Kooperacja

W badaniach behawioralnych bardzo często zrównuje się pojęcia kooperacji i wdzięczności. Uznano na przykład że strzępiele Serranus tortugarum, które są obojnakami, przystępują do kooperacji gdy zapładniają ikrę partneru* jednocześnie oferując onu* własną ikrę do zapłodnienia. Wygląda to na prostą i oczywistą strategię, chociaż powiązane jest ze swoistymi pertraktacjami dotyczącymi ilości składanej ikry, by nikt nie zainwestował w ten przelotny związek więcej drogocennej ikry niż partneru.

Serranus_tortugarum
Strzępiel Serranus tortugarum Żródło: Wikimedia commons

Najprostszym i najpopularniejszym sposobem kooperacji jest nękanie drapieżnika. Każde zwierzę robi to odruchowo w obronie siebie i swoich bliskich, a zsumowana odwaga całej, często wielogatunkowej grupy,  sprawia że agresor oddala się starając się zachować resztki godności.

Ale myśląc o kooperacji oczekujemy bardziej złożonych strategii, które opierając się na zrównoważonej wzajemności powiązane są z planowaniem. I jak się słusznie domyślacie, rybom zdarza się podejmować tego typu działania.

Za taką dojrzałą kooperację można uznać działania Neolamprologus obscurus, pielęgnic z jeziora Tanganika. Ryby te współpracują w niewielkich grupach dowodzonych przez samicę alfa, wykopując w dnie sporych rozmiarów norki. Niby nic szczególnego, bo liczne gatunki wolą mieszkać w wykopanych gniazdach, gdzie chronią się przed drapieżnikami i wychowują potomstwo. Jednak norki N. obscurus wyróżniają się sporym nadmetrażem, nawet jeśli uwzględnić do 10 mężów i młodocianych samic które je zamieszkują, pomagając przywódczyni w obronie wylęgu. Głębokie wykopy tworzone kolektywnie pełnią funkcję pułapek, do których chowają się krewetki – ulubiony pokarm N. obscurus. Skorupiaki usiłują tam ukryć się przed drapieżnikami; im większa norka tym więcej ich tam włazi, a na dnie czyhają gotowe na posiłek rybki.

Neolamprologus obscurus akwa-mania mud pl
Neolamprologus obscurus. Źródło: Akwa-mania.mud.pl

Skrzydlice, jako aktywni łowcy rozwinęły system polowania, który jeszcze kilkadziesiąt lat temu wydawał się być jedynie domeną wyższych kręgowców, w szczególności drapieżnych ssaków. Dzisiaj nie jest to już taką rewelacją, chociaż skrzydlice podbiły stawkę i o tym traktuje praca opublikowana przez Oonę Lönnstedt w 2014 roku. Wzmiankowana już kiedyś badaczka, podczas swojej pracy na Uniwersytecie w Townswille w Australii zaobserwowała podczas wielogodzinnych obserwacji w naturze i w systemach akwaryjnych jak skrzydlice przy pomocy specyficznych gestów zwołują się na łowy. Warto zaznaczyć, że nie są to ryby żyjące w stadach czy watahach, i co ciekawsze – kooperacja nie jest ograniczona do jednego gatunku.** Ot, gdy skrzydlica zamierza coś przekąsić i namierzy grupę potencjalnych ofiar, nie przystępuje do ataku, tylko odpływa by znaleźć wspólnika lub wspólników. Znalazłszy inną skrzydlicę,  zatrzymuje się przed  nią i rozpościera płetwy piersiowe, wymachując przy tym na boki płetwą grzbietową. Następnie zwija i unosi na przemian płetwy piersiowe, a gdy zaczepiona ryba odpowie takim samym gestem, płyną razem w poszukiwaniu kolejnego wspólnika lub w stronę przyszłego posiłku. Razem osaczają grupę mniejszych ryb i rozpościerając płetwy piersiowe zagradzają im drogę ucieczki, przypierając do rafy. Gdy atakują, starają się dopilnować, by każdy z uczestników napaści miał sprawiedliwy udział w posiłku chociaż w 80% przypadków w pierwszej kolejności pożywia się inicjator akcji. Ta konkluzja stanowi nowość w badaniach kooperacji u ryb, gdyż rok wcześniej w Nature opublikowano pracę, gdzie opisane zostały strategie zbiorowych polowań strzępieli, które nie tylko komunikują się ze sobą w sprawie łowów, ale także potrafią zaprosić do spółki mureny. Jednak w tych zespołach moment ataku wytycza koniec dyplomacji – każda ryba łapie ile zdoła nie bacząc na zasługi towarzyszy w organizacji polowania.

skrzydlica MC_Rotfeuerfisch
skrzydlica © MC_Rotfeuerfisch

 

* określenia „partneru”, „onu” nie są częścią hermetycznego języka biologii. Zapożyczyłem je z powieści „Perfekcyjna niedoskonałość” Dukaja, gdzie funkcjonują byty co prawda nie obupłciowe, a pozbawione jakiejkolwiek płciowości.

 

**  Gatunków skrzydlic jest około 30.

Ilustracja w nagłówku pochodzi ze strony http://cafeneauadetraduceri.ro

Jeśli chcesz wiedzieć więcej:

Hart M.K. i inni: Partner fidelity and reciprocal investments in the mating system of a simultaneous hermaphrodite; Behavioral ecology 2016

Oona M. Lönnstedt i inni; Lionfish predators use flared fin displays to initiate cooperative hunting; Biology letters 2014

Tanaka, H. i inni: Helpers increase food abundance in the territory of a cooperatively breeding fish, Behavioral Ecology and Sociobiology 2018

Vail A.L. i inni; Referential gestures in fish collaborative hunting; Nature Communications 2013

Najszybciej dojrzewający kręgowiec

Fenomen tej niewielkiej rybki, zagrzebki (Nothobranchius furzeri) pozwala zachwycić się i zadumać nad twardością życia i zaskakującymi rozwiązaniami ewolucyjnymi.

Niezwykła strategia życiowa zagrzebek, które żyją w kałużach pojawiających się podczas pory deszczowej na afrykańskiej sawannie, dotyczy czasu jaki jest im dany nim nastąpi pora sucha. Życie w kałuży pośród sawanny jest intensywne do tego stopnia, że ten gatunek zdobył uznanie jako najszybciej dorastający z kręgowców. Co prawda ikra zagrzebana w wyschniętej ziemi czeka na odpowiednie warunki przez całą porę suchą, ale w tym czasie nie zachodzą w niej praktycznie żadne procesy biologiczne*. Taka ikra pełni funkcję nasion, które dopiero w obecności wody „kiełkują” uwalniając półcentymetrowe larwy. Od tej chwili dla N. fuzeri zaczyna się wyścig z czasem. Zaledwie w ciągu dwóch tygodni rybki odbywają tarło by zdążyć zdeponować ikrę w dnie i nie przeżywają kolejnej pory suchej. Nawet gdy zaistnieje szansa dłuższego cieszenia się życiem, na przykład w akwariach ośrodków naukowych, matuzalemowie tego gatunku dożywają maksymalnego wieku 4 lat.

Nothobranchius furzeri zagrzebka starzenie Platzer Englert Trends in Genetics
Ilustracja przedstawia wygląd zagrzebek z długowiecznego rodu w różnym wieku. Zdjęcia pochodzą z publikacji Platzer i Englert 2016.

Ta niezwykła właściwość powiązana jest, a w zasadzie wynika z szeregu mocy specjalnych w jakie ewolucja wyposażyła te ryby**. Obok mechanizmów zapewniających odporność na wysuszenie i wysokie zasolenie, rozwijające się embriony dysponują odpornością na niedostatek tlenu i są w stanie niemal całkowicie zatrzymać procesy życiowe nie jeden, ale trzy razy podczas rozwoju w jaju. Dzięki temu gotowe już larwy mogą trwać w fazie diapauzy w osłonkach jajowych w pełni gotowości na pierwsze opady. Żeby zaś dobrze wykorzystać krótki czas gdy środowisko oferuje możliwość popływania, w rozwoju tych rybek uległy zmianie procesy migracji komórek, a pośpieszność podziałów i intensywność metabolizmu wspierana jest bardzo wydajnym systemem naprawy DNA. Jeżeli pora deszczowa trwa wystarczająco długo, zagrzebki są w stanie przejść cały rozwój bez przerw, starając się upchnąć kolejne pokolenie (lub dwa) w jednym sezonie deszczowym. Te właściwości mają dla badaczy nie tylko ogromną wartość poznawczą, ale dają obietnice głębszego wglądu w procesy różnicowania komórek i rozwoju technik bioinżynierii, dla której świętym Graalem jest skuteczne wytwarzanie spersonalizowanych narządów do przeszczepów.

Proces starzenia również jest centrum zainteresowania licznych grup naukowców. Możliwość zbadania zmian aktywności genów w tak krótkim czasie jak życie zagrzebek jest kuszącą perspektywą dla badań zmierzających do identyfikacji genów mających wpływ na przebieg i tempo procesów starzenia kręgowców. Szczególnie gdy wyraźnie daje się zidentyfikować rody tych ryb o zróżnicowanej maksymalnej długości życia. Gdy uda się wyłowić geny którymi różnią się rody zagrzebkowych matuzalemów od rodów dożywających ledwie roku i określić funkcje tych genów, może stać się możliwym podjęcie skutecznej walki ze schorzeniami i dysfunkcjami towarzyszącymi starzeniu się ludzi. Wszak w każdym z nas ukryta jest ryba.

* Taki stan fizjologiczny nazywany jest diapauzą. Wśród roślin i bezkręgowców jest całkiem powszechny, ale u kręgowców zdarza się tylko u nielicznych gatunków karpieńcowatych. Bohater dzisiejszej notki jest ekstremistą pośród tej grupy.

** Krewnym zagrzebek, również należącym do rzędu karpieńcowatych (Cyprinodontiformes) jest strumieniak , który także jest nietuzinkową rybą.

Tomasz Kijewski

Obrazek w nagłówku przedstawia parkę zagrzebek. © FLI/Nadine Grimm

 

Jeśli chcesz wiedzieć więcej:

Wyszukaj nazwę „Nothobranchius furzeri” w serwisie Science Daily

Naumann B. i Englert C.: Dispersion/reaggregation in early development of annual killifishes: Phylogenetic distribution and evolutionary significance of a unique feature; Developmental Biology 2018

Platzer M. i Englert C.: Nothobranchius furzeri: A Model for Aging Research and More; Trends in Genetics 2016

Reichard M. i inni: Turquoise killifish; Current Biology 2015

Sahm A. i inni: Outgroups and Positive Selection: The Nothobranchius furzeri Case; Trends in Genetics 2016

Vrtilek M. i inni: Extremely rapid maturation of a wild African annual fish; Current Biology 2018

 

 

Ryba modna

Drodzy Państwo,

w sezonie ogórkowym, z racji urlopów Autorów oraz ich niechęci do napotnego wysiłku, kontynuujemy kącik modowy.

Ryba Sport albo Ryba Nike

12376387_942356609191013_1908943118437607939_n

Urocza, prawda? Niestety nic nie wiemy o tym, czy te konkretne buty są dedykowane wędkarzom lub akwarystom.

Agnieszka Kijewska

Obrazek ze strony: http://www.watergremlin.com/nike-fish-shoes/

Te oczy mogą

Ryby z rodziny Latarnikowatych (Priacanthidae) mogą wyglądać na permanentnie zdziwione, ale ewolucja nie dla krotochwili wyposażyła je w oczy o średnicy przekraczającej czasami połowę długości ich głowy.

latarnik researcharchive.calacademy.org
Zdjęcie ze strony researcharchive.calacademy.org

Latarnikowate żyją w tropikalnej strefie Atlantyku, Pacyfiku i Oceanu Indyjskiego. Żywią się skorupiakami, głowonogami i mniejszymi rybami wędrując za nimi w nocy ku górnym warstwom oceanu, a w dzień schodząc na głębokość do 500m, gdzie panuje niemal absolutna ciemność. I to jest główna przyczyna dla której ich oczy stały się tak wielkie. Innym ważnym przystosowaniem jest błona odblaskowa (tapetum lucidum), która wyściela dno oka. To rozwiązanie jest powszechne u bezkręgowców i kręgowców, szczególnie tych które polują w nocy lub bywają ofiarami nocnych drapieżników. Właśnie dzięki tapetum lucidum możemy obserwować w świetle latarki intensywny odbłysk oczu psów, jeleni czy krokodyli*. Błona odblaskowa zbudowana jest z komórek zawierających zorganizowane strukturalnie substancje odbijające światło, takie jak trójglicerydy, barwniki czy kwas moczowy. Jednak najbardziej efektywnym lustrem wydaje się krystaliczna guanina, która u latarnikowatych ułożona jest w 18 – 27 warstwach poprzedzielanych cytoplazmą, a wielkość przerw precyzyjnie odpowiada ¼ długości fali świetlnej (640nm) docierającej w głębiny, dzięki czemu lustro jest jeszcze bardziej efektywne.

Latarnik Priacanthus tayenus by Randall, J.E.
Latarnik Priacanthus tayenus © Randall, J.E. zdjęcie z domeny publicznej

 

* Człowiek, jak i wszystkie naczelne, kangury i np. wiewiórki, jest pozbawiony tapetum lucidum. To dlatego na nocnych zdjęciach nasze oczy świecą słabo i na czerwono.

 

Zdjęcie w nagłówku: © Victor Núñez; http://www.checkthesea.com

 

Jeśli chcesz wiedzieć więcej:

 

Ollivier F. J. i inni: Comparative morphology of the tapetum lucidum (among selected species); Veterinary Ophthalmology 2004

Wang R.T. i inni: Studies on the Eyes of Bigeyes (Teleostei Priacanthidae) with Special Reference to the Tapetum Lucidum; Proc. R. Soc. Lond. B 1980

Starnes W.C. Priacanthidae, bigeyes; FAO

Fishbase