KategorieBiologiatoday I learned

Największe zwierzę w historii ziemi i paradoks Peto

Płetwal błękitny, gatunek morskiego ssaka z rodziny płetwalowatych (zaliczają się do nich m.in. wieloryby), jest nie tylko największym współcześnie żyjącym zwierzęciem, ale też największym zwierzęciem jakie kiedykolwiek żyło na ziemi. Tak jest, większym nawet niż dinozaury (ale patrz PS). Dorosłe osobniki mogą osiągać długość do około 30 metrów i wagę ponad 150 ton. Ciekawostka: samice są zwykle większe od samców, statystycznie rzecz ujmując. Płetwale błękitne żywią się krylem, odfiltrowując dziennie ponad 4 tony tych drobnych skorupiaków z morskiej wody za pomocą fiszbinów – specjalnych płyt w jamie gębowej. 

Po Internecie krąży też mnóstwo faktoidów na temat morfologii (budowy) tego zwierzęcia, ale trudno je zweryfikować. Przykładowo w pamięci utkwiło mi stwierdzenie, że serce płetwala błękitnego waży tyle co samochód, a aorta jest tak szeroka, że człowiek mógłby w niej pływać. Wydaje się to jednak wątpliwie, bo serce wyciągnięte z martwego osobnika wyrzuconego na brzeg ważyło 180 kg, a w jego aorcie zmieściłaby się co najwyżej ludzka głowa. Oczywiście pomimo tej redukcji naszego wyobrażenia, wciąż mamy do czynienia z niezwykle masywnym organem. Natomiast National Geographic na swojej stronie podaje, że język płetwala błękitnego waży tyle co mały słoń Indyjski (ponad 3 tony). Zważywszy jak duży jest ten język i ile miejsca zajmuje w jamie gębowej płetwala, wydaje się to prawdopodobne. Nie znalazłem jednak potwierdzenia tej informacji w żadnej publikacji naukowej.

Z płetwalem błękitnym oraz innymi przedstawicielami megafauny wiąże się też pewien interesujący, wciąż nierozwiązany problem naukowy tzw. paradoks Peto. Zgodnie z naszymi obecnymi modelami karcynogenezy (powstawania nowotworów) im większe zwierzę, tym większe ryzyko zachorowania na nowotwory. Wynika to bezpośrednio z większej liczby komórek. Komórki, których mutacje nie zostaną w porę naprawione i które nie poddadzą się apoptozie, czyli tzw. zaprogramowanej śmierci, mają potencjał przeobrazić się w komórki nowotworowe. A zatem należałoby się spodziewać, że im więcej komórek, tym większe ryzyko nowotworów. Tak jest np. w przypadku ludzi: im wyższa osoba, tym większe ryzyko pewnych nowotworów (słowo otuchy dla osób powyżej 170 cm: wzrost ryzyka absolutnego jest mikroskopijny).

Tymczasem z naszych obserwacji wynika, że duże zwierzęta nie chorują na nowotwory częściej. Płetwale błękitne zdają się nie mieć tego problemu niemal wcale. Istnieje kilka różnych hipotez, próbujących wyjaśnić ten paradoks, ale póki co żadna z nich nie przyniosła nam definitywnego rozwiązania.      

PS. Największym zwierzęciem lądowym był najpewniej jakiś przedstawiciel Tytanozaurów, roślinożernych dinozaurów (a konkretniej zauropodów) żyjących między jurą a kredą. 

Źródełko zdjęcia: Wikipedia, utwór w domenie publicznej.

KategorieBiologiatoday I learned

Dlaczego pestka awokado jest taka duża?

Pierwszą rzeczą, która w przypadku takich pytań przychodzi do głowy to kolejne pytanie: a czemu by nie? Otóż wyprodukowanie nasion kosztuje energię, a duże nasiono kosztuje odpowiednio więcej energii. Zatem taka inwestycja musi roślinie się opłacać z ewolucyjnego punktu widzenia. W przeciwnym razie roślina ta mogłaby zostać wyparta przez organizmy z bardziej „rozsądnym” budżetem energetycznym.

Podstawowe wytłumaczenie rozmiaru pestki awokado ma związek z pełnioną przez nią funkcją. Pestka awokado jest nasionem, a zatem odgrywa kluczową rolę w procesie rozmnażania rośliny. Nasiono zapewnia także substancje odżywcze, w postaci tzw. tkanki zapasowej (spichrzowej), niezbędne do wczesnego rozwoju rośliny (zanim będzie w stanie samo fotosyntezować swoje własne pożywienie). To „wsparcie na starcie” jest jednym z powodów, dla którego rośliny nasienne zdominowały tak wiele nisz ekologicznych. Zgodnie z tą logiką, im większe nasiono tym lepszy start dla rośliny, co nie jest bez znaczenia w lesie tropikalnym, w którym wiele szybko rosnących roślin konkuruje o przestrzeń i nasłonecznienie.

Poza tym musi jeszcze istnieć jakiś mechanizm rozsiewania nasion. Dzięki niemu roślina nie będzie konkurować z własnym potomstwem i będzie mogła dotrzeć do innych, potencjalnie niezamieszkałych nisz. W przypadku roślin wytwarzających owoce do rozsiewania nasion wykorzystywane są roślinożerne zwierzęta. To uczciwa wymiana: roślina oddaje część wyprodukowanej przez siebie energii w postaci owocu, a zwierzę, służy za mechanizm dyspersji, zjadając owoc, oddalając się i wydalając nasiono z dala od macierzystego drzewa. Nota bene dlatego nasiona otoczone są wytrzymałą łupiną – gwarantuje ona, że nasiono przejdzie nienaruszone przez układ trawienny zwierzęcia.

Być może zauważyliście już pewien problem z awokado – ze względu na rozmiary jego nasiona, niewiele zwierząt byłoby wstanie zjeść cały owoc i bezpiecznie wydalić samą pestkę. I tutaj docieramy do pewnej ciekawostki: drzewa awokado wyewoluowały w plejstocenie, kiedy na ziemi kroczyła megafauna np. ogromny leniwiec naziemny (Megaterium) wielkości współczesnego słonia. Drzewa awokado zawdzięczają swoje przetrwanie ludziom, którzy świadomie zaczęli rozsiewać nasiona. Z drugiej strony to ludzie najpewniej odpowiedzialni byli za wymieranie megafauny, więc… dzięki za nic?    

PS. Na straży zdrowych relacji roślina owocująca-zwierzę owocożerne stoją pewne mechanizmy ochronne. Nasiona niektórych roślin zawierają także niewielkie ilości trujących, gorzko smakujących związków chemicznych (np. nasiona jabłek zawierają amigdalinę). Ma to na celu zniechęcenie zwierząt do rozłupywania i zjadania samych nasion – ewolucyjny oszuści nie są mile widziani. 

Źródełko zdjęcia: Photo by Estúdio Bloom on Unsplash

KategorieBiologiatoday I learned

Zasada Anny Kareniny w udomowianiu zwierząt

Zastanawialiście się kiedyś, dlaczego mimo tysięcy lat praktyki i całej wiedzy jako posiedliśmy o genetyce oraz teorii ewolucji jedne zwierzęta udało się udomowić a inne nie? Dlaczego np. konie tak dobrze współpracują z człowiekiem a zebry już nie? Albo dlaczego mamy psy obronne, ale, wbrew wyobrażeniom z literatury fantastycznej, nie doczekaliśmy się nigdy bojowych niedźwiedzi?

Ciekawą odpowiedź na te pytania znalazłem w książce „Strzelby, zarazki, stal. Krótka historia ludzkości” Jareda Diamonda. Jej autor analizuję historię ludzkiego rozwoju, starając się wyjaśnić dlaczego jedne cywilizacje okazały się technologicznie bardziej zaawansowane od innych (bez uciekania się do nienaukowych, rasistowskich argumentów). Zdaniem Diamonda jednym z kluczowych powodów tego zróżnicowania jest dostęp do dających się udomowić zwierząt. To czy zwierzę nadaje się do udomowienia, tj. czy będziemy w stanie hodować je w niewoli i przystosować do własnych potrzeb, świadomie kierując jego torem ewolucyjnym za pomocą sztucznej selekcji (jak w przypadków np. psów, krów i koni), zależy od czegoś co Diamond nazywa „zasadą Anny Kareniny”. Nazwa tej zasady bierze się z pierwszego zdania powieści Lwa Tołstoja „Anna Karenina”:

Wszystkie szczęśliwe rodziny podobne są do siebie, każda zaś nieszczęśliwa jest nieszczęśliwą po swojemu.

Kiedy przekształcimy zawartą w nim w myśl w coś bardziej ogólnego i abstrakcyjnego wyjdzie nam mniej więcej coś takiego: jeśli z pewnej grupy cech (to co sprawia, że rodziny są szczęśliwe) zabraknie choćby jednej to osiągnięcie pożądanego rezultatu nie będzie możliwe (i stąd różne powody rodzin nieszczęśliwych). W przypadku zwierząt hodowlanych Diamond wymienia szereg cech, które muszą być jednocześnie spełnione, zgodnie z powyższą zasadą:

  • Dieta (zwierzę nie może być zbyt wybredne i musi mieć dobrze przekształcać przyswajany pokarm w masę mięśniową; nota bene to jeden z powodów dla którego żadna cywilizacja nie hodowała np. tygrysów czy innych drapieżników na mięso, to się po prostu nie opłaca);
  • Szybkość wzrostu (zwierzę nie może rosnąć za wolno, co wyklucza np. słonie, które potrzebują na to 15-20 lat);
  • Potencjał do rozmnażania w niewoli (zwierzę nie może być „wstydliwe” ani mieć np. skomplikowanych rytuałów godowych);
  • Usposobienie (zwierzę nie może być zbyt agresywne i przez to nadmiernie niebezpieczne dla człowieka);
  • Zachowanie podczas płoszenia się (spanikowane zwierzę nie może reagować agresją);
  • Struktura stadna (zwierzę musi rozwijać się i funkcjonować w ramach struktury stadnej, w którą człowiek mógłby zastępczo wejść np. osobnik alfa u wilków, ogier w stadzie koni).

Mając przed sobą kategorie Diamonda możemy udzielić odpowiedzi na pytania z początku tego posta. Zebry, chociaż z pozoru wyglądają jak pasiaste konie, mają kilka cech, które zasadniczo od koni je odróżniają: nie posiadają tej samej struktury stadnej co konie; mają paskudny nawyk kąsania i przytrzymywania potencjalnego agresora; łatwo się płoszą, a spłoszone potrafią być wyjątkowo agresywne; a do tego potrafią skutecznie unikać schwytania lassem. Co do niedźwiedzi natomiast… to już pozostawię Waszej wyobraźni.

PS. Postanowiłem teraz wspomnieć o książce Diamonda, ponieważ zauważyłem, że pojawiło się nowe polskie wydanie. To nie jest żadna płatna promocja, po prostu sam czytałem tę książkę i ją polecam. Poza tym kaman, jakie ja mam zasięgi. Chyba tylko jacyś desperaci chcieliby się tutaj reklamować.

PS2. Od udomowienia trzeba też odróżnić oswojenie. Wiele dzikich zwierząt da się oswoić tj. zwykle brutalną tresurą zmusić do uległości. Takie zwierzę zawsze pozostanie dzikie i zawsze będzie stwarzać zagrożenie dla ludzi, co najlepiej obrazują śmiertelne wypadki wśród ludzi pracujących z oswojonymi zwierzętami (np. słoniami czy tygrysami).

PS3. Lionel Walter Rothschild, brytyjski zoolog, tak bardzo chciał pokazać, że zebry da się jednak udomowić, że przejechał się karocą zaprzęgnięta w zebry do Pałacu Buckingham. Niestety, jak się domyślacie, z ostatecznego udomowienia zebr nic nie wyszło. Więcej możecie o tym przeczytać np. tutaj.

Źródełko zdjęcia: Photo by Ron Dauphin on Unsplash