CZŁOWIEK I BIOSFERA

Nicienie, pięć wersji i polifenizm

Ich kształty bywają tak odmienne, że bywały uważane za pięć różnych gatunków. Jednakże badania genetyczne wykazały, że jeden gatunek nicienia, nowo odkryty mieszkający w figach, może rozwinąć się w pięć różnych form. Jest to uderzający przykład fizycznej rozbieżności bez zróżnicowania genetycznego.

„Byliśmy w szoku”, mówi członek zespołu naukowego Erik Ragsdale z University of Indiana. „To niezwykłe i nietypowe”.

Młode nicienie Pristionchus, dostają się do nowych fig, zaczepiając się na osach, które te figi zapładniają. Jeśli mielibyśmy możliwość spojrzenia do środka figi chwilę potem jak przyleci na nią osa, można znaleźć tylko niewielką formę nicieni. Ta forma jest dość popularna – to zwykła forma ust podobnych do tuby, które służą do żywienia się mikrobami.

Jednakże potomstwo tych małych kolonistów może rozwinąć się w pięć różnych form – dwie z nich żywiące się głównie mikrobami oraz trzy, których znacznie większe jamy gębowe są wyposażone w rzędy zębów, służących do połowu innych gatunków nicieni. „Te różne typy mają różne ekologiczne role”, mówi dalej Ragsdale.

Wiele zwierząt, zwłaszcza owadów, może rozwinąć się w wiele różnych form, w zależności od środowiska, w którym żyją, pory roku czy nawet wpływu społecznego (w ramach danego gatunku). Ten fenomen nazywa się polifenizm. Przykładowo polifenizm zależny od temperatury, pozwala owadom zmianę ubarwienia w zależności od pory roku. Innym przykładem jest białe, zimowe futro pojawiające się u wielu zwierząt.

Ciekawym przykładem tego fenomenu jest ćma Nemoria arizonaria, której gąsienice dorastając przypominają zwisające kotki dębu omszanego (kwiaty męski tej gatunku należącego do rodziny bukowatych), jednakże wylęgają się na wiosnę, nieco przed kwitnięciem tego drzewa (kwiecień-maj).

U innych zwierząt, w tym kilku ryb, ptaków, żab czy salamander, istnieją odrębne kanibalistyczne fenotypy, które rozwinęły również większe usta w celu zjadania przedstawicieli swoich gatunków. Niektóre z odmian pająków również mają różne formy, uzbrojone w różne bronie skierowane przeciwko swoim.

Niektóre z owadów społecznych (takich, które tworzą mniej lub bardziej zaawansowane struktury społeczne, jak pszczoły), mają więcej niż pięć form. Przynajmniej dwa rodzaje żołnierza, pracownika oraz przedstawicieli kasty zajmującej się reprodukcją. „Istnienie ogromna różnorodność przypisanych form i zadań”, mówi Fred Nijhout z Duke University z Północnej Karolinie, który zajmuje się badaniem polifenizmu u owadów.

Większość przejawów polifenizmu jest związanych z różnymi ekologicznymi rolami, chociaż wówczas są to najczęściej tylko dwie różne formy. Kiedy jednak jeden gatunek przejawia pięć różnych form, gdzie każda z nich ma inną ekologiczną rolę, jest to zjawisko bardzo wyjątkowe. „Powiedziałbym, całkiem nieoczekiwane”, kontynuuje Nijhout.

Wracając do nicieni – co spowodowało, że aż tak się rozwinęły będąc typem zwierząt bezkręgowych, które zamieszkują m.in. glebę głębiej niż inne znane organizmu wielokomórkowe? Wytłumaczeniem może być fakt, że figi są dla nich jak wyspy, oferujące wiele możliwości do kolonizacji, jednocześnie dając okazję do wykorzystania ich przez różne formy nicienia. Figi to bardzo ulotne ekosystemy, stąd zaledwie niewielu nicieniom udało się skolonizować nowe owoce. Stąd gatunek, który może szybko się przemienić, wkrótce po tym, jak dostanie się na figę, będzie miał znacząca przewagę nad innymi pasożytami.

Do tej pory zespół badawczy zidentyfikował trzy powiązane ze sobą gatunki nicienia Pristionchus, które zostały zebrane w Południowej Afryce czy Wietnamie – każdy z nich przejawiał pięć różnych fenotypów. Być może istnieją gatunki z jeszcze większą liczbą, sugeruje członek grupy naukowców – Ralf Sommer z Departamentu Biologii w Instytucie Maxa Plancka w Niemczech.

„To powoduje, że wciąż gromadzimy dane i nicienie. Chociaż bywa niekiedy trudno, to napędza nas myśl, że może być jeszcze więcej mikrosiedlisk w owocach figi”, mówi na koniec Sommer. Pojawia się zatem pytanie o ewolucję i w jaki sposób nawet najmniejsze gatunki mogą je przeprowadzić same? Chociaż to „tylko” małe nicienie, to obserwacja otaczającej nas przyrody nie po raz pierwszy przypomina stare pytanie: „Jaki jest cel życia”?.

Źródło: Science Advances Grafika: MPI f. Developmental Biology

Przeczytaj także

Przyjaciel czy wróg? Słonie decydują po głosie

Anna Śnieżyńska

Wyjątkowe właściwości afrykańskiej herbaty z czerwonego krzewu

Alan O. Grinde

Samobójstwa poprzez samopodpalenie

Alan O. Grinde

Ludzkie ZOO – tak, naprawdę istniały

Alan O. Grinde

Magnetyczny kompas motyla monarchy

Anna Śnieżyńska

Bioróżnorodność zwiększa się wraz z ociepleniem

Alan O. Grinde