Atrasta: Kirminų gyvos bokštų strategijos natūralioje aplinkoje

Gamtoje aptinkamos išradingos išlikimo strategijos

Vokietijos Max Plancko Gyvūnų elgsenos instituto mokslininkai padarė reikšmingą atradimą – jie nustatė, kad tam tikros kirmėlių rūšys, ypač Caenorhabditis nematodai, bendradarbiaudami iš savo kūnų stato gyvus bokštus, taip padidindami galimybes išgyventi sudėtingose aplinkose. Anksčiau toks elgesys buvo stebėtas tik steriliomis laboratorinėmis sąlygomis, tačiau dabar šis kolektyvinis išlikimo būdas dokumentuotas ir natūralioje gamtoje. Tai atveria naujas perspektyvas tiriant gyvūnų išlikimo mechanizmus ir kolektyvinį elgesį laukinėje aplinkoje.

Mokslinė aplinka: Socialinis elgesys už spiečiaus ribų

Gyvūnai dažnai demonstruoja nepaprastą grupinį elgesį, padedantį įveikti aplinkos iššūkius. Geriausiai žinomi pavyzdžiai – skruzdės, kurios sudaro gyvus tiltus ar plaustus, bei voratinklinės erkės, aukojančios save kolonijos labui. Smulkūs, dirvožemyje gyvenantys apvalieji kirminai – nematodai – dabar taip pat patenka į „biologinių architektų“ gretas dėl gebėjimo kurti kooperatyvias struktūras. Iki šiol istorijos apie šių kirmėlių telkimosi į gyvus bokštus ir galimybę tokiu būdu prisikabinti prie vaisinių musių daugiausia buvo pagrįstos laboratoriniais stebėjimais ar atskirais pasakojimais.

Eksperimentas: kirminų architektūros stebėjimas gamtoje

Mokslininkės Serena Ding ir Daniela Perez, siekdamos išsiaiškinti, ar ši strategija natūraliai pasitaiko gamtoje, surinko pūvančius obuolius ir kriaušes prie Konstanco universiteto vėlyvą vasarą ir rudenį. Ant šių vaisių esančiuose mikro-ekosistemose, pasitelkus modernią skaitmeninę mikroskopiją, buvo nustatyta įspūdinga Caenorhabditis nematodų koncentracija – kirminai jungėsi vertikaliai, tempė ir jungė savo kūnus, suformuodami gyvus bokštus.

Pagrindinė tyrėja Serena Ding dalijosi įspūdžiais: „Pirmą kartą pastebėti šiuos natūralius bokštus buvo nepaprastai jaudinantis momentas. Ilgą laiką manėme, kad tokios struktūros egzistuoja tik laboratorijoje, tačiau dabar žinome, jog tai – natūrali nematodų ekologijos dalis.“

Dauer stadija: evoliucijos sprendimas nepalankioms sąlygoms

Šis elgesys susijęs su vadinamąja „dauer“ vystymosi stadija – nematodų išlikimo būsena, kurioje sustabdomas senėjimas ir jie tampa atsparūs sunkioms gyvenimo sąlygoms, tokioms kaip populiacijos perteklius ar maisto stoka. Šios ištvermingos lervos susiburia ir, prisikabindamos prie pūvančių vaisių dalių, sukuria gyvus bokštus. Sinchroniškai svyruodami, vadinamame „niktacijos“ judesyje, jie padidina šansus prisikabinti prie praeinančio vabzdžio.

Strateginė reikšmė: kaip gyvi bokštai skatina plitimą

Atlikus papildomus tyrimus Petri lėkštelėse paaiškėjo, kad gyvi nematodų bokštai ne tik padeda įveikti mikroaplinkos barjerus, bet ir kad bokšto viršuje esantys „penthouse dauers“ sėkmingai prisikabina prie vaisinių musių ir taip patenka į palankesnes vietoves. Kaip pabrėžia biologė ir tyrimo bendraautorė Daniela Perez: „Kirminų bokštas – ne tik kirmėlių krūva; tai koordinuotas superorganizmas, realiu laiku demonstruojantis sudėtingą kolektyvinį elgesį.“

Ryšys su platesniais mokslo tyrimais: kolektyvinis elgesys ir ateities perspektyvos

Faktas, kad Caenorhabditis rūšys bendradarbiauja siekdamos ištrūkti iš nepalankios aplinkos, mažina ribą tarp vienišų ir socialinių gyvūnų. Tai prilygina nematodus tokiems socialiems vabzdžiams kaip bitės ar skruzdės, kurios pasižymi pažangiomis kolonijinėmis adaptacijomis. Tyrėjų darbas, pagrįstas naujais genetikos ir vaizdavimo technologijų pasiekimais, suteikia galimybių tolimesniems tyrimams – kaip šios gyvūnų bendruomenės save organizuoja, kaip genetika reguliuoja tokį bendradarbiavimą ir kokios evoliucinės jėgos lemia šių elgesių atsiradimą.

Tobulėjant genetiniams tyrimo įrankiams ir gilėjant supratimui apie nematodų bokštų formavimąsi, tyrėjai tikisi atskleisti dar didesnę elgsenos įvairovę tarp „architektų“, esančių tiek bokšto apačioje, tiek viršūnėje. Šių mechanizmų išmanymas gali prisidėti prie ekologinių bei evoliucinių gyvūnų migracijos ir kooperacijos modelių tobulinimo.

Išvada

Faktas, jog nematodai gamtoje buriasi į gyvus bokštus kaip išlikimo strategiją, ne tik praplečia kolektyvinio elgesio supratimą tarp gyvūnų, bet ir gali keisti mokslininkų požiūrį į socialumą bei prisitaikymą prie aplinkos rūšių mastu. Kaip taikliai apibendrina Serena Ding: „Mūsų tyrimas pristato įdomų gyvūnų judėjimo ir bendradarbiavimo modelį, kuris, galima sakyti, visada slėpėsi tiesiai po mūsų nosimi.“ Šis atradimas atveria naujas kryptis biologiniams tyrimams ir pabrėžia dažnai nepastebimą mūsų ekosistemos mažiausių gyventojų sudėtingumą.