winieta-biala_x-przykazan-genow_poziom

Przykazanie V
Znajdź i opanuj terytorium do rozwoju


1. Prywatne doświadczenia

Uwielbiam pagórki. Za każdym kryje się niespodzianka, może nowy, wspaniały świat. Nie bez powodu bajki zaczynają się od słów: „za siedmioma górami…, za siedmioma rzekami…”. Do dzisiaj potrafiłbym odtworzyć w pamięci szczegóły leśnych dróżek, położonego na wzgórzach po drugiej stronie jeziora Trzesiecko lasu, gdzie w czasach nauki w liceum chodziłem fotografować naturę.

Pod koniec lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku, jechałem z Gütersloh do Bielefeld w Nadrenii-Westfalii piękną asfaltową drogą, wijącą się serpentynami pośród wzgórz przykrytych białym, puszystym śniegiem. To było w czasach, gdy komputeryzacja nie dotarła jeszcze szerokim strumieniem do Polski, a ja – wykorzystując pobyt w Gütersloh, do którego przeniosła się część rodziny – poszukiwałem kości pamięci do mojej Amigi, a w „Gelbe Saiten“ (jeszcze nie było internetu) znalazłem odpowiedni sklep. Zapamiętałem tę podróż jako jedno z przyjemniejszych chwil w życiu.

Dodatkowym powodem mojej nostalgii za podobnymi krajobrazami może być pamięć genetyczna. Ojciec przyjechał do Polski z okolic Wilna. Byłem tam dwa razy i pamiętam, że zdziwiło mnie, jak te tereny są tak podobne do okolic Szczecinka. A gdy w dalszych latach los rzucił mnie do Opola, zapamiętałem pierwszą niechęć do tego płaskiego terenu oraz lasów nie mieszanych, a wyłącznie iglastych. Przodkowie obojga rodziców nauczyli się życia w innym środowisku naturalnym, a i ja przejąłem to dziedzictwo. Może w obecnych czasach, podobna pamięć genetyczna nie odgrywa już tak ważnej roli, lecz wciąż jest przekazywana potomkom.

[…]

2. Obserwacje w przyrodzie

2.1. Znajdź wolną niszę

Drobnoustroje

Większość organizmów nie lubi temperatur poniżej zera stopni Celsjusza. Jeszcze gorzej jest z tolerancją na wysokie temperatury i to nawet tymi dużo niższymi od  punktu wrzenia wody. To kwestia możliwość realizacji programów genetycznych – bowiem rozpada się nić DNA; a głównie z powodu białek, które tracą właściwości, zmieniając strukturę, co prowadzi do braku aktywności biologicznej (denaturacja). Ogólnie można powiedzieć, że wyższa temperatura jest dużo gorsza niż za niska. Ta pierwsza prowadzi do śmierci zawsze, ta druga u niektórych organizmów powoduje jedynie zawieszenie funkcji życiowych – mogących być przywróconymi, gdy temperatura się podniesie.

Wydawałoby się, że lodowce pozbawione są życia. A jednak, terytorium do swojego rozwoju w tak niesprzyjających warunkach, odnalazła spora gromadka organizmów. Nie tylko glonów czy bakterii, ale również pierwotniaków i bezkręgowców. Czas ich rozwoju jest mocno ograniczony – do ledwo trzech miesięcy w roku, ale to im wystarcza, aby wypełnić wszystkie przykazania.

Milimetrowej wielkości pchły lodowcowe, odżywiające się pyłkami roślinnymi oraz inną materią organiczną przenoszoną przez wiatr, najlepiej czują się w temperaturach od zera do kilku stopni Celsujsza, a giną w temperaturach wyższych o zaledwie kilka stopni – już przy 10-150C. Na dodatnie temperatury jeszcze bardziej wraźliwy jest robak lodowy, skąposzczetów o ciemnym ubarwieniu. Dla niego 50C to już za dużo do przeżycia.
A gdy temperatura jest jeszcze niższa? Dla niesporczaków, małych bezkręgowców z gałęzi pierwoustych, to nie problem. To bardzo odporny gatunek.

Niektóre z nich potrafią przetrwać zarówno przy ciśnieniu 6000 tysięcy atmosfer, jak i w przestrzeni kosmicznej (wystawiona na działanie promieniowania kosmicznego), a zakres temperatur dla nich odpowiednich waha się od plus 1500C do… zera bezwzględnego. Lecz nawet wtedy nie giną, a zapadają wtedy w stan anabiozy, w której mogą trwać nawet 25 lat w oczekiwaniu na lepsze warunki. To najlepsi kandydaci na kosmicznych konkwistadorów.

[…]

Rośliny

U roślin najbardziej ekspansywny jest okres… przed narodzinami. To rodzic dba, aby potomstwo otrzymało szansę trafienia na podatny grunt – w tym wypadku określenie „grunt” w dosłownym znaczeniu tego słowa. A często jest to grunt bardzo odległy od miejsca bytowania rodzica. Oddalenia terytorium rozwoju potomstwa od własnego rejonu to również zysk dla ich bytu – dzieci nie będą stanowić bezpośredniej konkurencji. Dobór naturalny wypracował kilka wyjątkowo pomysłowych sposobów rozrzucenia kapsuł życia z potomkami.

[…]

Zwierzęta

Każde środowisko jest dobre do życia, o ile zapewnia jedzenie i bezpieczeństwo. A jak wykazały ostatnie badania, dla kojotów życie w mieście jest bardziej bezpieczne niż w dziczy. „Kojoty mogą bez żadnego problemu żyć w najbardziej zurbanizowanych częściach miasta. Uczą się ruchu drogowego i tego, jak działają uliczne światła” – mówi Stan Gehrt z Ohio State University. A mowa tu o takich miastach jak Nowy Jork czy Chicago. Badania przeprowadzone właśnie w Chicago wykazały, że przeżywalność szczeniąt miejskich kojotów jest pięciokrotnie większa od tych, zmuszonych do życia poza miastem.

[…]

Człowiek

[…]

Terytorium kształtuje nasz wygląd zewnętrzny i zdolności. Nie ma szybszych sprinterów, bardziej wytrzymałych długodystansowców niż mieszkańcy z Afryki, gdyż ewolucja dała im atrybuty dla nas niedostępne. Tajemnica tkwi w dwóch rodzajach mięśni i ich typach, męczących się w różnym tempie. „Urodzeni sprinterzy mają w mięśniach zdecydowanie więcej obu typów włókien szybkokurczliwych, a zbudowane z nich mięśnie mogą naprężać się 2-3 razy mocniej” – podsumował wyniki kilkuletnich badań Bengt Saltin, z Kopenhaskiego Instytutu Badań Mięśni. Dużą rolę odgrywa także bardziej sprawny metabolizm. „Mitochondria, czyli komórkowe fabryki energii, są u osób pochodzenia afrykańskiego położone bliżej błony komórkowej. Pozwala to na sprawniejsze przekazywanie tlenu z krwi do mitochondrium i szybszą produkcję energii podczas wysiłku” – wyjaśnia Krzysztof Zimmer, z Zakładu Medycyny Sportowej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Jak również w liczbie produktów ubocznych wysiłku. „Czarnoskórzy zawodnicy w porównaniu z białymi potrzebują też mniej energii na osiągnięcie tej samej prędkości, a po wysiłku w ich mięśniach powstaje mniej kwasu mlekowego, toksycznego produktu spalania glukozy przez komórki mięśniowe, dowiedli naukowcy ze Szkoły Medycznej w Kapsztadzie w RPA” – dopowiada Zimmer. Nie zapomnijmy jednak, że bez systematycznego treningu genetyczne fory pozostałyby jedynie potencjalnymi szansami na wygraną.

[…]

2.2. Sezonowe metamorfozy

W wielu przypadkach wąska specjalizacja nie wystarczy, aby przetrwać w skrajnie zmiennych warunkach klimatycznych. Pozostają dwa wyjścia – albo wyemigrować z niekorzystnego rejonu, albo… dostosować się i pozostać. O migracjach opowiem w dalszej części, teraz zajmiemy się organizmami potrafiącymi tak zmodyfikować zewnętrznie i wewnętrznie swój wygląd oraz metabolizm, że najstraszniejsza pogoda nie jest w stanie zmusić ich do wędrówek.

O nieruchomych, zakorzenionych w jednym miejscu drzewach opowiedziałem już przy okazji przykazania nie marnuj energii. Jest to jeden ze sposobów przetrwania, ale wiele organizmów, podsiadających nogi lub skrzydła, wybiera inne, aby tylko pozostać w jednym miejscu.

[…]

2.3. Migracje za pożywieniem

Jest wiele powodów do sezonowych migracji. Główny to brak pożywienie w określonych porach roku, ale zwierzęta wędrują również w celu znalezienia odpowiednie miejsca do rozmnażania (migracje rozrodcze ryb czy gadów), a czasami powodem szukania innego terytorium może być tłok (lemingi).
Te szlaki komunikacyjne – nazywane wędrówkami cyklicznymi – utarły się wiele tysięcy lat temu, a wraz z nimi do zmian umożliwiających podróże dostosował się genom. Od razu też trzeba zaznaczyć, że chociaż głównym powodem migracji sezonowych jest zdobycie pożywienia lub znalezienie odpowiednich warunków do rozmnażania, to genetyczne modyfikacje organizmów nie mają nic wspólnego z przyczyną podjęcia wędrówki, a są wynikiem dostosowania się do realizacji przykazania znajdź i opanuj terytorium.

Jak zauważa biolog Hugh Dingle, na czas wędrówek zawieszone zostaje wypełnienie innych przykazań, nawet tak podstawowych jak zdobądź pożywienie oraz powielaj się (które jest realizowane przed wyjściem w podróż lub po dotarciu do celu). „W czasie wędrówek zwierzę ignoruje bodźce zmysłowe, które w innych warunkach niezawodnie wyzwoliłoby reakcję” – mówi, podając przykład rybitwy popielatej (Sterna paradisaea) migrującej szlakami morskimi z Ziemi Ognistej na Alasce do Antarktydy, ignorujących nawet intensywny zapach śledzi na pokładzie statków. W dużym stopniu każda wędrówka wymaga też zawieszenia przykazania nie marnuj energii, ale jest to kompromis między wydatkowaniem energii na wędrówkę lub utratą możliwości jej uzupełnienia, a w rezultacie śmierć.

[…]

2.4. Migracje za miejscem do rozrodu

[…]

2.5. Opanuj terytorium

[…]

2.6. Zbuduj dom

Dotychczas omówiliśmy pierwszą część przykazania: znajdź terytorium. Wiemy, że niektóre zwierzęta muszą dostosować się do znalezienia kilku, na różne pory roku, miejsc do zasiedlenia. Ale bez realizacji drugiego członu: opanuj terytorium, nie można mówić o skutecznej realizacji dalszych przykazań. Bez solidnej osłony przed warunkami zewnętrznymi, atakiem drapieżników – nie przystąpi do realizacji najważniejszego przykazania: powielaj się. Najpierw trzeba zbudować dom.

[…]

3. Przykazanie

Sygnały do dokonania zmian organizmu przed migracją są przekazywane w genach. Organizmy nie mogłyby wytworzyć podobnych mechanizmów, czerpiąc naukę jedynie od rodziców. Jak mogliśmy się przekonać, te wymagające wielkich nakładów fizycznych wędrówki w wielu wypadkach nie byłyby możliwe bez wspomagania genetycznego. Jednak chemiczny komputer został przygotowany do wprowadzenie odpowiednich zmian, by wędrowcy przetrwały ten okres. Tak więc podobne zachowania można określić jako kolejne przykazanie genetyczne.

Wszystkie wędrówki są niesamowitym poświęceniem, lecz bez wątpienia najciekawszym przypadkiem jest migracja motyli monarszych. Przypominają one biblijny exodus Żydów. Tak, jak żaden z izraelitów uciekających z Egiptu nie dotarł do Ziemi Obiecanej, tak żaden motyl wyruszający w podróż do letnich legowisk nie dotrze do miejsca przeznaczenia. Będzie to dane dopiero następnym pokoleniom. Zwierzęta nie planują działań wykraczających ponad czas trwania ich życia – ale robi tak ten motyl.

Pamięć genetyczna pozwala organizmom podejmować sezonowe migracje, ale jest też wielkim utrudnieniem. Można by sądzić, że ewolucja powinna promować mniej energochłonne oraz bardziej bezpieczne rozwiązania niż powrót do miejsca rozmnażania. Zachowania terytorialne należą do najbardziej konserwatywnych. Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę, że wszystkie procedury programu genetycznego dotyczące zmian organizmów zostały ustawione według zmiennych pochodzących z określonego środowiska – to zrozumiemy, że wkład włożony w przeprogramowanie byłby właściwie stworzeniem nowego gatunku. I tak się dzieje w części populacji (stąd też różne gatunki, gdyż dopiero zmiany genetyczne pozwalają na zmianę obyczajów), a część, w której nie zaszły odpowiednie mutacje, wciąż postępują zgodnie z tradycją.

Można zrozumieć, że łosoś urodzony w rzece, lecz całe dorosłe życie spędzający w oceanie, na czas rozrodu musząc powrócić do słodkowodnych wód, wraca do tej samej rzeki. Innych nie miał okazji poznać, nie ma gwarancji, że płynąc w górę nieznanej rzeki napotka warunki odpowiednie do rozmnażania się. Ale żółwie wykluwają się na wyspie i całe dorosłe życie pływają wokół innych, podobnych wysp. A jednak często nadkładają drogi, by wyjść na piasek wyspy urodzenia.

Jednak trzeba zastanowić się, jakie czynniki decydują o podjęciu podobnych, przecież często niebezpiecznych, wędrówek. Wydaje się, że grupa naukowców z University of Exeter oraz University of Bristol znalazła statystyczne wyjaśnienie sukcesu ewolucyjnego gatunków podejmujących się tego trudu, zamiast rozmnażać się tam, gdzie są.

W komputerach przebadali oni matematyczne modele populacji postępującej tak, jak rodzice oraz skłonnych do innowacji. Okazało się, że ślepe naśladownictwo rodziców popłaca. W populacji zwierząt poszukujących innych miejsc do rozrodu, zbyt często trafiały na nieodpowiednie miejsca, przez co ze złożonych tam jaj nie wykluwała się optymalna liczba żółwi. Wyjaśnia to John McNamara, reprezentujący uczelnię z Bristolu: „kiedy próbujesz się dostosować, możesz popełnić pomyłkę – kosztowną, a nawet śmiertelną. Takie podejście może też wymagać dużo czasu i wysiłku, co z kolei ogranicza sukces ewolucyjny.

Sasha Dall, z wydziału matematycznej ekologii (Mathematical Ecology) w Exeter zauważa, że ich statystyk nie można przełożyć na wszystkie gatunki, lecz w odniesieniu do żółwi ścisłe trzymanie się tradycji, okazało się skuteczną strategią: „ku naszemu zaskoczeniu, bezmyślne naśladownictwo bywa skuteczniejsze od bardziej złożonej alternatywy, która zakłada adaptację do zmian wykrywanych w środowisku”.
[…]

4. Powiązania
Piramida Maslowa

4.2. Piramida Maslowa – potrzeby fizjologiczne

Aby powiedzieć „mój jest ten kawałek podłogi, nie mówcie mi więc, co mam robić”, trzeba wielu wyrzeczeń. Trzeba o niego walczyć, trzeba go bronić, lecz warto to robić. Gdyż jeśli już go zdobędziemy, możemy czuć się bezpiecznie. Można być najedzonym, zaspokojonym seksualnie i nie czuć się dobrze.

[…]

4.3. Piramida Maslowa – potrzeby bezpieczeństwa

Potrzeby bezpieczeństwa obejmują dwa zakresy bezpieczeństwa: terytorialnego i osobniczego. W tej chwili omówię ten pierwszy.

[…]

Potrzeby Malinowskiego

4.1. Potrzeby Malinowskiego – odpowiednie warunki fizyczne

W odniesieniu do większości gatunków bakterii, roślin oraz zwierząt, już sam wybór terytorium, jest wypełnieniem potrzeby ochrony przed warunkami klimatycznymi. U niektórych organizmów umiejętność zbudowania domu, przydaje się nie tylko do ochrony przed wrogiem, ale również przed skrajnymi, sezonowymi zmianami klimatycznymi.

[…]

5. Refleksje

Wypełnienie przykazania znajdź i opanuj terytorium daje nam podstawy do drobnego optymizmu. Niewielkiego, o ile nie zadbamy o odpowiednią rolę, którą będziemy odgrywać na własnym kawałku podłogi.



Prześlij komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

*


 

Podziel się

Podziel się tym wpisem z innymi