Sinchroninio kasimo klubas

Sinchroninio kasimo klubas

Natalija Резник
"Trejybės pasirinkimas" № 1 (245), 2018 sausio 16 d

Natalija Резник

Dabar niekas negali nustebinti dėl kolektyvinio vabzdžių elgesio, bet mes nesitikėjome nieko panašaus iš Drosophila. Ir lervos Drosophila melanogasterpaaiškėja, kad jie koordinuoja savo veiklą valgio metu ir gauna didelę naudą iš jo.

Maistas – beveik pagrindinė lervų okupacija, į kurią ji prasideda, vos iškrėstos iš kiaušinio. Per keturias dienas ji turėjo 200 kartų padidinti svorį. Siekiant optimizuoti procesą, taupant energiją, reikalingą pašarui įsisavinti ir nulupti, lerva išskiria virškinimo fermentus, kurie minkština vaisiaus audinius, kuriame jis gyvuoja, arba maistinę terpę bandymo mėgintuvėlyje. Pusiau skysčio pašaras yra dar vienas svarbus privalumas: jūs galite į jį kasti, pasislėpę nuo saulės, plėšrūnų ar parazitoidinių lapų, kurie stengiasi uždėti savo kiaušinius į lervos kukurūzų kūną.

Perkant lervą neužkertamas maistas, nes su kiekvienu raumenų susitraukimu jis praryja maistą. Nugrimzdimo gylis priklauso nuo gebėjimo kvėpuoti. Užpakalinėje lapelio kūno dalyje yra kvėpavimo vamzdeliai, į juos turi tekėti oras.Palaidotas maistui, ji kasa rąstą, kurio sienos po kurio laiko žlugdo. Tada lerva turi prisiminti ir pradėti viską iš naujo.

Kuo didesnis šulinys, tuo rečiau jis nukrenta; kasimas bus saugesnis ir efektyvesnis, jei nenorėsite veikti atskirai, bet kartu kasti didelę skylę. Būtent tai daro Drosophila lervos, kai yra daug jų: jie jungia grupes, kurios mokslininkai vadina klasteriais ir yra palaidotos maiste. Klasteriai laikomi tol, kol oro patekimas nustos (1 pav.).

Pav. 1. Lervos Drosophila melanogaster in vitro su pašarais suformuokite klasterį. Jo minkštas sluoksnis yra tamsesnis spalvos. Lervos pakabos aukštyn kojom, oro kameroje išlenda kvėpavimo vamzdeliai (kairėje) Klasteris gali egzistuoti daug valandų, tačiau greitai suskaidomas, kai oras prarandamas. (teisė) [1] ("TrV" № 1 (245), 2016 01 01) ")"> Pav. 1. Lervos Drosophila melanogaster in vitro su pašarais suformuokite klasterį. Jo minkštas sluoksnis yra tamsesnis spalvos. Lervos pakabos aukštyn kojom, oro kameroje išlenda kvėpavimo vamzdeliai (kairėje) Klasteris gali egzistuoti daug valandų, tačiau greitai suskaidomas, kai oras prarandamas. (teisė) [1] ("TrV" Nr. 1 (245), 2016 01 01) "border = 0> Pav. 1. Lervos Drosophila melanogaster in vitro su pašarais suformuokite klasterį. Jo minkštas sluoksnis yra tamsesnis spalvos. Lervos pakabos aukštyn kojom, oro kameroje išlenda kvėpavimo vamzdeliai (kairėje) Klasteris gali egzistuoti daug valandų, tačiau greitai suskaidomas, kai oras prarandamas. (teisė) [1]

Virdžinijos universiteto (JAV) ekspertai, vadovaujami profesoriaus Barry Condrono, yra suinteresuoti šiuo reiškiniu kaip kooperacinio elgesio pavyzdžiu. Stebėdami lervas, mokslininkai priėjo prie išvados, kad jiems reikia vizijos ir patirties, kad būtų galima koordinuoti veiksmus [1].

Laboratorijoje lervos gyvena mėgintuvėliuose, ant kurių apačioje išpiltas tankios maistinės medžiagos sluoksnis. Po išsiurbimo jie nuskaitys kartu su pašarų sluoksniu, ieškos vienas kito. Feromonas, dvi ilgos grandinės riebalų rūgštys, padeda jiems atlikti šią paiešką [2]. Kai jie susiburia, jie sudaro klasterį – grupę, kurioje daugiau nei keturi asmenys yra užkasti pašaruose daugiau nei pusėje kūno. Paprastai klasteris in vitro susideda iš 10-100 lervų.

Feromonas tarnauja kaip lervų gidas, tačiau nerekomenduojamas kartu su maistu. Veiksmų sinchronizavimas turėtų būti įtrauktas į tam tikrus prasmės organus.Mokslininkai netikrino kvapo ir skonio jausmo, tačiau jie tikrino, kaip klasteriai sudaro ląstelių, neturinčių šviesos ar mechaninės jautrumo linijų. Paaiškėjo, kad mutantai taip pat sudaro grupes, bet ne taip veiksmingai kaip laukinių rūšių lervos. Grupavimo efektyvumą nustatė vieningų asmenų skaičius ir vidutinis gylis, kuriuo jie buvo palaidoti.

Normalios lervos, kurios išaugo visiškoje tamsoje, patyrė klasterizavimo problemas, dėl kurių buvo padaryta išvada, kad vizija svarbi komandiniam darbui. Be to, tamsa nekliudė lervoms kasti, kaip tokia, ji trukdė tik grupavimui.

Įprastos laboratorinės mėgintuvės, kuriose gyvena mušamieji ir lervos, pasirodė nepatogios stebėti, nes juose buvo galima pastebėti tik vieną sieną arčiausiai vienos eilės, o visų klasterių negalėjo būti skaičiuojami. Todėl mokslininkai sukūrė realybės šou "Už stiklo", tarp dviejų akinių. Šiame "sumuštinyje" buvo įdėta 30 lervų ir stebėjo jų elgesį.

Pav. 2 Drosophila lervos spiečius ant plokščio pašarų sluoksnio [1] ("TrV" № 1 (245), 2016 01 01) ")"> Pav. 2 Drosophila lervų susitraukimai ant plokščio pašarų sluoksnio [1] ("TrV" Nr. 1 (245), 16/01/2018) "border = 0> Pav. 2 Drosophila lervų susitraukimai ant plokščio pašarų sluoksnio [1]

Pastebėjimai patvirtino, kad lervos labai greitai formuoja grupes (2 pav.), Tačiau mutantai, neturintys fotoreceptorių, suformavo mažiau grupių ir iškasti ne taip giliai kaip sveiki žmonės. Tačiau, jei vis dar formuojasi mutantų grupė, tai egzistavo tiek, kiek suvokia lervų sąjunga. Tuo pačiu metu lervos ne tik iškaso netoliese, bet ir sinchronizavo savo elgesį – jie nusmuko į ritmą, judėdamas sistemas.

Kas jiems leido tai padaryti? Tikriausiai mechanoreception yra "alkūnės jausmas", kuris netgi padėjo akliams formuoti grupes. Tačiau pagrindinis vaidmuo, žinoma, suvaidino viziją. Lervų fotoreceptoriai gali nustatyti maisto sienelės judėjimą arba judančių kaimynų sukurtą apšvietimo pasikeitimą. Tačiau gebėjimas sinchronizuoti lervas nėra visiškai įgimtas, jie įgijo tinkamus įgūdžius vystymosi procese.

Neseniai Barry Condron ir jo kolegos atrado, kad yra kritinis vystymosi laikotarpis, kuriame lervos mokosi atpažinti savo pačių rūšį [3]. Jei šiuo metu, nuo antrojo iki trečiojo amžiaus vidurio, auga juos atskirai, o paskui sėja juos kartu, jie negalės suvienyti.Toks patobulinimas tamsoje. Ir jei jūs paimate lervą, išaugintą vieni, tamsoje ar aklai ir auginanti ją "pilnaverčių" asmenų grupei, ji nebus prisijungusi prie komandos.

Tyrėjai pastebi, kad klasteris yra tam tikras privatus klubas. Nė vienas slėnis negali pasinaudoti savo narių pastangomis. Klubas gyvena pagal principą: "Kas neveikia, jis nevalgo".

Buvo parodyta, kad dėl vizijos ir mokymo Drosophila lervos bendradarbiauja bendrai kasti, todėl jie gali veiksmingai pašerti ir ginti save nuo priešų ir išorinių sąlygų. Straipsnio autoriai pažymi, kad mechanosensorinių sistemų indėlis į klasterių formavimą lieka matomas.

Įdomu tai, kad kiti ekspertai pateikė savo nuomones šiuo klausimu: Bibliotekos mokslų ir technologijos instituto genomikos reguliavimo centro grupės vedėja Matthieu Louis ir Kalifornijos Santa Barbaros universiteto docentė (JAV) ir jo portugalų kolega (Gonzalo de Polavieja) iš Nežinomo tyrimo centro – "Champolimo Foundation" [4]. Jie prisiminė Japonijos Kioto universiteto profesoriaus Yoshiki Kuramoto darbą, kuris 1984 m. Pasiūlė modelį, paaiškinantį kolektyvinį elgesį kaip silpnai sujungtų svyravimų sąveiką.

Pagal šį modelį kiekvienas žmogus turi tendenciją pakoreguoti savo veiksmų dažnumą į vidutinį grupės dažnį ir, jei atskirų dažnių skirtumas nėra per didelis, o ryšys tarp grupės narių yra pakankamai stiprus, svyravimai tampa sinchroniški. Kuramoto pasiūlytas modelis paaiškino draugišką plojimai auditorijoje. Ir Barry Condron ir jo kolegos stebėjo lervų elgesį tris kartus ir nustatė, kad centrinis individas šiuose trimis sinchronizuoja jų raumenų susitraukimų dažnumą su jų kairiojo ar dešiniojo kaimyno dažnumu. Todėl kaimynų ryšys su grupe yra gana stiprus.

Lewis ir de Polavia teigia, kad kiekviena lerva, kuri susitraukia, gamina silpnus svyravimus, kurie yra pastebimi maistingųjų medžiagų terpėje. Kitos lervos su mechanoreceptoriais suvokia šias vibracijas ir sinchronizuoja susitraukimo dažnį pagal Kuramoto modelį.

Pasak mokslininkų, būtų įdomu patikrinti, ar yra visų rūšių grupės Drosophila bendrojo kasimo praktika. Pavyzdžiui D. simulansrūšis artimas D. melanogaster, nerodo tendencijos agreguoti. Tikriausiai skirtumai yra genetiškai apibrėžti, o tai reiškia, kad turėtumėte ieškoti genų. Taigi darbas vis dar nėra galas.


1.Dombrovski M., Poussard L., Moalem K., Kmecova L., Hogan N., Schott E., Vaccari A., Action S., Condron B. Bendradarbiavimo elgesys atsiranda tarp Drosophila lervos Curr Biol. 2017,27. P. 2821-2826. DOI: 10.1016 / j.ci.2017.07.054
2. Mastas J. D., De Moraes C. M., Albornas H. T., Lavis L. D., Stern D. L. Evoliuciniai skirtumai tarp laryvių socialinio elgesio, kuriuos lemia nauji feromonai // eLife. 2014. 3. e04205. DOI: 10.7554 / eLife.04205
3. Slepianas Z., Sundby K., Glier S., McDaniels J., Nystrom T., Mukherje S., Acton S. T., Condron B. Vaizda traukos Drosophila lervos vystosi kritiniu laikotarpiu ir moduliuojamos išsekimo sąlygomis. J. Comp. Physiol. A. 2015. 201. P. 1019-1027. DOI: 10.1007 / s00359-015-1034-3
4. Louis M., de Polavieja G. Kolektyvinis elgesys: socialinis gilinimas Drosophila Lervos / Curr Biol. 2017. 27. R1002-R1023. DOI: 10.1016 / j.ci.2017.08.023


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

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