Rozwielitka, znana także jako dafnia, to rodzaj słodkowodnych stawonogów, mierzący od jednego do sześciu milimetrów. W momencie zagrożenia te małe organizmy potrafią błyskawicznie zmienić kształt swojego ciała, na przykład zaokrąglając się i tworząc swego rodzaju "hełmy" lub kolce na głowie, szyi lub ogonie.
Sygnały chemiczne
Badacze zdawali sobie sprawę, że do wychwycenia oznak obecności drapieżników w otoczeniu rozwielitki wykorzystują sygnały chemiczne - cząsteczki uwalniane do wody przez agresorów. Stojące za tym procesy molekularne nie zostały jednak dotąd w pełni wyjaśnione.
Ich poznania podjęli się naukowcy z Uniwersytetu Ruhry w Bochum w Niemczech. Wyniki analizy, opublikowane w czasopiśmie "Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences", sugerują, że za detekcję zagrożenia odpowiadają dwa specyficzne receptory jonotropowe. To białka, które wykrywają sygnały zewnętrzne i zamieniają je w aktywność elektryczną wewnątrz komórek.
- Fascynują mnie mechanizmy obronne wywoływane przez drapieżniki - powiedziała w rozmowie z Phys. org Linda C. Weiss, główna autorka artykułu - Jestem pod wrażeniem różnorodności przykładów, jakie obserwujemy w naturze, a rozwielitka stała się dla mnie najbardziej interesującym z nich - dodała.
Dwa geny
Głównym celem badań Weiss i jej zespołu było zidentyfikowanie genów chemoreceptorów, które wspierają wykrywanie sygnałów związanych z drapieżnikami przez rozwielitki. Geny te zawierają instrukcje dotyczące tworzenia wyspecjalizowanych białek umożliwiających organizmom wykrywanie substancji w otaczającym je środowisku. U rozwielitki badacze wykryli dwa takie geny, należące do wcześniej wspomnianej grupy receptorów jonotropowych. Pracują w parach, dlatego nazywane są koreceptorami.
- U rozwielitki zidentyfikowaliśmy dwa takie koreceptory, IR25a i IR93a, które występują w czułkach chemosensorycznych, służących do "wyczuwania" zapachów substancji chemicznych w otoczeniu - wyjaśniła Weiss.
Aby potwierdzić swoje odkrycia, naukowcy wyciszyli ekspresję genów IR25a i IR93a za pomocą metody znanej jako interferencja RNA. W ten sposób mogli sprawdzić, czy po obniżeniu aktywności genów rozwielitki nadal będą zmieniać kształt swojego ciała w obliczu zagrożenia. Zauważyli, że zwierzęta nie potrafiły wykrywać sygnałów drapieżników.
Lepsze zrozumienie interakcji w środowiskach wodnych
Choć Weiss i jej zespół znaleźli geny odpowiedzialne za wykrywanie zagrożenia, ich praca się tu nie kończy. Teraz ich celem jest zidentyfikowanie podobnych receptorów u innych gatunków wodnych.
- W obliczu przyspieszających globalnych zmian kluczowe jest zrozumienie, jak organizmy oddziałują na swoje środowisko abiotyczne i biotyczne (nieożywione i ożywione - red). Organizmy muszą być w stanie bezpiecznie zlokalizować pożywienie, unikając jednocześnie zjedzenia przez drapieżniki, oraz muszą skutecznie znajdować partnerów. W środowiskach wodnych takie interakcje często są zarządzane przez specyficzne sygnały chemiczne - wyjaśniła Weiss.
Badaczka dodała, że działalność człowieka może zmieniać skład tych sygnałów lub przyspieszać ich rozkład. Podsumowała, że racji tego, że zakłócenia te mogą mieć dalekosiężne konsekwencje dla interakcji między gatunkami, konieczne jest lepsze zrozumienie chemicznej komunikacji.