Przyroda, strona 15

Niektóre zwierzęta zmieniają kolory, są tu gatunki ryb, ośmiornic i kameleony oraz pająk kwietnik, którego opisałam we wpisie Ciekawe zwierzęta. Organizmy te mają komórki upigmentowane, chromatofory zawierające organella wypełnione barwnikiem, te organella są cytoelastyczne, czyli kurczą się rozkurczają zależnie od nastroju. Kameleony słabo słyszą, więc komunikują się przy pomocy zmiany koloru. Jego skóra nie ma koloru, pod nią są trzy warstwy komórek pigmentacyjnych, czerwona, żółta, niebieska oraz barwniki czarny i biały. Pod wpływem impulsów nerwowych komórki z danym barwnikiem rozszerzają się lub kurczą, a łączna suma powiększonych i zmniejszonych komórek nadaje jego skórze kolor. Kameleon widzi kolor powierzchni na jakiej się znajduje i powoduje rozszerzanie odpowiednich komórek pigmentowych w swoim ciele, by się do niej upodobnić. Dodatkowo jego oczy są pokryte powieka w kolorze ciała i poruszaja się we wszystkie strony niezależnie od siebie [http://trzask.pl/kameleon/] Jednak kameleon zmienia kolor skóry pzede wszystkim po to by poinformować inne kameleony o swoim nastroju, jego kolor jest powiązany z uczuciami, wynika z tego, że droga nerwowa do komórek z mózgu jest ściśle powiązana z odpowiednimi częściami układu limbicznego odpowiedzialnego za uczucia. Inny kolor ukazuje strach, inny gotowość do rozrodu, jeszcze inny spokój. Pod tymi warstwami są komórki zawierające kryształki ułożone w siatkę, są nerwy, które rozciągają warstwę zmieniając odległości między kryształkami i załamywane w nich światło, na odległości między komórkami oraz ich rozmiar wpływają tez hormony m. in. endorfiny, serotonina, adrenalina, hormony płciowe. Upigmentowane komórki to chromatofory [https://www.national-geographic.pl/artykul/wiemy-jak-kameleon-zmienia-kolor-wszystko-przez-krysztalki-pod-skora].

Ośmiornice także zmieniają kolor dzięki chromatoforom, które powiększają i zmniejszają dzięki napięciom mięśni. Chromatofory mają barwniki brązowy, czarny, czerwony i żółty, są otoczone mięśniami, które kurcząc się i rozkurczając zwiększają powierzchnie komórek i obecnych w nich pęcherzyków cytoelastycznych. U ośmiornic związane jest to ze wzrokiem, kiedy ośmiornica widzi zagrożenie albo zmianę koloru otoczenia, w którym się znajduje, jej mózg wysyła sygnał do mięśni otaczających chromatofory, by te skurczyły lub rozszerzyły komórki z danym barwnikiem, suma tych barwników na powierzchni ciała pozwala ośmiornicy wtopić się w tło. U niej zmiana koloru pozwala ukryć się przed drapieżnikami, być niewidzialną dla ofiar oraz informuje o uczuciach np. gotowości do godów, inny kolor pozwala odstraszać drapieżniki,. Ośmiornice maja w skórze komórki reagujące na zmianę oświetlenia, dzięki czemu widzą światło z zamkniętymi oczami [https://oceanconservancy.org/blog/2019/10/07/octopuses-change-color/]

Turbot także upodabnia się do dna zmieniając kolor i wzór na skórze, również poprzez zmianę rozmiaru komórek barwnikowych pod wpływem impulsów nerwowych.

Autotomia to odruchowe odrzucanie części ciała pod wpływem zagrożenia, większość jaszczurek uciekając odrzuca ogony lub ich fragmenty, a strzykwy wystrzykują organy wewnętrzne, by zdezorientować drapieżnika. Jaszczurki mają mięśnie pierścieniowe okrążające ogony na całej długość, mięśnie te zaciskają się w miejscu złapania, odcinają dopływ krwi jak opaska uciskowa i odcinają kości. Kiedy ktoś złapie jaszczurkę za ogon, idzie sygnał do układu nerwowego, skąd płynie sygnał do mięśni pierścieniowych by zacisnąć ogon. Do końca ogonie ciągnie się rdzeń kręgowy, który porusza nim, by zainteresować drapieżnika, który atakuje sam ogon, jaszczurka ucieka, potem z komórek macierzystych odradzają się fragmenty ogona, ale jest on krótszy niż poprzedni, nie ma też kości, tylko chrząstkę. Za to rdzeń kręgowy sięga do końca ogona i odrasta razem z ogonem. Taka regeneracja wymaga dużo energii, jaszczurka jest powolniejsza, więcej siedzi, je i opala się, ponieważ witamina D ma ogromne znaczenie dla budowy chrzęści, mięśni i działanie oraz różnicowanie wszystkich komórek. Nowy ogon już nie może być odrzucony. Ogon odrzucają też hatterie i salamandry, skorupiaki szczypce, kolcomysz fragmenty skóry, z których wyślizguje się by umknąć drapieżnikowi, potem skóra odrasta od brzegów rany w kierunku jej środka jak u nas pod strupem. Skóra kolomyszy ma słabsze połączenia niż skóra innych gryzoni i pęka przy słabszym nacisku [https://zooart.com.pl/blog/jakie-tajemnice-skrywa-ogon-jaszczurki-czemu-jaszczurka-go-zrzuca] Autotomia u strzykwy to ewisceracja, polega ona na wyrzucaniu całych narządów

Od jakiegoś czasu rośnie aktywność wulkaniczna, budzą się wulkany drzemiące i wygasłe. Zjawisko to dotyczy całego świata. Obecnie mamy minimum aktywności słonecznej Landscheidta, które trwa od 2004 r, wg Landscheidta ma trwać 60 lat, wg obecnych astrofizyków i heliofizyków 120 lat (cykle Gleisberga trwają 60-120 lat). Ppoprzednim minima słoneczne Daltona (lata 1790–1830), Maundera (lata 1645-1717) i Spörera (1420-1470) również towarzyszyły erupcje wulkanów, które początkowo brano za przyczynę małych epok lodowcowych. Dziś wiemy, że to Słońce, jego aktywność, a także położenie i nachylenie Ziemi względem niego (cykle Milankovicia) to głównie czynniki sterujące klimatem na Ziemi (wpływ wulkanów jest słabszy od wpływu Słońca i trwa krócej, wyjątek to superwulkany). Jednak każdemu z minimów towarzyszy wzrost erupcji wulkanicznych. Dlaczego?

Czyżby Słońce wpływało nie tylko na klimat, ruchy planet i grawitację, ale również na aktywność sejsmiczną? Co daje minimum oprócz mniejszego nagrzania Ziemi, dłuższych zim, krótszych i chłodniejszych lat i skrócenia pośrednich pór roku? Daje osłabienie pola magnetycznego Słońca, zwiększoną ilość promieniowania kosmicznego docierającego do Ziemi. Tylko, że tam gdzie powstają trzęsienia Ziemi jest już promieniowanie ze skał.

Aktywność sejsmiczna zależy od ruchów kontynentalnych. Płyty kontynentalne są w ciągłym ruchu, tak samo jądro płynne i stałe. Ruch kontynentów powoduje zmiany ciśnienia w płaszczu i skorupie Ziemi, gdzie zbiera się mieszanina gazów, pyłów i upłynnionej skały, czyli magma, kiedy ciśnienie rośnie, magma szuka ujścia i wypływa jako lawa, razem z nią wydobywają się gazy i pyły. Najwięcej wulkanów i trzęsień Ziemi jest w strefie subdukcji, gdzie kontynenty się stykają. Tam też zachodzą ruchy górotwórcze, czyli rozchodzenie się lub zderzanie płyt, którym towarzyszą trzęsienia Ziemi i wybuchy wulkanów. Ruchy górotwórcze są krótkie, ale silne. Obecne kontynenty powstały w wyniku zderzeń i rozejść innych kontynentów, czego pamiątką są uskoki, taki uskok idzie m. in. przez Góry Świętokrzyskie, gdzie są wygasłe wulkany.

Dzisiaj rośnie liczba wybuchów wulkanów i trzęsień Ziemi. Wiemy, że na orbitę Ziemi wpływa przyciąganie innych planet, Księżyca i Słońca. Nie wiemy czy wpływa ono na dryf kontynentalny. Wiemy, że spadek aktywności Słońca nie wpływa na jego przyciąganie. Nie wiemy jak wygląda sytuacja sejsmiczna na innych planetach. Wiemy, że w poprzednie minima słoneczne również rosła aktywność sejsmiczna. Wielu naukowców zauważyło związek między spadkiem aktywności słonecznej a wzrostem aktywności sejsmicznej. Nikt nie wie dlaczego tak jest. Wiemy, że w kosmosie działają na planety inne siły np. czarne dziury stabilizują galaktyki, których większość kręci się wokół czarnych dziur, same galaktyki wpływają na siebie. Czyżby silna aktywność słoneczna niwelowała jakąś siłę, która wpływa na ruch kontynentalny Ziemi? Czy ta sama siła wpływa na aktywność Słońca? Warto się nad tym zastanowić.

Co z superwulkanami? One wybuchają co kilkaset tysięcy lat, czyli przetrwały bez erupcji wiele słonecznych minimów i maksimów. Np Yellowstone trwa bez erupcji 600000 lat, wiele zmian solarnych tak przeżył, więc oddziałująca na Ziemię siła jest dość mocna, by pobudzić lub obudzić słabsze wulkany, ale za słaba, by wpłynąć na aktywność silniejszych, więc przynajmniej od superwulkanów jesteśmy bezpieczni w czasie minimum słonecznego.

Zwierzęta wykazują altruistyczne zachowania, altruizm to zdolność do pominięcia własnej korzyści, dla innego osobnika, na nawet gotowość do własnej niedogodności. Wolnobiegający pies potrafi zanieśc jedzenie drugiemu psu na łańcuchu, kot potrafi przynieśc upolowane zwierzęta chorym, starym, niepełnosprawnym członkom kolonii, wilki zwracają pokarm nie tylko dzieciom, ale starszym i niepełnosprawnym członkom stada też, nietoperze wampiry zwracają krew osobnikom,które nie zdążyły się napić. Są próby wytłumaczenia tego przetrwaniem populacji i genów nie samych osobników, gdyż zwracający wilk czy nietoperz sam zje mniej i mniej dostanie zasobów. Jednak altruizm sprzyja przetrwaniu osobnika. Zachowania egoistyczne są dobre na chwilę, altruizm opłaca się na dłuższą metę, wszystko chce jak najdłużej przeżyć w jak najlepszej formie. Siła, sprawność, szybkość zmieniają się wraz ze stanem zdrowia, połogiem,ciążą,porami roku, ranami, wiekiem, dziś jeden osobnik pomoże drugiemu, jutro pomoże mu ten drugi, dzięki temu funkcjonuje populacja, dzięki temu każdy osobnik ma jednakowe szanse, nawet słabszy. Altruizm krewniaczy to altruizm względem spokrewnionych osobników, potomstwa, rodziców, rodzeństwa. W stadach słoni, małp, wilków samice opiekują się wspólnie swoimi dziećmi. Szczury potrafią pomóc uwolnić się z zamknięcia innym szczurom i dzielą z nimi jedzeniem, szczury i myszy widzą,kiedy inne osobniki cierpią i starają się nie powodować ich bólu,mangusty karmia chore osobniki ze stada, mrówki i pszczoł dbają o członków swojego roju. Trzmiele skracają przespany czas, by opiekować się czerwiami. Największy altruizm okazują ssaki społeczne, ale i zwierzęta domowe w stosunku do pana, innych zwierząt tego samego gatunku lub innych np. psy broniące pana, koty znoszące upolowane myszy panu, psy i koty dzielące się jedzeniem, często zwierzęta ratują inne zwierzęta, panów, dzieci, nawet bóbr potrafił ogrzać dziecko, by nie zamarzło, pies potrafi wezwać pomoc do chorego pana, tak samo kot. Zwierzęta potrafią wezwać pomoc do drugiego chorego zwierzęcia, potrafią wychować młode innego gatunku jak własne, suka tygrysiątka, świnia pieski, kotka jeże, często kotka opiekuje się szczeniaczkami, suczka kociętami, karmia je piersią razem ze swoimi dziećmi. Psy potrafią wezwać pomoc nawet do obcych ludzi i zwierząt np.po zasłabnięciach. Altruizm odwajemniony polega na tym, że jeden osobnik pomoże drugiemu, potem drugi pierwszemu, ale psy są bezinteresowne, kochają nawet najgorszych panów. Ludzki altruizm też polega na zgodnym funkcjonowaniu rodziny, przyjaciół, społeczeństwa, ale psy są bardziej bezinteresowne od ludzi.

Drzewa zmieniaja jesienią kolory w wyniku rozkładu chlorofilu i innych barwników, które są przetwarzane na zapasowe związki organiczne, które są magazynowane w pniach i korzeniach i z nich wiosną jest produkowana energia do rozpoczęcia nowego sezonu wegetacyjnego. Ale niektóre drzewa jak klon czy jesion jesienią produkują dodatkowo anucyjanidynę, czerwony barwnik. Na produkcję barwnika trzeba energii, a liście i tak opadną, więc dlaczego te drzewa to robią? Synteza antocyjanów, w tym antocyjanidyn jest wspólna z syntezą flawonoidów. Prekursorami są 3 cząsteczki malonylo-CoA i 1 p-kumaroilo-CoA, z których dzięki syntazie chalkonowej powstaje 4,2,4,6-tetrahydroksychalkon. Potem izomeraza chalkonowa izomeryzuje go do naringeniny, która jest hydroksylowana do dihydroflawonoli przy pomocy 3 enzymów hydroksylaza 3 flawononowa (F3H), 3’–hydroksylaza  flawonoidowa (F3’H) i 3’5–hydroksylaza flawonoidowa (F3’5’H). Wtedy zostaje określony  stopień hydroksylacji pierścienia B antocyjanidyny. W wyniku reakcji zależnie od enzymu ją katalizującego powstają dihydroflawonole: dihydrokempferol, dihydrokwercytyna i dihydromyrycytyna, które 4-reduktaza dihydroflawonolu zmienia w leukocyjanidyny. Potem syntaza antocyjanidynowa (ANS) przekształca leukoantocyjanidyny w antocyjanidyny, które mogą podlegac glikozylacji przez 3-glukozylotransferazy do antocyjanów. Antocyjanidyny są w kwiatach i owocach jako wabik dla zapylaczy i zwierząt jedzących owocnię. Są też w liściach zaatakowanych przez grzyby jednokomórkowe, jesienią grzyby owocują, ponieważ jest odpowiednia wilgotność, a rośliny muszą się bronić, żeby pozostałe barwniki zdążyły się rozłożyć i zostać pobrane w częsciach zimujących rośliny oraz, żeby dzięki parowaniu utrzymac parcie krozeniowe, gdyż woda i biogeny porzebne są do przeprowadzania reakcji biochemicznych. Pierwiastki są kofaktorami enzymów, kttóre umozliwiają ich pracę, rozkład chlorofilu i innych barwników jest z udziałem enzymów. Grzyby spowodowałyby wczesne opadnięcie liści przed pełnym rozkładem barwników i pełnym pobraniem potrzebnych materiałów, które z nich powstały. równiez same grzyby odebrałyby substancje odzywcze z liści dla siebie i roślina nie mogłaby pobrać ich do zimotrwałych części ciała. Antocyjaniny toksyczne dla grzybów zmniejszają to ryzyko,dlatego roślina synteztyzuje je tuś przed zrzuceniem liści.

Apomiksja to rozmnażanie bezpłciowe przebiegające z wytworzeniem nasion, komórek i tkanek normalnie związanych z rozmnażaniem płciowym, polega na rozwinięciu się niezredukowanych, diploidalnych gamet żeńskich w zarodek, zjawisko to to apomejoza, podział niezapłodnionej komórki jajowej, powstaje zarodek i osobnik z materiałem genetycznym identycznym jak roślina macierzysta, regulatorem organizacji chromosomów podczas mejozy jest gen DYAD/SWI1, jego mutacja daje apomejozę, najbardziej płodne są triploidy powstałe przez zapłodnienie haploidalnym plemnikiem niezredukowanej komórki jajowej, niezredukowane gamety żeńskie mają pełną heterozygotyczność.
Apomiksja zwykle wiąże się z zapyleniem słupka i zapłodnieniem komórki centralnej i partonogenetycznym rozwojem niezredukowanej komórki jajowej, nie zapłodnionej przez drugi plemnik.
Apomiksje dzielimy na apomiksję gametofitową, gdy zarodek powstaje w zalązku z komórek woreczka zalążkowego lub embrionia przybyszowa, gdy powstaje z komórek osłonek czy ośrodka.
Apomiksja to strategia rozwoju mieszańców i poliploidó z nieparzystą liczba chromosomów np. 3n, 5n itd.
Były prowadzone badania nad rzodkeiwnikiem pospolitym Arabidopsis thaliana, sprawdzono in vitro zachowanie autonomicznego bielma AE. Po podwójnym zapłodnieniu powstaje bielmo, dziekie formy rzodkiewnika dzieki kompleksowi genów FIS mają prawidłowy przebieg zapłodnienia i powstawania bielma, mutacje genów FIS powodują powstanie bielma bez zapłodnienia, obniżenie poziomu metylacji DNA powoduje powstanie bielma po zapłodnieniu, hamuje powstanie bielma bez zapłodnienia, odkryto, że to mutacje genów FIS ze zwiększoną metylacją DNA odpowiadają za bezpłciowy rozwój bielma, daje to przełamanie imprintingu genomowego-rodzicielskiego piętna genomowego, polegającego na różnym stopniu metylacji genów od ojca i matki, allele od obu rodziców mają rózny stopuień metylacji, do zmetylopwanego genu nie moga dołączyć się enzymy transkrypcyjne i geny są wyciszane, dochodzi do tego w czasie gametogenezy, imprinting zapobiega partenogenezie. Badanie wykazało, że bielmo rozwija się niezapłodnione, sporządzono kultury in vitro dzikiego rzodkiewnika i dwóch mutantów i poddano metylacji DNA, po analizach cytoembriologicznych okazalo się, że były 4 typy zalązków-typowe, żeńśkie zalażki, zalażki z pustymi intergumentami, zalazki z rozrosniętymi intergumetnami i z autonomicznym bielmem. Autonomiczne bielmo miało kilka stadiów rozwojowych, od stadium 2 jąder do rozwiniętego stadium wielojądrowego, bielmo wychodowane in vitro było identyczne z kontrolnym bielem, któe badano poddając DNa metylacji w roślinie, bielmo in vitro rozwijało sie wolniej. Bielmo powstało zjądra wtórnego, ale ilość jąder mówi o udziale jąder biegunowych, frekwencja indukcji genów w bielmie była taka sama we wszystkich próbach i u dzikich i mutantów, niska ekspresja genów w próbach in vitro może byc efektem tłumienia ekspresji zmutowanych genów. Rosliny zdolne do apomiksji to apomikty.
Apomiksja wsytępuje u mniszka lekarskiego Taraxacum officinale i jeżyn Rubus sp. trawy np wiechlina łakowa Poa pratensis.
Jest kilka typów apomiksji: partenogneza czyli rozwój niezapłodnionej komórki jajowej w zarodek, występuje głównie u zwierząt i apogamia-zarodek powstaje w synergidy lub komórki woreczka zalążkowego. Jest też aposporia, bezzarodnikowość, czyli rozwój zarodnka z niezapłodnionej, diploidalnej komórki woreczka zalązkowego, tu komórki woreczka mają pochodzenie ze sporofitu, z osłonki lub ośrodka, jest u jaskra Ranunculus sp. i jastrzębca Hieracium sp. u którego komórka zalażka wypycha komórki archesporu i zajmuje ich miejsce, androgeneza, czyli podział samego plemnika, w kwiecie rozwija się organizm identyczny z rosliną ojcowską, diplosporia to rozwój diploidalnego woreczka zalązkowego z niezredukowanej komórki archesporialnej i zarodka z niezapłodnionej komórki jajowej, poliembrionia, wielozarodnikowość, w nasieniu powstaje wiele zarodków, jest u nagonasiennych, sosny Pinus sp., cedru Cedrus sp., jest poliembrionia fałszywa, polega na zlaniu się dwóch zalązkó lub powstaniu 2 zalążków w 1 ośrodku, poliembrionia prawdziwa w jednym woreczku powstaje wiele zarodków, poliembrionia rozszczepiona, zarodek albo komórka dzieli się na 2 identyczne, zarodki bliźniacze, rozwój i podział 2 komórek aparatu jajowego, niekoniecznie zapłodnionych, embrionia przybyszowa, czyli rozwój diploidalnych zarodków z tkanek somatycznych np. ośrodka na drodze bezpłciowej, dzieli się na embrionię nocelarną-dzieli się komórka ośrodka, necellusa i intergumentarną-dzieli komórka osłonki, intergumentu. Apomiksja obligatoryjna to apomiksja, któa jest głównym typem rozmnażania roslin, fakultatywna wystepuje w przypadku stresu, ale głównie takie rośliny rozmnażają się płciowo.