Kako slepi crvi vide plavu boju?

U najnovijim istraživanjima naučnici su otkriili da okrugli crvi, iako nemaju nemaju oči, reaguju na svetlost. Postavlja se pitanje, kako to da slepi crvi jasno reaguju na neki pigment, bez korišćenja vizuelnog sistema? Možda su ulogu vida kod ovih malih organizama preuzeli neko drugi ćelijski sistemi.

U hranjivoj podlozi sitni okrugli crvi se nalaze zajedno sa bakterijama. Neke od ovih bakterija proizvode toksine, koje crvi izbegavaju. U laboratorijskim uslovima naučnici su znatiželjni da otkriju kako okrugli crvi prepoznaju hranu ili opasnost, stavljajući ih na podloge sa raznim bakterijama, da bi videli da li se oni, i kako, pomeraju. Jedna vrsta mikroba, Pseudomonas aeruginosa, stalno im izmiče.

Ali, postavlja se pitanje, kako crvi vrste Caenorhabditis elegans, koja inače spada u klasične laboratorijske životinje, znaju da treba da se izmaknu? Dipon Goš (Ghosh), tada student postdiplomskih studija ćelijske i molekularne fiziologije na Univerzitetu Jejl, zapitao se da li je to zato što mogu da osete toksine koje bakterije proizvode ili to možda ima neke veze sa time što su podloge u kojima se nalaze bakterije P. aeruginosa blistavih nijansi plave boje?

Ova druga pretpostavka je delovala pomalo neverovatno, jer okrugli crvi nemaju oči, kao ni ćelije koje detektuju svetlost, čak ni bilo koji od poznatih gena koji su osetljivi na proteine svetlosti. Nije bilo teško postaviti eksperiment za testiranje ove hipoteze. Dr. Goš, koji je sada istraživač na postdoktorskim studijama Masačusetskog instituta za Tehnologiju, stavio je ovu vrstu okruglih crva na podloge u kojima su se nalazile baketrije P. aeruginosa. Zatim je ugasio svetla.

Na iznenađenje njegovog konsultanta, Majkla Najtcebaha (Michael Nitabach), udaljavanje crva od bakterija bilo je znatno sporije u mraku, kao da mrak, odnosno nemogućnost vida, sprečava okrugle crve da shvate da su u opasnosti.

Kada mi je pokazao rezultate prvih eksperimenata, bio sam šokiran“, rekao je dr Najtcebah.

U nizu naknadnih eksperimenata detaljno opisanih u radu objavljenom u casopisu Science, dr. Goš, dr. Najtcebah i njihove kolege utvrđuju da neki okrugli crvi jasno reaguju na taj prepoznatljivi pigment, percipirajući ga – i bežeći od njega – bez da koriste bilo koji od poznatih vizuelnih sistema.

Ostaje misterija kako crvi to uspevaju, ali i pretpostavka da su drugi ćelijski sistemi ovih sitnih organizama možda preuzeli ulogu vida u boji.

Foto: Podloga sa bakterijama koju su koristili naučnici tokom eksperimenta. U mraku se okrugli laboratorijski crvi, Caenorhabditis elegans, kreću se znatno sporije.

Podloga sa bakterijama koju su koristili naučnici tokom eksperimenta. U mraku se okrugli laboratorijski crvi, Caenorhabditis elegans, kreću se znatno sporije. Foto: New York Times

Prethodni radovi su pokazali da okrugli crvi, kao što je vrsta C. Elegans, imaju averziju prema ultraljubičastom svetlu i određenim talasnim dužinama vidljive svetlosti, a previše svetlosti čak može uticati i na životni vek crva. Istraživači su smatrali da je ovo ponašanje način da se izbegne stresno izlaganje sunčevoj svetlosti.

Ali, korišćenje boje za upravljanje njihovim ponašanjem u pronalaženju hrane – to je bila nova ideja. Da bi se videlo da li će promena boje bakterija imati efekta, dr. Goš je sledeći put stavio crva na mutirani soj P. aeruginosa koji je bio bež, a ne plav.

Ovog puta, crvi se nisu pokretali brže bilo da su bili na svetlosti ili u mraku. To je nagoveštavalo da im nedostaju dodatni znaci, kao što su boje bakterija.

Takođe je stavio plavi pigment – toksin zvan pyocyanin – na E. coli, uobičajeni izvor hrane za crve. Ali, umesto da jedu bakterije, crvi su brzo pobegli od njih, u uslovima dobre osvetljenosti.

Drugi eksperimenti su ustanovili da, iako crvi mogu osetiti nešto neprijatno u vezi sa toksinom bez prisustva boje, oni su se zaista pokrenuli tek kad je bila vidljiva plava boja.

Istraživači su testirali desetine sojeva glista i otkrili da neki nisu reagovali na plavu boju, drugi su bili izuzetno osetljivi na nju, bežeći od podloge sa bezopasnom E. Coli, kada je sijala pravom obojenom svetlošću.

Pokušavajući da shvate kako ova mala živa bića bez očiju shvataju i vide promene, istraživači su uporedili genom crva, koji su snažno reagovali na boju, sa onima koji su je ignorisali. I, uspeli su da odrede nekoliko regiona genoma koji su u korelaciji sa ponašanjem.

Zatim su napravili crve sa mutacijama gena, baš u tim regionima, da bi videli da li se u njima nalazi sposobnost  ovih bića da raspoznaju i reaguju na boje. Zapravo, otkrili su dva gena, jkk-1 i lec-3, za koje se činilo da utiču na ponašanje mutiranih crva.

Još uvek je nepoznato kako se ova dva gena, koja kodiraju proteine bez očigledne veze sa vidom, povezuju sa zagonetnom sposobnošću crva.

Proteini su u prošlosti bili označeni u ćelijskim odgovorima na stresore, kao što je ultraljubičasto svetlo u ćelijama čoveka i miša, kaže dr Goš.

Ako istraživači uspeju da otkriju kako okrugli crvi prepoznaju („vide“) boju, imaće novi uvid u iznenađujuće ponašanje i odgovor na pitanje kako organizmi bez klasičnog vizuelnog sistema mogu da da budu sposobni da prepoznaju vidljivu svetlost. Takođe odgovor može biti i taj da je evolucijski drevni način izbegavanja stresora podešen na plavu boju.

Izvor: New York Times

Facebook
Twitter
LinkedIn
Email
Odštampaj

Ostavite odgovor

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Neophodna polja su označena *

Logo

Newsletter

Možda će Vam se svideti:

Logo

Energija Balkana

Newsletter

Nedeljni pregled vesti

Najava Konferencije

21. decembar 2022.