A szinkron ásás klubja

A szinkron ásás klubja

Natalia Reznik
"Trinity Option" №1 (245), 2018. január 16

Natalia Reznik

Most senki nem lephet meg a rovarok kollektív viselkedésével, de a Drosophilától nem vártam ilyet. És a lárvák Drosophila melanogasterkiderül, hogy az étkezés során összehangolják tevékenységeiket, és jelentős előnyöket kapnak tőle.

Élelmiszer – szinte a lárvák fő foglalkozása, amelyhez elindul, alig kelt ki a tojásból. Négy nap alatt meg kellett növelnie súlyát 200-szor. Az eljárás optimalizálása érdekében a takarmány elnyeléséhez és levágásához szükséges energiát megtakarítva a lárva kiválasztja az emésztő enzimeket, amelyek enyhítik a magzat azon szöveteit, amelyeken él vagy a táptalajt a kémcsőben. A félig folyékony takarmánynak van egy másik fontos előnye is: a napból, a ragadozóktól vagy a parazita rovaroktól rejtőzködni tudnak, akik a tojás lárva testében igyekeznek tojást rakni.

Mozgás közben a lárva nem hagyja abba a táplálékot, ugyanúgy, mint minden izomösszehúzódásnál, elfogyaszt egy darab ételt. A merülési mélységet a légzés képessége határozza meg. A lárva testének hátsó végén a légcsövek vannak, és a levegőnek áramlik nekik.Az élelmiszerben eltemetve egy kútt kavart, amelynek falai egy idő után összeomlanak. Ezután a lárvának vissza kell állnia, és újra kell kezdenie.

Minél szélesebb a kút, annál ritkábban esik le; az ásás biztonságosabbá és hatékonyabbá válik, ha nem önállóan cselekszel, hanem együtt nagy lyukat ásnak. Pontosan ez a Drosophila lárvák, amikor sokan vannak: csoportokba tömörülnek, amelyeket a tudósok klasztereknek neveznek, és az élelmiszerbe burkolnak. A klasztereket addig tartják fenn, amíg a levegő hozzáférése megszűnik (1.

Ábra. 1. lárvák Drosophila melanogaster in vitro klasztert képeznek a táplálékkal. Lágyított rétege sötétebb. A lárvák felfelé lógnak, légcsövek kiborulnak a levegő üregében (a bal oldalon). A klaszter sok óráig létezhet, de gyorsan elbomlik, amikor a levegő elvész. (jobbra) [1] ("TrV" № 1 (245), 2016.01.16.) ") Ábra. 1. lárvák Drosophila melanogaster in vitro klasztert képeznek a táplálékkal. Lágyított rétege sötétebb. A lárvák felfelé lógnak, légcsövek kiborulnak a levegő üregében (a bal oldalon). A klaszter sok óráig létezhet, de gyorsan elbomlik, amikor a levegő elvész. (jobbra) [1] ("TrV" No. 1 (245), 2016. 01.16.) "Border = 0> Ábra. 1. lárvák Drosophila melanogaster in vitro klasztert képeznek a táplálékkal. Lágyított rétege sötétebb. A lárvák felfelé lógnak, légcsövek kiborulnak a levegő üregében (a bal oldalon). A klaszter sok óráig létezhet, de gyorsan elbomlik, amikor a levegő elvész. (jobbra) [1]

A Virginia Egyetem (USA) szakembereit, Barry Condron professzor vezetésével, ez a jelenség érdekli a kooperatív viselkedés példájaként. A lárvák megfigyelésével a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy látásra és tapasztalatra van szükségük a cselekvések összehangolásához [1].

A laboratóriumban a lárvák tesztcsövekben élnek, amelynek alján egy sűrű tápközeg rétegét öntik. A keltetés után a takarmányréteg mentén feltérképezve keresik egymást. A feromon, két hosszú szénláncú zsírsav segít nekik ebben a kutatásban [2]. Amikor összejönnek, klasztert alkotnak – egy olyan csoport, amelyben több mint négy személy van a takarmányban a test több mint felénél. Jellemzően egy klaszter in vitro 10-100 lárvából áll.

A feromon a lárvák útmutatásaként szolgál, de nem ösztönzi őket arra, hogy az ételben rothadjanak össze. Néhány érzékszervet be kell vonni a cselekvések összehangolásába.A tudósok nem tesztelték a szag és az íze érzését, de ellenőrizték, hogy a klaszterek hogyan alakítják ki a lámpákat a mutáns vonalakból, amelyek nincsenek fénytől vagy mechanoszenzitivitástól. Kiderült, hogy a mutánsok is klasztereket alkotnak, de nem olyan hatékonyan, mint a vad típusú lárvák. A klaszterezés hatékonyságát az egyének száma és az átlagos mélység határozta meg.

A teljes sötétségben lévõ normál lárvák is tapasztaltak klaszterezési problémákat, amelyek arra a következtetésre vezettek, hogy a látás fontos a csapatmunka szempontjából. Ráadásul a sötétség nem gátolta meg a lárvák ásási aktivitását, csak a klaszterezést gátolta.

A szokásos laboratóriumi vizsgálati csövek, amelyekben a legyek és a lárvák élnek, kiderült, hogy nem megfelelőek a megfigyeléshez, mivel csak egy sor lárvák találhatók a falhoz legközelebb, és az összes klasztert nem lehetett számolni. Ezért a tudósok a "Glass mögött" valósághű show-t rendezik, a két pohár közötti táplálékot. Ebben a "szendvicsben" 30 lárvát helyeztünk el és figyeltük a viselkedésüket.

Ábra. 2. A Drosophila lárvák klaszterei egy sík takarmányrétegen [1] ("TrV" № 1 (245), 2016.01.1.) ")"> Ábra. 2. A Drosophila lárvák klasztere egy lapos takarmányrétegen [1] ("TrV" No. 1 (245), 2016.01.16.) "Border = 0> Ábra. 2. A Drosophila lárvák klasztere egy lapos rétegben [1]

Az észrevételek megerősítették, hogy a lárvák nagyon gyorsan klasztereket alkotnak (2. Ábra), de a fotoreceptoroktól mentes mutánsok kevés klasztert alakítottak ki, és nem olyan mélyen ástak, mint az egészséges egyének. Azonban, ha a mutánsok klaszterei még mindig kialakulnak, akkor létezett ugyanúgy, mint a látó lárvák egyesülete. Ugyanakkor a lárvák nem csak ástak a közelben, hanem szinkronizálták viselkedésüket – össze voltak törve a veremhez, mozgó rendszerekhez.

Mi megengedte nekik ezt? Valószínűleg a mechanoreception a "könyök érzése", amely még az egyének vakot is képez. De a fő szerepe természetesen látszott. A lárvák fotoreceptorai képesek megszabni az élelmiszer-határ mozgását vagy a mozgó szomszédok által létrehozott megvilágítás változását. A lárvák szinkronizálásának képessége azonban nem teljesen veleszületett, a megfelelő képességet szerezte meg a fejlesztési folyamatban.

Nemrégiben Barry Condron és kollégái felfedezték, hogy van egy kritikus fejlődési időszak, amelyben a lárvák megtanulják felismerni saját fajtájukat [3]. Ha ebben a pillanatban, a második korosztálytól a harmadik kor középpontjáig, elkülönítetten termesztik őket, majd együtt vetik őket, akkor nem tudnak egyesülni.A teljes sötétség alakulása hasonló hatáshoz vezet. És ha magányos, sötétben vagy vakban termesztett lárvákat, és egy "teljes értékű" egyének csoportjába állítja, akkor nem csatlakozik a csapathoz.

A kutatók megjegyzik, hogy a klaszter egyfajta privát klub. Slacker nem használhatja ki tagjai erőfeszítéseit. A klub az elv szerint él: "Aki nem dolgozik, nem eszik".

Megmutatták, hogy a Drosophila lárvák együttműködnek a közös látás és képzés révén, és lehetővé teszik számukra, hogy hatékonyan táplálják és megvédjék magukat ellenségeiktől és külső körülményektől. A cikk szerzői megjegyzik, hogy a mechanoszenzoros rendszerek hozzájárulása a klaszterek kialakulásához továbbra is látható.

Érdekes módon más szakértők is kifejtették véleményüket: Matthieu Louis, a barcelonai Tudományos és Technológiai Intézet genetikai szabályozó központjának vezetője és a California Santa Barbara Egyetem professzora, portugál munkatársa, Gonzalo de Polavia (Gonzalo de Polavieja) az Ismeretlen Kutatási Központtól – Champolimo Alapítvány [4]. Emlékeztetett Yoshiki Kuramoto professzorára, a Kiotói Egyetemen (Japán), aki 1984-ben olyan modellt javasolt, amely a kollektív viselkedést a gyengén csatolt oszcillációk kölcsönhatásaként magyarázza.

E modell szerint minden egyes személy a művei frekvenciáját a csoport átlagos frekvenciájára állítja, és ha az egyes frekvenciák közötti különbség nem túl nagy, és a csoport tagjai közötti kapcsolat elég erős, akkor az oszcilláció szinkron. A Kuramoto által javasolt modell a nézőtér barátságos tapsát magyarázta. Barry Condron és munkatársai megvizsgálták a lárvák viselkedését a hármasban, és megállapították, hogy ezek a hármasok központi egysége szinkronizálja az izomösszehúzódás gyakoriságát bal vagy jobb szomszédjuk frekvenciájával. Következésképpen a szomszédok kapcsolata a klaszterben igen erős.

Lewis és de Polavia azt sugallják, hogy minden lárva, zsugorodva, gyenge rezgéseket eredményez, amelyek észrevehetők a tápközegben. Más lárvák mechanoreceptorok segítségével észlelik ezeket a rezgéseket, és összehangolják a kontrakció gyakoriságát a Kuramoto modell szerint.

A kutatók szerint érdekes lenne ellenőrizni, hogy mindenféle csoport Drosophila közös ásás gyakorlásával. Például D. simulansmilyen közeli D. melanogaster, nem mutat hajlamot az aggregációra. Valószínűleg a különbségek előre meghatározott genetikailag, ami azt jelenti, hogy géneket kell keresnie. Tehát a munka még mindig nincs vége.


1.Dombrovski M., Poussard L., Moalem K., Kmecova L., Hogan N., Schott E., Vaccari A., S. művelet, Condron B. Drosophila lárvák // Akt. Biol. 2017,27. P. 2821-2826. DOI: 10.1016 / j.cub.2017.07.054
2. Mast J. D., De Moraes C. M., Alborn H. T., Lavis L. D., Stern D. L. Evolúciós különbségek a lárvák társadalmi viselkedése által közvetített új feromonok // eLife. 2014. 3. e04205. DOI: 10,7554 / eLife.04205
3. Slepian Z., Sundby K., S. Glier, McDaniels J., Nystrom T., Mukherje S., Acton S. T., Condron B. Vizuális attrakció a Drosophila a lárvák kritikus időszak alatt alakulnak ki, és a tömörülési feltételek modulálják J. Comp. Physiol. A. 2015. 201. P. 1019-1027. DOI: 10.1007 / s00359-015-1034-3
4. Louis M., de Polavieja G. Kollektív viselkedés: Szociális bekerülés Drosophila Lárvák // Akt. Biol. 2017. 27. R1002-R1023. DOI: 10.1016 / j.cub.2017.08.023


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: