrząszczom antybiotyki. Tym razem, kiedy jadły ziarna kawy, ich odchody pełne były kofeiny. A kiedy miały okazję rozmnażać się, zupełnie im to nie wyszło. Większość ich jaj i larw zginęła niemal od razu i żadne nie przetrwało do dorosłości.

Zespół Ceja-Navarro pod kierownictwem Eoina Brodie, odkrył, że bakterie w jelitach kornika H. hampei są różne w różnych krajach, ale pewne gatunki pojawiały się wszędzie. Przynajmniej tuzin z nich może rosnąć na kofeinie i na niczym innym, a jedna – Pseudomonas fulva była w tym szczególnie dobra. Był to jedyny mikrob z genem o nazwie ndmA, który rozpoczyna proces metabolizowania kofeiny.

Kiedy Ceja-Navarro podał P. fulva poddanym kuracji antybiotykowej chrząszczom, przywrócił ich zdolność metabolizowania kofeiny. Niemniej owady nadal nie mogły się rozmnażać, co sugeruje, że inne bakterie także wpływają na ich zdrowie i zdolność wytrzymania trujących posiłków.

Owoce kawy

Nie jest jasne, czy to odkrycie pomoże farmerom uprawiającym kawowce. Opryskiwanie kawowców antybiotykami byłoby naprawdę okropnym pomysłem, ale może istnieją łagodniejsze sposoby zerwania sojuszu między chrząszczami a ich odtruwającymi mikrobami.

Detoksyfikacja jest tylko częścią sukcesu kornika H. hampei. Jest także trawienie. Jagody kawy to w 60 procentach węglowodany, a ponieważ larwy nie jedzą niczego innego, potrzebny im jest jakiś sposób na rozłożenie tych dużych cząsteczek.

W 2012 r. Ricardo Acuña z Cenicafé, kolumbijskiego centrum badań nad kawą, odkrył sztuczkę tego chrząszcza dzięki zbadaniu genów, które są włączone w jego jelitach. Jeden z nich – HhMAN1 – wyróżniał się z dwóch powodów. Po pierwsze, tworzy białko o nazwie mannanaza, które rozkłada galaktomannan, jeden z głównych węglowodanów w owocach kawy. Po drugie, nie spodziewamy się mannanazy u owadów.

Acuña odkrył, że wersja HhMAN1 u chrząszczy jest najbliżej spokrewniona z genami z bakterii. Upewnił się, że nie zsekwencjonował jakiegoś zanieczyszczającego próbkę mikroba i rzeczywiście, nie zrobił tego: HhMAN1 był otoczony przez inne geny typowe dla owadów i było jasne, że jest bona fide częścią genomu chrząszcza.

Tak więc, w pewnym momencie swojej historii, te chrząszcze ukradły gen bakterii, być może tym samym, które żyją w ich jelitach. Ten gen jest teraz permanentną częścią ich genomu i pozwala im na trawienie węglowodanów, które znajdują się w owocach kawy.

Bakterie pomogły więc kornikowi H. hampei na dwa sposoby – przez podarowanie kiedyś w odległej przeszłości genu na trawienie i przez użyczanie swojej mocy odtruwania obecnie. Wzmocniony siłą mikrobów ten chrząszcz stał się szkodnikiem na skalę światową i, hm,  królewskim problemem dla naszego espresso.

 

Not Exactly Rocket Science, 14 lipca 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Polskie tłumaczenie ukazuje się równolegle w Listach z naszego sadu

Rozmowy między dzbanecznikiem a nietoperzem

Autor: Ed Yong

Wyobraźcie sobie nietoperza, który leci przez dżunglę w Borneo. Woła, że szuka miejsca na spędzenie nocy. A roślina mu odpowiada.

Tą rośliną jest Nepenthes hemsleyana – roślina mięsożerna, która nie bardzo radzi sobie z jedzeniem mięsa. Jest to dzbanecznik i jak u wszystkich jej krewnych liście ukształtowane są w formę dzbanka. Mają być pułapkami. Owady powinny je badać, spadać ze śliskiego brzegu i topić się w stawie płynu na dnie dzbanka. Dzbanek wypuszcza następnie enzymy trawienne, żeby rozłożyć trupy i zaabsorbować ich azot, którego jest bardzo mało w bagnistej glebie, gdzie rosną te rośliny.

Ale N. hemsleyana ma bardzo duże dzbanki, w których jest dziwnie mało płynu i które nie uwalniają żadnych oczywistych wabików owadów. Kiedy zaś Ulmar Grafe z University of Brunei Darussalam zajrzał im do środka, zobaczył siedmiokrotnie mniej owadów niż w innych dzbanecznikach.Zamiast tego znalazł małe nietoperze.

Grafe zwerbował na pomoc Caroline i Michaela Schönerów z University of Greifswald, zespół małżeński, który pracuje z nietoperzami. Razem znajdowali raz za razem ten sam gatunek – Kerivoula hardwickii  - mieszkające wewnątrz tych roślin i nigdzie indziej. W niektórych wypadkach były tam maluchy przytulone do rodziców.

Roślina przystosowała się na przyjęcie tych lokatorów: to dlatego ich dzbanki są obszerniejsze niż przeciętnie i mają mało płynu. Nietoperze zaś odpłacają im się swoimi odchodami. Odchody nietoperza – guano – są bogate w azot i zespół badaczy odkrył, że zaopatruje to dzbaneczniki w jedną trzecią ich potrzeb. Ta mięsożerna roślina porzuciła już właściwie zabijanie owadów i utrzymuje się z wynajmowania lokali.

Wszystko to opublikowano w 2011 r. Od tego czasu Schönerowie i Grafe odkryli inną niezwykłą stronę relacji między nietoperzem i dzbanecznikiem. „Zaczęło się to, kiedy szukaliśmy tych roślin w lesie – opowiada Michael Schöner. – Mieliśmy masę trudności. Roślinność jest gęsta a dzbaneczniki zielone”.

Problem powinien być jeszcze gorszy dla nietoperzy. Nawigują przez echolokację: wydają wysokie piski i „widzą” świat w odbijającym się echu. „W tych lasach dostajesz odbicie od wszystkiego, od każdej rośliny, od każdego liścia, jaki tam jest” – mówi Schöner. Żeby było jeszcze trudniej, nietoperz musi odróżnić N. hemsleyana od blisko spokrewnionego, podobnego w kształcie i znaczne częściej występującego gatunku, który nie nadaje się na zamieszkanie. Jak to robią?

W Ameryce Południowej są kwiaty, które mają podobny problem: zapylają je nietoperze, ale w jakiś sposób muszą ściągnąć je do siebie w całym zatłoczeniu lasu deszczowego. Robią to przez zamianę kwiatów w anteny sonarowe, które odbijają zawołania echolokacyjne nietoperza. Schönerowie zastanawiali się, czy dzbanecznik także wyewoluował akustyczne „kocie oczka”.

Skontaktowali się z Ralphem Simonem z University of Erlangen-Nürnberg, który przybył z robotem – głową nietoperza.

Ma ona centralny głośnik i dwa mikrofony, które wyglądają jak uszy nietoperza. Używał jej do bombardowania dzbanecznika ultradźwiękami z różnych kierunków i mierzenia siły echa.

Zespół odkrył, że tylna ściana N. hemsleyana – odcinek, który łączy wieczko z komorą główną – jest niezwykle szeroka, wydłużona i zakrzywiona. Jest jak antena paraboliczna. Silnie odbija nadchodzące ultradźwięki w kierunku, z którego nadeszły na dużym obszarze. Inne dzbaneczniki, które żyją w tym samym środowisku, nie mają takiej struktury. Zamiast tego ich tylne ścianki odbijają przychodzące zawołania na strony. Tak więc, kiedy nietoperz Kerivoula hardwickii  zasypuje las wysokimi piskami, echo odbite od N. hemsleyana powinno wyróżniać się jak latarnia.

Czy to właśnie dzieje się? Dla sprawdzenia zespół zmodyfikował reflektory dzbanecznika. Powiększali je po bokach, doklejając części; zmniejszali je, obcinając boki nożyczkami; i odcinali je całkiem (podtrzymując wieczko wykałaczkami). Potem ukryli zmodyfikowane rośliny w krzewach, które umieścili w namiocie z nietoperzami.

Nietoperz i dzwoneczekNietoperzom zabierało znacznie mniej czasu znajdowanie dzbaneczników o powiększonych lub niezmodyfikowanych reflektorach niż o przyciętych lub amputowanych. Kiedy zaś miały wybór, na ogół wchodziły do tych, które miały naturalne, niezmienione reflektory. Silne echo zdawało się je przyciągać, ale kiedy były już blisko, dokonywały rozważniejszej decyzji w sprawie tego, czy znalazły właściwy gatunek.

Zespół odkrył także, że Kerivoula hardwickii  wydaje zawołania o najwyższym dźwięku kiedykolwiek zarejestrowanym u nietoperzy. Nie potrzebują tak wysokich frekwencji do polowania i inne polujące na owady nietoperze nawet się nie zbliżają do tej wysokości dźwięku. Zespół sądzi, że te dźwięki nadają się szczególnie do wykrywania celów w zatłoczonym środowisku. Przy tych piskach nietoperza i reflektorach rośliny partnerzy mogą odnaleźć się w najbardziej nieprawdopodobnych okolicznościach. Nietoperz dostaje dom, a dzbanecznik nagrodę z odchodów.

Not Exactly Rocket Science, 9 lipca 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

Polskie tłumaczenie ukazuje się równolegle w Listach z naszego sadu