Čmeláci zemní najdou nejvýhodnější květinu pro sběr nektaru nejen podle zvláštního rozložení pachů na jejích okvětních lístcích, ale také podle vizuálního vzoru. Britští vědci zjistili, že když se čmeláci naučili rozložení pachů květiny, za kterou lze získat odměnu, vybírají si květiny podobné barvy. Článek uveřejněný v časopise Proceedings of the Royal Society B.

Vůně květin je dána rozložením těkavých organických látek na jejich okvětních lístcích, které produkují různé rostlinné orgány. Každá květina má svůj specifický vzorec distribuce vůně a slouží tak jako jakýsi navigátor pro opylovače. Vůně samozřejmě není jediným signálem, který mohou opylovači využít k efektivní navigaci. Dokážou také rozpoznat vizuální a hmatové signály a samotná květina může kombinovat signály z několika smyslových modalit najednou: například místo s vysokou koncentrací pigmentu v okvětním lístku může být drsné. Stále však není známo, zda jsou opylovači schopni korelovat různé senzorické signály jednotlivých květin do jediného vzoru.

Vědci z University of Bristol pod vedením Seana A. Randse se rozhodli tuto schopnost zkoumat na příkladu pozemních čmeláků. Pro experiment použili umělé květiny: bílé plastové disky s 24 malými otvory. Otvory ve specifickém aranžmá (ať už kříž nebo kruh) byly napuštěny mátovým olejem, jehož vůně čmeláky přitahuje. Hmyz sám byl rozdělen do dvou skupin a vycvičen tak, aby „opyloval“ pouze talíře s určitým vzorem a do otvorů ošetřených mátou umístil odměnu – roztok sacharózy.

Během tréninku dostali čmeláci na výběr z několika barev s různými vzory mátových vůní a odměnou (nebo averzivním podnětem) ve středovém otvoru. V závislosti na cvičící skupině dostávali čmeláci sacharózový roztok z centrálního otvoru květů s křížovým vzorem a z centrálního otvoru květů s kruhovým vzorem dostávali solný roztok (odpudivý) nebo obyčejnou vodu. Trénink byl považován za úspěšný, pokud se hmyz napil z centrálního otvoru s cukerným roztokem alespoň 8krát z 10; Vědci také zaznamenali, kolikrát každý jedinec přistál na dírách v určitém vzoru.

Po úspěšném absolvování školení vědci nahradili čichové podněty vizuálními: místo atraktivní vůně máty peprné označili vzor tak, že dírky obarvili červeně. Vědci si všimli, že čmeláci byli více přitahováni (p = 0,002) k těm květinám, jejichž červené dírky odpovídaly již naučenému vzoru pachu.

Vědci také provedli další experiment, ve kterém se čmeláci museli naučit hledat odměny v květinách, ve kterých se vzorec vizuálních podnětů lišil od těch čichových. Autoři pozorovali, že čmelákům trvalo mnohem méně času, než se naučili, pokud se tyto dva senzorické vzorce navzájem shodují.

ČTĚTE VÍCE
Jaký je nejlepší způsob, jak zakrýt verandu?

Vědcům se tak podařilo prokázat, že čmelákům se daří nejen určit nejvýhodnější květinu pro sběr nektaru podle vzoru vůně, kterou vydává, ale také přenést tyto poznatky do dalšího smyslového systému – zrakového. Získané výsledky hovoří ve prospěch existence křížové modality v systému vnímání čmeláků – schopnosti identifikovat předmět (v tomto případě květinu) pomocí nikoli jedné smyslové modality, ale několika (v tomto případě čichové a vizuální ). Podobné vnímání má i člověk: např. křičícího člověka poznáme nejen podle zvuku křiku, ale také podle odpovídajícího výrazu obličeje, i když obraz obličeje není doprovázen zvukem.

V zimě stejná skupina vědců zjistila, že při hledání nejpříznivějších květin pro sběr nektaru se čmeláci mohou řídit tepelným vzorem v něm: distribuce tepla v takovém vzoru se může lišit v rozmezí dvou stupňů, což stačí k přilákání. hmyz.

Elizaveta Ivtushok
Našli jste překlep? Vyberte fragment a stiskněte Ctrl + Enter.

Poruchy spánku u srdečních chorob způsobených imunitní denervací epifýzy
Byl produkován makrofágy v horním cervikálním ganglionu

Němečtí a američtí vědci dospěli k závěru, že poruchy spánku u chronického srdečního onemocnění jsou spojeny s narušením sympatické inervace epifýzy, která produkuje melatonin a se srdcem prozánětlivé imunitní buňky. Publikace o tom vyšla v časopise Science. U lidí a jiných savců je cyklus spánku a bdění řízen vylučováním melatoninu, synchronizovaným s 24hodinovým cyklem dne a noci na Zemi. Tento hormon je produkován epifýzou (epifýzou), umístěnou v suprathalamické oblasti mozku, v reakci na úroveň sympatické inervace z horního cervikálního ganglia. Tento uzel kromě epifýzy a některých dalších orgánů inervuje i srdce. Je známo, že u chronických srdečních chorob často dochází ke snížení hladiny melatoninu a současně k poruchám spánku, které negativně ovlivňují průběh onemocnění a kvalitu života pacienta. Mechanismy tohoto jevu nebyly studovány, ale mohly by poskytnout základ pro vývoj nových léčebných metod. Pro pochopení této problematiky pracovníci různých výzkumných center v Německu a USA pod vedením Stefana Engelhardta z Mnichovského technologického institutu studovali posmrtné preparáty epifýzy sedmi lidí se srdečními chorobami a devíti bez nich. Ukázalo se, že při onemocnění srdce je hustota axonů (tedy inervace) v této žláze výrazně snížena. Po tomto zjištění přešli autoři práce k experimentům na myších se dvěma uměle vyvolanými srdečními chorobami: tlakovým přetížením levé komory v důsledku chirurgického zúžení aorty a srdečním selháním se zachovanou ejekční frakcí. Hladiny melatoninu u těchto zvířat byly sníženy, což bylo doprovázeno poruchami cirkadiánních rytmů. Genetické značení pomohlo identifikovat prudký pokles sympatické inervace epifýzy bez narušení její vnitřní struktury a anatomického prostředí. Morfometrické a histologické vyšetření horního krčního ganglia prokázalo jeho výraznou hypertrofii s náhradou fibrózním vazivem, což ukazuje na těžké, možná ireverzibilní poškození orgánu. Výzkumníci viděli podobné změny v posmrtných vzorcích horních krčních uzlin kardiaků – jizva nahradila až 70 procent jejich objemu. Navíc stupeň poškození uzlin významně koreloval se stupněm remodelace myokardu v důsledku onemocnění. To bylo potvrzeno u žijících pacientů pomocí ultrazvuku a našli také vztah mezi velikostí horního krčního ganglia a ejekční frakcí (funkční ukazatel srdeční aktivity). Poté autoři práce provedli sekvenování RNA jednotlivých buněk a jader horního cervikálního ganglionu myší se srdečními chorobami a také imunohistochemické barvení různých poolů jeho buněk a nervových spojení s epifýzou. Ukázalo se, že sympatická inervace žlázy byla významně snížena ještě před dekompenzací srdečního selhání a uzel byl infiltrován prozánětlivými makrofágy. U nervových ganglií, které neinervují srdce, taková infiltrace pozorována nebyla a hladiny biomarkerů celkového zánětu nebyly zvýšeny, což svědčí o spojení těchto makrofágů specificky se srdečním onemocněním. Podobný obraz byl pozorován u posmrtných vzorků od kardiaků. Transkriptomické profilování interakcí buňka-buňka v horním cervikálním ganglionu myší v časných stádiích srdečního onemocnění ukázalo, že spojení mezi makrofágy a sympatickými neurony inervujícími epifýzu byla nejvážněji narušena. Týdenní injekce inhibitoru makrofágů klodronátu do této uzliny bezprostředně po operaci k zúžení aorty zabránily denervaci žlázy a poklesu hladiny melatoninu. Experimenty na kokultivaci buněk na živném médiu potvrdily, že aktivované prozánětlivé makrofágy hrají ústřední roli při smrti sympatických neuronů. V roce 2020 francouzští vědci zjistili, že pokud lidé usnou později než obvykle, jejich srdeční frekvence je během spánku a následující den výrazně vyšší, než je obvyklé. Totéž se stane, když usnete o více než půl hodiny dříve než obvykle, ale vaše tepová frekvence se vrátí do normálu již po několika hodinách spánku.

ČTĚTE VÍCE
Jak izolovat chryzantémy na zimu?

© 2024 N + 1 Online publikace / Certifikát o registraci médií El No. FS77-67614

Použití všech textových materiálů bez úprav pro nekomerční účely je povoleno s odkazem na N + 1.

Všechna audiovizuální díla jsou majetkem jejich autorů a držitelů autorských práv a slouží pouze pro vzdělávací a informační účely.

Pokud jste vlastníkem konkrétního díla a nesouhlasíte s jeho umístěním na našem webu, napište nám na [email protected]

Stránky mohou obsahovat obsah, který není určen pro osoby mladší 18 let.

Američtí biologové zjistili, že divoké včely při výběru květu k opylení využívají především ty fotoreceptory, které jsou citlivé na modrou barvu, takže je modré květy přitahují více než jiné. Receptory působící v zelené a ultrafialové části spektra přitom výběr nijak neovlivňují. Tento efekt je zvláště výrazný, pokud je květina nejen modrá, ale také fluoreskuje ve stejné oblasti spektra, píší vědci Journal of Comparative Physiology A.

Barva je jedním z hlavních podnětů, které opylující hmyz používá k výběru vhodné květiny při sběru nektaru. Například v orgánech zraku včel jsou pro tento účel tři typy receptorů citlivých na světlo, které pracují v různých oblastech spektra: ultrafialové, zelené a modré. Je známo, že tyto receptory mohou pracovat odděleně od sebe: například při výběru květiny se včela může zaměřit pouze na excitaci modrých receptorů. Podobné údaje však nebyly známy pro další dva typy fotoreceptorů.

Aby zjistili, zda divoké včely a čmeláci při výběru květiny využívají informace z jiných typů fotoreceptorů, provedli američtí biologové z Oregon State University pod vedením Sujaya Rao terénní studii, ve které hodnotili, jak hmyz reaguje na barevné podněty v různých oblastech viditelného spektra. . K tomu vědci použili 11 fluorescenčních pastí s jednobarevnými deskami přitahujícími hmyz připomínající okvětní lístky květin.

Tyto destičky byly barveny speciálními barvivy a měly nejen barvy samotné (bílou, modrou, zelenou a fialovou), ale mohly také emitovat světlo určité vlnové délky díky fluorescenci po absorpci ultrafialového světla. Maximum fluorescence se vyskytlo buď v modré oblasti spektra (400–480 nanometrů) nebo v zelené oblasti (510–540 nanometrů). Použití fluorescenčních barviv v takovém experimentu je výhodné, protože záření se vyskytuje ve velmi úzké oblasti spektra a excituje se pouze jeden typ fotoreceptorů a ostatní receptory nemají žádný účinek.

ČTĚTE VÍCE
Je možné squash zakopat?

Studie byla provedena v terénu: pasti různých barev byly umístěny na polích, na kterých několik druhů divokých včel a čmeláků hledalo květiny ke sběru nektaru. V důsledku několika srovnávacích experimentů vědci objevili několik vzorů. Jednak se ukázalo, že včely a čmeláci reagují výhradně na modrou barvu (různých odstínů), přičemž do čistě zelených pastí (které excitují pouze „zelené“ fotoreceptory a žádné jiné) nebyly chyceny prakticky žádné včely. Je pravděpodobné, že tento typ receptoru včely nepoužívají k hledání nektaru.

Co se týče modrých pastí, jejich atraktivita pro včely velmi vzroste, pokud nejen odrážejí světlo v modré části spektra, ale také v této oblasti fluoreskují. Tento účinek již byl pozorován u určitých druhů čmeláků a nová studie tyto výsledky potvrzuje a podporuje pozorování přesnějšími a spolehlivějšími údaji. Vědci tento efekt vysvětlují právě tím, že při fluorescenci jsou excitovány výhradně modré fotoreceptory a zelené receptory nejsou aktivovány vůbec, což umožňuje odlišit signál od květu na pozadí trávy a listů.

Kromě toho vědci provedli podrobnější studii aktivace modrých receptorů. Ukázalo se, že včely nejvíce přitahují barvy v rozsahu vlnových délek od 430 do 490 nanometrů a rozsah od 400 do 430 nanometrů je pro hmyz méně atraktivní.

Biologové poznamenávají, že podrobné studium spektrálních charakteristik fotoreceptorů čmeláků a včel a jejich vztahu k chování hmyzu pomůže při vývoji účinných nástrojů pro řízení populací divokého hmyzu. V budoucnu jsou však nutné podrobnější kvantitativní studie pro jednotlivé druhy včel.

Barva květu není jediným podnětem, který čmelákům pomáhá vybrat tu správnou květinu. Například britští biologové nedávno ukázali, že čmeláci také spoléhají na tepelné vzory na okvětních lístcích. Čmeláci navíc současně s posuzováním barvy květu studují i ​​rozložení pachu na jeho povrchu a současná analýza těchto dvou faktorů pomáhá vybrat tu správnou rostlinu.

Alexandr Dubov
Našli jste překlep? Vyberte fragment a stiskněte Ctrl + Enter.

Jedna injekce proteinu Klotho zlepšila paměť makaků
Ale fungovala pouze nízká dávka

Vědci ze Spojených států vstříkli opicím rhesus protein Klotho. Hladiny Klotho v séru se po injekci proteinu zvýšily pětinásobně. Výsledkem bylo, že opice měly téměř o 20 procent lepší výkon v paměťové úloze a efekt nevyprchal ani po dvou týdnech. Pokud ale na myši fungovaly různé dávky bílkovin, pak makakům stačilo 10 mikrogramů na kilogram tělesné hmotnosti – velké dávky paměť nezlepšily. Výsledky byly publikovány v Nature Ageing. Na konci 20. století vědci objevili protein Klotho, který pojmenovali po starověké řecké bohyni, která spřádá nit života. Ukázalo se, že myši s defektním genem Klotho začínají stárnout 3-4 týdny po narození a také se u nich rozvine osteoporóza, ateroskleróza a další patologie a do dvou měsíců zemřou. Myši, které nadměrně exprimují Klotho, naopak žijí o 20 až 30 procent déle a mají lepší paměť. Nadměrná exprese proteinu také chránila mozky myší před poškozením spojeným s Alzheimerovou a Parkinsonovou chorobou. Lidé s vyšší hladinou bílkovin také žijí déle, mají lepší kognitivní schopnosti a mají nižší riziko rozvoje demence a Alzheimerovy choroby. Tělo syntetizuje dvě formy proteinu Klotho – transmembránovou a sekretovanou. Rozpustná forma proteinu stále cirkuluje v krvi, která se získá, když enzymy odříznou kousek transmembránového proteinu. Rozpustná forma může působit jako hormon, ovlivňující inzulín, signalizaci fibroblastového růstového faktoru (FGF), funkci Wnt a NMDAR. Rozpustná forma Klotho byla injikována myším a bylo zjištěno, že zvyšuje synaptickou plasticitu, zlepšuje kognici a zlepšuje odolnost neuronů vůči stárnutí. Stacy A. Castnerová z Yale School of Medicine a její kolegové se rozhodli otestovat, zda by se paměť subhumánního primáta, opic rhesus (Macaca mulatta), zlepšila, kdyby jim byl subkutánně podán protein Klotho. Opice Rhesus, stejně jako lidé, trpí kognitivním poklesem souvisejícím s věkem, i když bez významné ztráty neuronů. Nejprve vědci vstříkli myším protein Klotho – v dávce 10 mikrogramů proteinu na kilogram tělesné hmotnosti. V předchozích studiích tato dávka zvýšila synaptické a kognitivní funkce u myší. Zde měly myši po 4 hodinách zlepšenou syntetickou plasticitu a pracovní paměť, což bylo testováno v Y-bludišti. Hladiny proteinu Klotho v myším séru se po injekci zvýšily šestinásobně. Vědci se poté pokusili zvýšit hladinu bílkovin v séru stárnoucích makaků, kteří byli v průměru asi 22 let (ekvivalent člověka 65), na stejnou úroveň. Za tímto účelem aplikovali makakům různé dávky Clotho: od 0,4 do 30 mikrogramů na kilogram tělesné hmotnosti. Dávka 10 mikrogramů na kilogram zvýšila hladinu syrovátkového proteinu pětinásobně. Hladina Klotho v lidské pupečníkové krvi je také asi pětkrát vyšší než v krvi dospělých, proto se vědci ustálili na dávce 10 mikrogramů. Opice byly trénovány, aby si zapamatovaly umístění přihrádky na odměnu za jídlo a jejich pracovní paměť byla hodnocena tímto způsobem. Úlohy s běžnou složitostí, ve kterých bylo 4 až 7 oddílů, úspěšně zvládli, ale ne vždy si poradili se zvýšenou složitostí, kdy už bylo 6 až 9 oddílů. Pouhé čtyři hodiny po jediné injekci proteinu Klotho začali makakové lépe řešit problém, zejména jeho obtížnou verzi. Procento správných odpovědí na obtížný úkol se zvýšilo ze 45 na téměř 60 (P = 0,0077). Tento účinek přetrvával po dvou týdnech a byl nezávislý na pohlaví. Ale vyšší dávky – 20 a 30 mikrogramů na kilogram tělesné hmotnosti – nevedly u makaků ke zlepšení kognitivních funkcí, ale ani je nezhoršily. Na rozdíl od opic se v předchozích studiích ukázalo, že myši měly prospěch z vysokých dávek bílkovin. Je možné, že příliš vysoké dávky narušují metabolismus u subhumánních primátů. Autoři navrhli, že kognitivní zlepšení u lidí lze dosáhnout také použitím malých fyziologických dávek hormonu. Vědci také musí ještě přijít na to, jak se signály proteinu přenášejí do mozku, protože Klotho zavedené do krve samo hematoencefalickou bariérou neprochází. Není to tak dávno, co vědci dokázali zlepšit pracovní paměť lidí tím, že posvítili laserem na mozek – přes kůži a lebku.