Ukryty świat interakcji
Czas trwania: 00:33:40
Spotify
Apple Podcasts
YouTube
Transkrypcja
00:00:00:00 - 00:00:39:24
Abigail Acton
Zapraszamy do podcastu CORDIScovery! Dzień dobry i zapraszam do wysłuchania nowego odcinka podcastu CORDIScovery! Z tej strony Abigail Acton. Czy wiesz, że kiedy antylopa obgryza liście z akacji, drzewo zaczyna wydzielać etylen, działający jak sygnał ostrzegawczy dla innych akacji w pobliżu? Gaz może wędrować na odległość nawet 45 metrów. W ciągu pół godziny drzewa, które odbiorą ów sygnał, pokrywają swoje liście taninami o bardzo gorzkim smaku, aby zniechęcić antylopy do jedzenia.
00:00:40:01 - 00:01:00:07
Abigail Acton
Zjedzone w dużej ilości taniny mogą prowadzić nawet do śmierci. Większość ludzi skupia się na tym, co może zobaczyć, dotknąć, poczuć lub usłyszeć. Słyszymy siebie nawzajem. Wiemy też, że szczekanie psa to pewien rodzaj komunikacji, jednak nie zdajemy sobie sprawy, że wokół nas zachodzi ogrom różnych interakcji, których nie jesteśmy w stanie dostrzec. Zastanówmy się nad tym jeszcze raz.
00:01:00:09 - 00:01:27:12
Abigail Acton
Mrówki tnące liście z wielkim pietyzmem podchodzą do swojej hodowli grzybów, z kolei trzmiele wyczuwają niewielkie napięcie wytwarzane przez kwiaty. Wszystko to składa się na niezwykle bogate, choć ukryte życie toczące się wokół nas. I być może potrafimy działać w ramach tej połączonej sieci. Skoro rośliny zbożowe wydzielają gazy ostrzegawcze podczas inwazji przez szkodniki, to może moglibyśmy wykorzystać ten fakt na przykład do bardziej ukierunkowanego stosowania pestycydów?
00:01:27:14 - 00:01:51:06
Abigail Acton
Witamy w tym odcinku podcastu CORDIScovery, w którym wraz Danielem Robertem, profesorem bionanonauki w Szkole Nauk Biologicznych Uniwersytetu Bristolskiego w Zjednoczonym Królestwie, będziemy odkrywać niedostrzegalną złożoność świata. Daniel bada, w jaki sposób owady reagują na słabe ładunki elektrostatyczne, co jest formą interakcji między roślinami a ich zapylaczami, jakiej wcześniej naukowcy nawet nie podejrzewali. Dzień dobry, Danielu.
00:01:51:09 - 00:01:52:21
Daniel Robert
Dzień dobry. Dziękuję za zaproszenie.
00:01:52:23 - 00:02:11:20
Abigail Acton
Dziękuję za przybycie. Ted Turlings pracuje na szwajcarskim Uniwersytecie w Neuchâtel, gdzie jest profesorem ekologii chemicznej. Turlings i jego zespół wierzą, że dzięki wyjaśnieniu, w jaki sposób rośliny bronią się przed atakami owadów i jak przebiegała ewolucja wyspecjalizowanych owadów, możliwe będzie stworzenie nowych, zrównoważonych metod zwalczania szkodników. Dzień dobry, Ted.
00:02:11:22 - 00:02:12:24
Ted Turlings
Witam, cieszę się, że mogę tu gościć.
00:02:13:05 - 00:02:28:11
Abigail Acton
Dziękuję za przybycie. Kolejnym gościem jest Jonathan Shik, profesor nadzwyczajny ekologii i ewolucji na Uniwersytecie Kopenhaskim w Danii. Jest on szczególnie zainteresowany mrówkami, ich współistnieniem z innymi gatunkami i ich sposobami na przetrwanie w różnych środowiskach dotkniętych zmianą klimatu. Dzień dobry, Jonathanie.
00:02:28:13 - 00:02:29:18
Jonathan Shik
Dzień dobry. Dziękuję za zaproszenie.
00:02:29:22 - 00:02:49:19
Abigail Acton
Miło mi cię gościć. Pozwól, że zacznę od ciebie, Danielu. Projekt ElectroBee umożliwił analizę pierwszego zaobserwowanego przez nas przypadku odbioru sygnału elektrycznego w ośrodku nieprzewodzącym: zdolność trzmieli do wykrywania i zapamiętywania słabych pól elektrycznych, które powstają po zbliżeniu się do kwiatu. Danielu, czy możesz nam zdradzić nieco więcej na temat tego, czym właściwie jest zmysł elektryczny?
00:02:49:24 - 00:03:25:04
Daniel Robert
Z przyjemnością. Zmysł elektryczny (elektrorecepcja) to zdolność organizmów do wykrywania pól i wszystkich ładunków elektrycznych. Od dobrych 60 lat jest on przedmiotem badań w odniesieniu do kręgowców wodnych, głównie rekinów i płaszczek, które żyją w wodzie, a więc w środowisku przewodzącym. Zatem mechanizmy tego zjawiska są całkiem dobrze poznane. Jednak nigdy nie badano ich w środowisku nieprzewodzącym, takim jak powietrze, w którym – jak wiadomo – żyje większość gatunków, w tym ogromna liczba stawonogów.
00:03:25:06 - 00:03:31:22
Daniel Robert
Podjęliśmy więc to drobne wyzwanie, by sprawdzić, czy skoro zjawisko to istnieje w wodzie, to być może istnieje też w powietrzu.
00:03:31:24 - 00:03:40:02
Abigail Acton
To fascynujące. Genialny temat. A jak wyglądały badania, które pozwoliły ustalić, czy to faktycznie ma miejsce? Czy mógłbyś opowiedzieć nieco więcej o doświadczeniach przeprowadzonych w ramach projektu ElectroBee?
00:03:40:07 - 00:04:06:00
Daniel Robert
Po raz pierwszy zauważyliśmy, że zmysł elektryczny może tu odgrywać rolę, kiedy oglądaliśmy filmy na ten temat na YouTube, po czym postanowiliśmy odtworzyć to w laboratorium, gdzie obserwowaliśmy – w sensie dosłownym – jak pyłek przeskakuje z kwiatów na pszczoły. Co więcej, w naszym zespole mieliśmy studentów z różnych dyscyplin. Wśród nich byli między innymi fizycy i biolodzy. I kiedy tak obserwowaliśmy ten proces, jeden z fizyków zwrócił naszą uwagę na fakt, że pyłek nie opada.
00:04:06:00 - 00:04:30:01
Daniel Robert
Nie opada on przypadkowo. Przeciwnie, porusza się prosto. Jego ruch jest zgodny z tą regularną krzywą, którą widzimy na filmie, co wskazuje na obecność pola elektrycznego. Wtedy pomyśleliśmy, że skoro cała materia we Wszechświecie jest naładowana, nie tylko na Ziemi, musimy zbadać interakcje między pszczołami a kwiatami, wykorzystujące ładunki elektrostatyczne.
00:04:30:03 - 00:04:51:04
Daniel Robert
Przeprowadziliśmy więc doświadczenia na pszczołach, które polegały na zaoferowaniu im wyboru między określonymi rodzajami kwiatów. W tym celu umieściliśmy w laboratorium dwa kwiaty, z których jeden był sztuczny, ale posiadał ładunek elektryczny i odrobinę cukru, z kolei drugi nie posiadał ani ładunku, ani cukru. W ten sposób chcieliśmy sprawdzić, czy pszczoły potrafią się uczyć i czy są one w stanie poznać różnicę między dwoma kwiatami.
00:04:51:06 - 00:04:56:05
Daniel Robert
Ku naszemu ogromnemu zaskoczeniu okazało się, że faktycznie potrafiły je od siebie odróżnić.
00:04:56:11 - 00:05:13:13
Abigail Acton
Absolutnie wspaniałe. Ale w jaki sposób mogliście to stwierdzić? Co najważniejsze, w jaki sposób zmierzyliście napięcie elektrostatyczne wydzielane przez rośliny? Wyobrażam sobie, że podobna sytuacja zachodzi, gdy staniemy w pobliżu telewizora kineskopowego. Jeśli jeszcze ktoś je pamięta. W tym momencie trochę zdradzam swój wiek, ale faktem jest, że działało to w ten sposób, że podnosiły się włoski na przedramieniu.
00:05:13:13 - 00:05:17:24
Abigail Acton
Albo kiedy podczas urodzin dzieci pocierają balonem o głowę. Czy tu chodzi właśnie o ten rodzaj naładowania elektrostatycznego?
00:05:18:03 - 00:05:20:19
Daniel Robert
Dokładnie tak. Są to bardzo słabe pola elektryczne.
00:05:20:19 - 00:05:33:00
Abigail Acton
Oczywiście. Nie tylko słabe, ale i niewidoczne pola. Opowiedz więcej o tym, jak udało wam się zmierzyć ilość ładunku zgromadzonego na kwiatach. Powiedziałeś też, że pszczoły się uczą. Jak to wygląda w rzeczywistości? Jak udało wam się dowieść w drodze badań, że pszczoła się uczy?
00:05:33:00 - 00:06:06:15
Daniel Robert
Jednym z wyzwań było oczywiście zaobserwowanie i zmierzenie tych pól. Ale mimo że są one bardzo słabe, można je zmierzyć. Problem polega jednak na tym, że nie istnieje żaden odpowiednik kamery czy mikrofonu, za pomocą którego można wykonać taki pomiar. Na szczęście możliwe jest określenie wpływu pola na dany obiekt. Tak więc chcąc przyspieszyć prace, stwierdziliśmy, że stworzymy dla trzmieli różne pola elektryczne i sprawimy, by na zasadzie uczenia asocjacyjnego owady nauczyły się, gdzie najprawdopodobniej znajduje się źródło cukru.
00:06:06:17 - 00:06:29:24
Daniel Robert
Kiedy konkretny kwiat wytwarza pole elektryczne, na podstawie zachowania pszczół możemy stwierdzić, czy dane pole jest przez nie wyczuwalne. Oczywiście, w doświadczeniu kontrolnym usunęliśmy wszystkie elementy z tej konkretnej przestrzeni, po której poruszały się pszczoły. A więc wyłączyliśmy wszystkie pola elektryczne, aby zobaczyć, czy trzmiele nauczyły się znajdować źródło cukru w obecności pola.
00:06:30:01 - 00:06:44:18
Daniel Robert
Okazało się, że w przypadku braku pola trzmiele nie były w stanie znaleźć źródła cukru, mimo że o nich wiedziały. Zaletą badania pszczół jest to, że można je uczyć określonych zadań, a następnie przetestować, czy to zapamiętają, np. czy nadal potrafią znaleźć źródło swojego przysmaku, czyli cukru.
00:06:44:22 - 00:06:46:07
Daniel Robert
Tak właśnie przeprowadziliśmy nasze badania.
00:06:46:09 - 00:06:52:18
Abigail Acton
Absolutnie wspaniałe. Jak rozumiem, jednym z elementów badania były przeloty trzmieli przez obręcze. Czy mógłbyś wyjaśnić, dlaczego skłoniłeś trzmiele do latania przez obręcze?
00:06:52:23 - 00:07:17:16
Daniel Robert
Z przyjemnością. Ponieważ chcieliśmy wykazać w sposób ilościowy rodzaj ładunku na pszczołach. W latach 70. i 80. ubiegłego wieku naukowcy stwierdzili, że pszczoły są naładowane dodatnio. Na tej podstawie wywnioskowaliśmy, że rzeczywiście między kwiatem a pszczołą będzie zachodzić interakcja elektrostatyczna, taka jak w przypadku pocierania balonu, o czym wcześniej wspomniałaś. Zatem jednym ze sposobów bezkontaktowego pomiaru pola elektrycznego lub ładunku elektrostatycznego jest wykorzystanie miedzianej obręczy czy pierścienia.
00:07:17:20 - 00:07:40:01
Daniel Robert
Mieliśmy też możliwość nauczenia trzmieli przelatywania przez obręcze. W zasadzie musieliśmy to zrobić. To była świetna zabawa. Gdy pszczoła, niosąca ładunek elektryczny, przelatuje przez obręcz, indukuje niewielki prąd. Dzięki mierzeniu jego wartości wewnątrz jednostki grodzącej, jak ją nazywamy, mamy pewność, że trzmiele dostarczają ładunek w kierunku kwiatu.
00:07:40:03 - 00:07:59:21
Daniel Robert
Ale oczywiście pomiary dotyczyły również reakcji kwiatów na ten ładunek. Interakcje te nazywamy technicznym terminem „ładowania lustrzanego”. W praktyce wygląda to tak, że jeśli w kierunku kwiatu posłanych zostanie przykładowo pięć ładunków, wówczas kwiat zbierze pięć ładunków ujemnych. Jeśli więc nie będzie kwiatu, wówczas zajdzie interakcja typu plus-minus.
00:07:59:22 - 00:08:05:04
Daniel Robert
I będzie to bierne czekanie. W rzeczywistości między pszczołami a kwiatami toczy się swego rodzaju elektrostatyczny mecz tenisa. Niezwykłe.
00:08:05:04 - 00:08:11:01
Abigail Acton
Ewidentnie mamy tu do czynienia z bezpośrednią interakcją. Wspaniale. Ale w jakim celu? Jakie są z tego korzyści?
00:08:11:04 - 00:08:39:04
Daniel Robert
To było nasze podstawowe pytanie. Nie wystarczy przecież zaobserwować, że pyłek przeskakuje z kwiatów do pszczoły. Nie było to nic odkrywczego, ponieważ zauważył to już Arystoteles. To znaczy od niego pochodzi pierwsza relacja na ten temat. Z kolei to, co nas interesowało, to fakt, że podczas interakcji pszczół z kwiatami zmienia się potencjał elektryczny kwiatu, jako skutek wizyty trzmiela czy pszczoły. Na tej podstawie wysnuliśmy koncepcję, że być może tu chodzi nie tylko o samą interakcję, ale także o to, że pszczoła ma jej świadomość.
00:08:39:06 - 00:09:18:23
Daniel Robert
I to było najważniejsze pytanie. Czy pszczoły wiedzą o obecności pól elektrycznych? A co za tym idzie – czy są w stanie wiedzieć, że dany kwiat zmienia swój potencjał elektryczny, w związku z czym kiedy lecą przez łąkę, „widzą”, że kwiaty nie są jednakowo naładowane elektrycznie? Z naszych badań laboratoryjnych wynika, że jeśli kwiaty odwiedzone przez pszczoły posiadają inne pole elektryczne lub inne właściwości elektrostatyczne, to jest to dla pszczół informacja, że dany kwiat jest bardziej dojrzały, jeśli chodzi o ilość nektaru lub pyłku. Dzięki temu są w stanie określić, czy ich praca związana z jego zbieraniem jest warta urobku, a trzeba pamiętać, że pszczoły nie marnują swojego czasu.
00:09:19:01 - 00:09:29:23
Daniel Robert
Wykazaliśmy w ten sposób, że pszczoły z łatwością zauważają, które spośród wielu kwiatów wykazują inny potencjał, i wówczas starają się ich unikać, jednak wracają do nich po pewnym czasie.
00:09:30:00 - 00:09:46:03
Abigail Acton
To naprawdę fascynujące. To naprawdę fascynujące. I tak sobie myślę, że musiałeś wziąć pod uwagę także inne owady. Mam na myśli np. zapylacze prowadzące nocny tryb życia, które poruszają się przy pomocy zmysłów wykraczających poza zmysł wzroku i postrzeganie barw, takie jak pewne gatunki ćmy itp.? Czy nocne zapylacze też wykorzystują to zjawisko?
00:09:46:03 - 00:10:16:00
Daniel Robert
Z przyjemnością. Ale badania na ten temat są bardzo rzadkie. W ramach projektu ElectroBee poszerzyliśmy zakres, tak by sprawdzić to zjawisko w kontekście innych zapylaczy. Oczywiście nie twierdzę, że wszystkie owady i wszystkie kwiaty zachowują się tak samo. Zdajemy sobie sprawę, że istnieje ogromna różnorodność, ale udało nam się ustalić, że niektóre ćmy są również elektrycznie naładowane, podczas gdy inne, takie jak ćmy z rodziny zawisaków, których tempo lotu jest bardzo szybkie i które są bardzo efektywne, w rzeczywistości nie są aż tak bardzo naładowane.
00:10:16:02 - 00:10:37:15
Daniel Robert
Mamy więc tu do czynienia z czymś zupełnie innym. Niektóre gatunki stosują też rozmaite sztuczki. Naszym zdaniem jest to coś, co kwiaty są zmuszone robić, aby przyciągnąć zapylacze. Z tego względu kuszą pięknym zapachem, zachęcającymi kolorami, ładnym wyglądem. Do tego należy dodać, że muszą one wytwarzać też bardzo „atrakcyjne” pole elektryczne.
00:10:37:15 - 00:10:39:24
Daniel Robert
Choć z pozoru może się to nam wydawać dziwne.
00:10:40:01 - 00:10:52:05
Abigail Acton
To brzmi wspaniale. To cały, ukryty przed naszymi oczami świat, prawda? I niezwykle złożony. Danielu, czy oprócz interakcji między zapylaczami a pyłkiem znasz jakieś inne przykłady? Takie jak oddziaływania między drapieżnikiem a ofiarą.
00:10:52:08 - 00:11:17:18
Daniel Robert
Zdecydowanie. Chociaż skupiliśmy się na zapylaniu, ponieważ to właśnie na jego przykładzie po raz pierwszy zaobserwowaliśmy to zjawisko, pod uwagę braliśmy też inne konteksty. Dlatego rozszerzyliśmy nieco swoje poszukiwania. Jeden z moich studentów, Sam England, zdołał za pomocą systemu obręczy, o którym wspomniałem, zarejestrować pole elektryczne drapieżnych os, takich jak osa pospolita oraz jeden z gatunków osy z Kostaryki. W tym celu obręcze były umieszczane przed wlotem do gniazda os.
00:11:17:22 - 00:11:36:11
Daniel Robert
Przyznaję, że wymagało to nie lada odwagi. Dzięki temu mogliśmy ustalić obecność ładunku elektrostatycznego. Następnie wykonane zostały pomiary w odniesieniu do gąsienic, co pokazało, że w przypadku nadlatywania osy gąsienice zazwyczaj stosują taktyki obronne. Dzieje się tak również w przypadku wytworzenia pola elektrycznego imitującego lot osy.
00:11:36:11 - 00:11:56:13
Daniel Robert
Wszystko mogło być rejestrowane za pomocą elektrod. Jeśli pomimo braku obecności os odtworzymy taki sam sygnał elektryczny w powietrzu, nieprzewodzącym środowisku dla gąsienic, gąsienice i tak pozostaną w trybie obronnym – zaczną się wić i spadać z liści. Jak widać, ich zachowania są mniej lub bardziej dramatyczne.
00:11:56:13 - 00:12:21:16
Daniel Robert
Jak sądzimy, gąsienice są świadome obecności swoich drapieżników właśnie za pośrednictwem pola elektrycznego, które powstaje między nimi a drapieżnikiem. Nie mogę jednak powiedzieć, że to dotyczy wszystkich gąsienic i wszystkich gatunków os. Natomiast na podstawie obserwacji co najmniej trzech przykładów, między innymi w strefie tropikalnej, możemy stwierdzić, że odkryliśmy nowy kanał „komunikacji” między ofiarą a drapieżnikiem.
00:12:21:19 - 00:12:38:16
Abigail Acton
To po prostu niezwykłe. Moim skromnym zdaniem. Dlatego kocham te podcasty. Bardzo często mam wrażenie, że jest w nas za dużo arogancji. Zawsze wydaje nam się, że wiemy absolutnie wszystko, a kiedy zaglądamy głębiej, nagle naszym oczom ukazuje się cały nieznany świat, którego wcześniej w ogóle nie braliśmy pod uwagę. Dziękuję ci serdecznie za rozmowę.
00:12:38:16 - 00:12:43:01
Abigail Acton
To było naprawdę fascynujące. Czy ktoś ma jakieś pytania do Daniela? Proszę bardzo, Ted. Prosimy.
00:12:43:14 - 00:13:03:00
Ted Turlings
Danielu, wyjaśniłeś nam, jak za pomocą wyczuwania ładunku elektrycznego kwiatów trzmiele potrafią określić, które kwiaty oferują im najwięcej pyłku lub nektaru. Czy nie daje to kwiatom możliwości oszukiwania, a co za tym idzie manipulowania swoim polem elektrycznym?
00:13:03:05 - 00:13:14:05
Abigail Acton
Przepraszam, że wejdę w słowo, ale moim zdaniem to genialne pytanie. Również się nad tym zastanawiałam. Czy np. osy mogą się jakoś maskować i czy w przyrodzie mamy do czynienia ze swego rodzaju grą? Jak się domyślam, te zjawiska istnieją w przyrodzie od tysiącleci.
00:13:14:07 - 00:13:51:09
Daniel Robert
Myślę, że tak. To doskonałe pytanie. Wiemy bowiem, że jeśli chodzi o sygnały przesyłane między różnymi organizmami, mogą być one tak różne, jak różne są rośliny, osy czy gąsienice. Na pewno możliwe jest wyolbrzymianie cech, ale także ukrywanie prawdy. Według nas raczej nie będą oszukiwać kwiaty, które czerpią korzyści ze zjawiska zwanego wiernością kwiatową, oznaczającą przenoszenie pyłku między roślinami tego samego gatunku, gdzie seryjne owady zapylające faktycznie trzymają się jednego gatunku kwiatu każdego dnia.
00:13:51:10 - 00:14:12:16
Daniel Robert
Istnieją jednak inne kwiaty, które mają bardziej efemeryczny charakter, którymi trzeba lekko potrząsnąć lub które są samopylne. Są też inne możliwości, np. w przypadku, gdy pyłek ma znacznie wyższą specyficzność i może być przenoszony w inne miejsce, a później ponownie zebrany. Odpowiadając na pytanie Teda, to faktem jest, że niektóre kwiaty mogą reagować w inny sposób.
00:14:12:20 - 00:14:28:05
Daniel Robert
Niestety, nie znaleźliśmy jeszcze żadnego przykładu, ale możemy przypuszczać, że tak jest. Być może pole elektryczne jest po prostu używane do przyciągania i naśladowania atrakcyjnych kwiatów. Jakby oprócz ładnego koloru i zachęcającego zapachu kwiaty miały także „smakowite” pole elektryczne. Można tak to opisać.
00:14:28:09 - 00:14:48:13
Abigail Acton
Brzmi wspaniale. Dziękuję ci serdecznie za rozmowę. To było genialne. Teraz kolej na Teda. Powiem szczerze, że zaczynam trochę współczuć gąsienicom. A dlaczego, nasi słuchacze już niedługo się dowiedzą. W ramach twojego projektu, AGRISCENTS, powstał nowatorski czujnik, który umożliwia wykrycie wydzielanych przez roślinę zapachów sygnalizujących, że jest atakowana.
00:14:48:15 - 00:14:53:15
Abigail Acton
Co spowodowało, że zająłeś się rolą substancji lotnych w oddziaływaniach biotycznych? Opowiedz nam, proszę.
00:14:53:17 - 00:15:13:24
Ted Turlings
Cóż, to zainteresowanie sięga czasów, gdy zaczynałem studia doktoranckie na Uniwersytecie Florydy. Moim zadaniem było dowiedzieć się, w jaki sposób pasożytnicze osy – podobne do os opisywanych przez Daniela – które żerują na gąsienicach, znajdują swoje ofiary i składają w nich jaja.
00:15:14:01 - 00:15:45:20
Ted Turlings
Po przeprowadzeniu wstępnych badań behawioralnych odkryłem, że w poszukiwaniu gąsienic osy kierują się zapachem roślin, na których gąsienice żerują. Następnie wykonaliśmy bardziej szczegółowe badania. Wówczas odkryliśmy, że w odpowiedzi na atak gąsienic rośliny wytwarzają bardzo specyficzny zapach, który następnie przyciąga osy. Co jest ogromnie fascynujące, nie chodzi tu o reakcję jedynie na mechaniczne uszkodzenia powodowane przez gąsienice, ale również skład ich wydzieliny z otworów gębowych.
00:15:45:21 - 00:15:59:05
Ted Turlings
Po rozpoznaniu obecności gąsienic rośliny zaczynają syntetyzować nowe i lotne związki, które są następnie przez nie wydzielane. I właśnie lotne substancje tej rośliny przyciągają osy.
00:15:59:09 - 00:16:12:21
Abigail Acton
To niewiarygodne. Brzmi fantastycznie. Czy możesz powiedzieć nam coś więcej na temat tych badań? Domyślam się, że przeprowadzone doświadczenia uwzględniały sytuacje, w których rośliny nie były uszkadzane przez gąsienicę, ale osy się pojawiały. Czy mógłbyś opowiedzieć nieco więcej o swoich doświadczeniach?
00:16:13:02 - 00:16:42:12
Ted Turlings
Jak najbardziej. W kolejnych badaniach faktycznie dowiedliśmy, że w tym procesie bardzo ważną rolę pełnią wydzieliny z otworu gębowego. Polegało to na tym, że sami mechanicznie uszkadzaliśmy rośliny, co pozwoliło nam ustalić, że jeśli na uszkodzonych obszarach nie pojawi się substancja wydzielana przez gąsienice, ilość emitowanych substancji lotnych jest dużo, dużo niższa. Ponadto roślina w ogóle nie wytworzyła kilku związków, które są zwykle wydzielane w odpowiedzi na atak gąsienic. W ten sposób udowodniliśmy znaczenie wydzieliny z otworu gębowego gąsienic.
00:16:42:12 - 00:17:03:00
Ted Turlings
Następnie opracowaliśmy próbę biologiczną, która umożliwiła nawet na inkubację roślin. Ponadto wykorzystaliśmy kukurydzę, której liście odcinaliśmy przy łodydze, a następnie umieszczaliśmy w roztworze, który zawierał lub nie zawierał wydzieliny gąsienic. W kolejnym kroku udało nam się zaobserwować ogromną różnicę pod względem substancji lotnych, nawet jeśli przez kilka godzin liście nie były uszkadzane. Jak najbardziej.
00:17:03:02 - 00:17:13:23
Abigail Acton
To niezwykle interesujące. Zdecydowanie. Mam jednak pytanie o to, czy masz jakiś pomysł na zastosowanie tej wiedzy w praktyce.
00:17:14:03 - 00:17:39:16
Ted Turlings
Tak, to jest właśnie cel projektu AGRISCENTS. Jest on poświęcony badaniu możliwości zastosowania tego odkrycia. Zamierzaliśmy sprawdzić, czy skoro osy są w stanie rozpoznać rośliny doświadczające inwazji gąsienic, to czy my również będziemy mogli znaleźć na to sposób. A w przypadku wystarczająco specyficznego zapachu można by nawet wykryć, jaki konkretny owad żeruje na danej roślinie.
00:17:39:18 - 00:17:54:02
Ted Turlings
Istnieją subtelne różnice między poszczególnymi gatunkami gąsienic, ale także innymi owadami, a nawet patogenami, takimi jak bakterie i grzyby, wykrywanymi przez rośliny, pod względem tego, w jaki sposób wytwarzanie określonych zapachów jest inicjowane.
00:17:54:07 - 00:18:09:02
Abigail Acton
A czy te zapachy są systemowo wytwarzane w celach ochronnych, jak w przypadku wcześniej wspomnianych drapieżnych os? Czy raczej są po prostu wydzielane przez roślinę jako sygnały alarmowe, bez nadrzędnego celu? Czy może każda z nich ma swój cel?
00:18:09:06 - 00:18:32:01
Ted Turlings
Jak najbardziej. Niestety, trudno jest ustalić, jaka jest pierwotna funkcja, ale jak wspomniałaś na początku tego podcastu, może to być na przykład forma interakcji między roślinami. Jest to jedna z wielu możliwych funkcji. Nie lubię używać słowa „komunikacja”, bo równie dobrze może to być jedynie „podsłuchiwanie”.
00:18:32:01 - 00:18:40:20
Ted Turlings
Ujmę to w następujący sposób. Sąsiednie rośliny mogą wychwycić ten zapach, otrzymując w ten sposób ostrzeżenie o obecności gąsienic.
00:18:40:22 - 00:18:42:00
Abigail Acton
Lub o pojawieniu się innego problemu.
00:18:42:00 - 00:19:11:04
Ted Turlings
Można to nazwać problemem. Jak najbardziej. A następnie zaczynają same przygotowywać się do ewentualnego ataku. Mogą to zrobić również poprzez wzmocnienie swojej odpowiedzi w zakresie wytwarzania związków obronnych bądź zapachów w celu przyciągnięcia naturalnych wrogów roślinożerców. Przeprowadziliśmy sporo badań w tym obszarze i odkryliśmy, że patogeny i owady stymulują roślinę do wydzielania znacząco różnych zapachów, więc jako naukowcy mogliśmy na tym bazować w naszych dalszych działaniach.
00:19:11:04 - 00:19:34:18
Ted Turlings
Do tej pory przetestowaliśmy kilka czujników, które są w stanie wykrywać te zapachy w czasie rzeczywistym. Ostatecznym celem będzie zamontowanie tych czujników np. na łaziku, którego zadaniem będzie poruszanie się po polu kukurydzy, wychwytywanie zapachów poszczególnych roślin i przekazywanie rolnikom informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym, alarmując, gdzie wykryto problem.
00:19:34:18 - 00:19:45:11
Ted Turlings
Możemy sobie nawet wyobrazić, że ten sam łazik będzie wyposażony w środek umożliwiający eliminację szkodnika. I choć logicznym wyborem są pestycydy, rozważamy także inne rozwiązania.
00:19:45:17 - 00:19:46:16
Abigail Acton
Jakie na przykład?
00:19:46:22 - 00:20:05:11
Ted Turlings
Jedną z opcji jest wykorzystanie nicieni, maleńkich robaków, które są pasożytami owadów i uśmiercają je w ciągu 1-2 dni. Opracowaliśmy już preparat zawierający nicienie, który można wstrzykiwać bezpośrednio do środka kukurydzy zaatakowanej przez gąsienice. I to faktycznie działa.
00:20:05:15 - 00:20:23:08
Abigail Acton
Czyżby? Naprawdę to działa? To dobrze, bo muszę przyznać, że mam pewne doświadczenie z nicieniami z powodu inwazji ślimaków w moim ogrodzie tego lata, których nie mogłam się pozbyć. Mimo że zastosowałam nicienie dwa lub trzy razy, ślimakom to nie zaszkodziło. Mam więc nadzieję, że wasze nicienie są skuteczniejsze niż te, których ja użyłam.
00:20:23:08 - 00:20:40:08
Ted Turlings
Co ciekawe, w naszych badaniach wykorzystaliśmy także nicienie zwalczające ślimaki i okazało się, że działają one znacznie wolniej. I zanim wyeliminują ślimaki, może to potrwać od kilku tygodni do kilku miesięcy. Jednak w przypadku gąsienic – są one atakowane i zabijane w ciągu dwóch dni. Dobrze. Co więcej, skuteczność gwarantują zaledwie 1-2 nicienie.
00:20:40:11 - 00:20:51:09
Abigail Acton
Niezwykłe. Brzmi świetnie. Zatem informacja dla kolegów ogrodników: możecie nadal stosować nicienie do zwalczania ślimaków, mimo że nie zadziałają od razu. Dziękuję za to wyjaśnienie. Świetnie. Czy są jakieś pytania do Teda? Doskonale nam wszystko wyjaśnił. Za co niezmiernie dziękuję. Proszę bardzo, Prosimy, Danielu.
00:20:51:15 - 00:21:14:17
Daniel Robert
To naprawdę fascynujące. Zdecydowanie pozwala zrozumieć, czym zajmuje się Ted. Te ukryte aspekty życia, niezależnie od tego, czy nazwiemy to komunikacją czy podsłuchiwaniem. Myślę, że ostatecznie nie ma to większego znaczenia. Ta złożoność jest przeogromna. Moje pytanie dotyczy toksyczności gąsienic. Jak wiemy, podczas żerowania na roślinie wiele gąsienic staje się toksycznych, aby móc odstraszyć drapieżniki.
00:21:14:19 - 00:21:39:06
Daniel Robert
Czy istnieje związek między ich toksycznością, czy też ich „nieatrakcyjnością” jako potencjalny posiłek, a sposobem, w jaki wydzielają te różne substancje, ostatecznie prowadzące do ich zguby? Czy może prowadzą swego rodzaju podwójną grę, w której niektóre gąsienice są w stanie uniknąć zjedzenia i nadal odstraszać wszystko, co jest dla nich negatywne?
00:21:39:12 - 00:22:06:23
Ted Turlings
Zgadza się. Istnieją wyspecjalizowane owady, które są w stanie przechwytywać związki obronne roślin. I wytworzyły one mechanizmy umożliwiające detoksykację tych związków. Niedawno opublikowaliśmy artykuł na temat chrząszcza, którego larwy żerują na korzeniach, a dorosłe osobniki żywią się liśćmi. Te dorosłe osobniki są w stanie sekwestrować związki obronne z różnych roślin, w tym różne toksyny.
00:22:07:00 - 00:22:24:03
Ted Turlings
Do niedawna jeszcze nie wiedzieliśmy, że mogą one przechwytywać wiele różnych związków obronnych i przenosić je do swoich jaj, dzięki czemu są one chronione przed drapieżnikami. To kolejny fascynujący świat, ale różniący się w pewnym stopniu od oddziaływań związanych z komunikacją.
00:22:24:05 - 00:22:27:07
Abigail Acton
Cóż, ma to znaczenie, gdy rozważamy te kwestie jako interakcje, a nie komunikacja.
00:22:27:08 - 00:22:28:11
Ted Turlings
Dokładnie o to chodzi.
00:22:28:11 - 00:22:46:08
Abigail Acton
W rzeczywistości jest to sieć wzajemnych połączeń i oddziaływań. Szczerze mówiąc, to brzmi nadzwyczajnie. Naprawdę wspaniale. Genialny temat. Dziękuję bardzo za to pytanie. Jak również za odpowiedź. Jonathanie, przejdźmy teraz do twoich badań. Projekt ELEVATE poświęcony był interakcjom między mrówkami tnącymi liście a hodowanymi przez nie grzybami. Jak widać, wciąż poruszamy się po świecie różnych rodzajów symbiozy.
00:22:46:10 - 00:22:51:21
Abigail Acton
Mrówki tnące liście przypominają naszych rolników. Jednak nie jest to coś oczywistego. Dlatego chciałabym cię prosić, żebyś powiedział nam więcej na ten temat.
00:22:52:01 - 00:23:19:02
Jonathan Shik
Oczywiście. Każdy, kto ma okazję odwiedzić las deszczowy w Nowym Świecie, np. w Panamie czy Argentynie, może obserwować te ciągnące się autostrady z tysiącami pracujących mrówek. Należy to do najbardziej ikonicznych widoków w lesie deszczowym. Ich praca tak naprawdę polega na wspinaniu się na wierzchołki drzew i wycinaniu fragmentów liści z setek różnych gatunków, które następnie przenoszą do swojego gniazda gdzieś pod powierzchnią ziemi.
00:23:19:08 - 00:23:45:22
Jonathan Shik
I właśnie to, co dzieje się pod ziemią, najbardziej mnie interesuje. Okazuje się, że – tak jak wspomniałaś – mrówki to prawdziwi rolnicy. Rozprzestrzeniają swoje uprawy wertykalnie, z pokolenia na pokolenie, podobnie jak nasi rolnicy. Chronią plon przed wszelkiego rodzaju szkodnikami i patogenami. Tworzą pod ziemią optymalne warunki wzrostu grzybów, a następnie wykorzystują je jako źródło pożywienia. Grzyby przekształcają materię roślinną, której mrówki nie są w stanie strawić, w zoptymalizowany odżywczy pokarm, od którego zależy ich przetrwanie.
00:23:46:02 - 00:23:54:20
Abigail Acton
Dokładnie to mnie nurtowało. Dziękuję ci za wyjaśnienie. Jeśli mówimy o tworzeniu źródła pokarmu, czy oznacza to, że mrówki nie jedzą samego grzyba? A zamiast tego odżywiają się tym, co ten grzyb wytwarza?
00:23:54:20 - 00:24:03:05
Jonathan Shik
Rozwiewając twoje wątpliwości – mrówki zjadają grzyby. A właściwie jego bardzo wyspecjalizowane owoce, tak jak my jemy np. jabłka z udomowionych odmian jabłoni.
00:24:03:07 - 00:24:10:15
Abigail Acton
Dobrze. Oczywiście nie powoduje to uszkodzenia samej grzybni, w przeciwnym razie wyeliminowałyby źródło niezbędnego pokarmu.
00:24:10:17 - 00:24:26:22
Jonathan Shik
Dokładnie. Masz rację. To bardzo nietypowe dla grzyba, że staje się dostawcą pożywienia dla innego organizmu. Ale okazuje się, że w przyrodzie niektóre gatunki muszą od siebie zależeć, jeśli chcą przetrwać. Po prostu nie mogą bez siebie żyć. Z ewolucyjnego punktu widzenia najbardziej sensownie jest założyć, że grzyby dostarczają mrówkom określonych składników odżywczych.
00:24:27:00 - 00:24:37:20
Abigail Acton
Rozumiem. Dlatego nie powodują żadnej szkody. To rzeczywiście brzmi jak uprawa jabłek. Dobrze. To fascynujące. Pozwól, że zapytam, co w szczególności zwróciło twoją uwagę podczas prac nad projektem ELEVATE? Do jakich wniosków chciałeś dojść?
00:24:37:20 - 00:24:57:03
Jonathan Shik
Od zawsze fascynowały mnie mechanizmy działania kolonii mrówek. W pojedynkę każda mrówka nie jest zbyt inteligentna. Spędziłem dużo czasu, obserwując mrówki w lesie deszczowym, po prostu jak żerują, czy to na workach z odpadami, czy na ściółce z liści. Okazuje się, że jeśli odciśniesz ślad w ściółce, niektóre osobniki określonych gatunków zaczną wędrować przez wiele godzin bez celu – w kółko.
00:24:57:05 - 00:25:26:11
Jonathan Shik
A z drugiej strony, mrówki-rolnicy w jakiś sposób potrafią zarządzać niezwykle złożonymi, zaawansowanymi systemami rolniczymi. Zastanawiałem się więc, w czym tkwi wyjaśnienie. Dlatego w swoich badaniach koncentrowałem się głównie na odżywianiu i komunikacji mrówek z grzybami. Oczywiste jest, że ludzie uprawiający rośliny dokładnie wiedzą, jakich składników odżywczych potrzebują ich uprawy. Zatem pytanie zawarte w moim wniosku o grant brzmiało: skąd mrówki wiedzą, które mieszanki składników odżywczych dają najlepsze plony oraz w jaki sposób potrafią to wykryć?
00:25:26:11 - 00:25:32:17
Jonathan Shik
Idąc dalej – czy mogą one podejmować złożone decyzje dotyczące odżywiania, tak by zoptymalizować produktywność swoich upraw?
00:25:32:19 - 00:25:39:06
Abigail Acton
Zauważyłam też, że innym interesującym cię tematem są zmiany warunków klimatycznych. Tak więc wszystko zależy od danego kontekstu.
00:25:39:09 - 00:26:02:17
Jonathan Shik
Tak, to prawda. Te mrówki można spotkać na obszarze rozciągającym się od południowego New Jersey – wśród nich różne gatunki, niekoniecznie mrówki tnące liście, jako że jest to faktycznie dość zróżnicowana linia spokrewnionych ze sobą mrówek-rolników – aż do Argentyny. Więc klimat występujący na tym obszarze obejmuje cały zakres warunków, od lasu deszczowego, przez pustynię, aż po obszary trawiaste. Mrówki muszą więc przystosować swoje uprawy do zróżnicowanych wymogów poszczególnych siedlisk.
00:26:02:19 - 00:26:16:08
Jonathan Shik
Ponadto, inaczej niż ludzie, którzy zajmują się rolnictwem dopiero od około 10 000 lat, mrówki prowadzą swoje „gospodarstwa” już od około 60 milionów lat. Stąd ważne dla mnie było sprawdzenie, jak udało im się przetrwać w tych zmiennych warunkach. W tym celu zająłem się zagadnieniem zmiany klimatu.
00:26:16:11 - 00:26:27:13
Abigail Acton
Rozumiem. Jak to się stało, że zacząłeś badania nad mrówkami tnącymi liście? Wiem na przykład, że udałeś się w tym celu do Panamy. Czy możesz przybliżyć nam niektóre doświadczenia przeprowadzone w panamskim lesie deszczowym? Musiało to być niezwykle trudne środowisko.
00:26:27:15 - 00:26:50:11
Jonathan Shik
Nasze prace realizowane były niedaleko Kanału Panamskiego, w Instytucie Badań Tropikalnych Smithsona (STRI). Muszę przyznać, że jest to piękny las. Mimo że po Kanale Panamskim pływają ogromne kontenerowce, mogliśmy w spokoju zagłębić się w szczegółowe badanie mrówek buszujących w ściółce. Niektóre z naszych doświadczeń polegały na tym, że wykradaliśmy mrówkom niesione przez nie kawałki liści, żeby je badać, pozwalając owadom pracować dalej.
00:26:50:13 - 00:27:09:07
Jonathan Shik
Następnie cały ten materiał roślinny poddaliśmy analizie pod kątem wszelkich możliwych składników odżywczych i wszelkiego rodzaju wtórnych metabolitów, jak np. wytwarzane przez rośliny toksyny. W ten sposób mogliśmy się dowiedzieć, jakich mieszanek odżywczych faktycznie poszukają, odwiedzając setki gatunków roślin.
00:27:09:09 - 00:27:20:10
Jonathan Shik
I czy składniki odżywcze, w poszukiwaniu których mrówki przeczesują teren, odpowiadają substancjom, których użyliśmy w laboratorium do osiągnięcia maksymalnej wydajności danej odmiany grzyba w szalkach Petriego.
00:27:20:10 - 00:27:28:15
Abigail Acton
Czy potem próbowałeś wyhodować grzyby w laboratorium, stosując składniki odżywcze zebrane przez mrówki? I czy przeprowadziłeś próbę kontrolną, aby spróbować hodowli bez tych związków? Jak to wyglądało? Jaki dało rezultat?
00:27:28:19 - 00:27:57:14
Jonathan Shik
Badania były skomplikowane, ponieważ samo zagadnienie odżywiania jest niezwykle skomplikowane. Udało nam się jednak wykazać, że niektóre składniki, jak np. białko, w pewnych ilościach mogą być toksyczne dla grzyba. Tak wynika z obserwacji hodowli w szalkach Petriego. A jednak w warunkach naturalnych zebrany przez mrówki materiał roślinny zawiera więcej białka, niż można by przewidzieć na podstawie badań. To pozwoliło nam ustalić, że istnieją różnego rodzaju drugorzędne interakcje żywieniowe, które sprawiają, że białko jest przyjmowane przez grzyby nawet w nadmiarze, nie zakłócając ich rozwoju.
00:27:57:16 - 00:28:10:03
Jonathan Shik
Co więcej, mrówki naprawdę potrafią wykryć, ile białka dostarczają grzybowi, co jest niezwykle interesujące. Zdecydowanie. Nie wiemy jeszcze dokładnie, jakie mechanizmy za tym stoją. Jednak obecnie intensywnie nad tym pracujemy.
00:28:10:03 - 00:28:25:11
Abigail Acton
Jak sądzę, mrówki modyfikują ilość, jakiej dostarczają, aby zapewnić parametry bezpieczne dla grzyba. To niesamowite. Zatem już wiemy, jakie korzyści czerpią z tego mrówki. Widać, jak duży wysiłek wkładają w swoją hodowlę i w jaki sposób otrzymują mrówczy odpowiednik naszych jabłek. Jednak co jest celem hodowanego w ten sposób grzyba?
00:28:25:17 - 00:28:49:05
Jonathan Shik
Grzyb otrzymuje ochronę i możliwość wertykalnego rozprzestrzeniania się. Co ważne, gdy nowa królowa odlatuje ze swojej kolonii, aby założyć nową w innym miejscu, zanosi tam kawałek grzyba w swoim otworze gębowym. Następnie łączy się w parę z kilkoma samcami. Samce następnie umierają. Ich rola jest ograniczona. Następnie królowa spada na ziemię, traci skrzydła, wykopuje otwór w ziemi i umieszcza w nim tę odrobinę grzyba, którą zabrała ze swojej rodzimej kolonii, i zaczyna go uprawiać.
00:28:49:09 - 00:29:03:24
Jonathan Shik
Następnie składa jaja i zaczyna produkować robotnice, dzięki czemu kolonia rozrasta się w nową kolonię, a grzyb nie musi produkować owocników, nie musi inwestować w rozmnażanie. Dostaje przy tym darmowe pożywienie i ma zapewnioną ciągłość pokoleń.
00:29:04:01 - 00:29:19:19
Abigail Acton
Genialne rozwiązanie. Aż niewiarygodne. I wspomniałeś również, że mrówki zapewniają grzybowi ochronę. Myślę, że może tu chodzić o mechanizm, do którego nawiązywaliśmy wcześniej, pozwalający grzybowi wytwarzać związek oddziałujący na mrówki w taki sposób, by agresywniej go broniły.
00:29:19:21 - 00:29:42:18
Jonathan Shik
Zgadza się. Rzeczywiście, tym zagadnieniem zajmowała się inna grupa badawcza, która wykazała, że grzyb metabolizuje określone lipidy, określone kwasy tłuszczowe, które są nieco inne niż te znalezione w materiale roślinnym. Grzyb potrafi je wychwytywać i przechowywać w swojej tkance. Gdy mrówki to wyczują, stają się nieco bardziej agresywne, aby lepiej chronić swoją uprawę.
00:29:42:20 - 00:30:04:04
Jonathan Shik
Obecnie przyglądamy się temu zjawisku, co przypomina badania Teda, który zajmuje się komunikacją za pomocą substancji lotnych. Jednak w naszych badaniach skupiamy się raczej na długich łańcuchach węglowych lub większych cząsteczkach. Mogą one w pewnym sensie powlekać cały ogród grzybowy, ponieważ naszym zdaniem ta komunikacja wymaga bardziej ukierunkowanej sygnalizacji. Mogą to być różne komunikaty, np. o nadmiarze białka w danym miejscu i potrzebie węglowodanów.
00:30:04:04 - 00:30:16:19
Jonathan Shik
Albo o obecności szkodliwych substancji roślinnych. Abo informacja, że w uprawie pojawił patogen. Wówczas pojawiłaby się informacja, że należy go usunąć z ogrodu. Myślę więc, że w tym kontekście substancje lotne stanowią sygnał o zbyt szerokim zakresie interpretacji.
00:30:16:21 - 00:30:20:07
Abigail Acton
Rozumiem. To musi być coś bardziej konkretnego i niepozostawiającego wątpliwości, jak klepnięcie w ramię.
00:30:20:09 - 00:30:21:20
Jonathan Shik
Dokładnie. Jak najbardziej.
00:30:21:22 - 00:30:30:15
Abigail Acton
Czyż to nie wspaniałe? Genialny temat. Jestem pod prawdziwym wrażeniem. Doskonale. Dziękuję za to wyjaśnienie. Jonathanie. Czy ktoś ma jakieś pytania? Proszę bardzo, Prosimy, Danielu.
00:30:30:20 - 00:30:51:22
Daniel Robert
Myślę, że Jonathan przedstawił wspaniały materiał. Również miałem okazję obserwować te zachowania w terenie. I uważam je za niezwykłe. Choć nie pracuję nad nimi bezpośrednio, moim zdaniem oferują niesamowite możliwości badawcze. Zarodniki grzybów są wszędzie, więc mogę sobie wyobrazić, jak mrówki żerują na drzewach i natrafiają na nie. Potem muszą przenosić te zarodniki wraz z liśćmi.
00:30:51:24 - 00:31:08:10
Daniel Robert
Zastanawiam się więc, czy są jakieś dowody na to, że mrówki dokonują selekcji liści lub czyszczą je, aby zapobiec przypadkowemu zawleczeniu do gniazda jakiegoś patogenu zagrażającego grzybowi? Jak się okazuje, różne grzyby nie są dla siebie zbyt łaskawe. Jak w takim razie mrówki chronią swój „ogród” przed tego typu zagrożeniem?
00:31:08:12 - 00:31:29:01
Jonathan Shik
To naprawdę dobre pytanie. Okazuje się, że mrówki stosują wiele różnych rozwiązań, w zależności od gatunku. Wykazano jednak, że w liściach wielu roślin znajdują się tak zwane grzyby endofityczne, czyli grzyby, które żyją w nich w ukryciu przez całe życie. Niektóre z endofitów mogą wytwarzać związki, których grzyb nie toleruje.
00:31:29:03 - 00:31:55:09
Jonathan Shik
Z kolei z innych badań wynika, że mrówki mogą w drodze selekcji odrzucać liście, w których żyją konkretne szkodliwe grzyby. Co ciekawe, mrówki wytwarzają też różnego rodzaju substancje chemiczne, których zadaniem jest ochrona grzyba przed patogenami, takimi jak chorobotwórcze grzyby czy bakterie. Ponadto na swoich ciałach posiadają też bakterie, które wytwarzają związki przeciwgrzybicze i przeciwbakteryjne, które również mogą pełnić funkcję ochronną przed tym naprawdę szkodliwym grzybem z rodzaju Escovopsis.
00:31:55:09 - 00:32:05:24
Jonathan Shik
To naprawdę duże zagrożenie dla ogrodu grzybowego prowadzonego przez mrówki. Jak widać, jest to bardzo złożona sieć zależności – symbioza różnych organizmów, chroniących i broniących.
00:32:06:03 - 00:32:09:06
Abigail Acton
A także próbujących obejść te zabezpieczenia. Jak najbardziej.
00:32:09:08 - 00:32:26:10
Jonathan Shik
Kolejną ciekawostką jest fakt, że jeśli wykopiemy dołek o głębokości około pół metra, znajdziemy tam komorę, w której gleba wydaje się bardzo zanieczyszczona. Jednak grzyb i wszystko wokół niego jest niezwykle czyste, odseparowane od korzeni itp. I można zobaczyć, jak mrówki nieustannie czyszczą i krzątają się wokół swojego grzyba.
00:32:26:12 - 00:32:35:09
Abigail Acton
Ewidentnie są bardzo gorliwymi rolnikami. Za co niezmiernie dziękuję. Chciałabym też podziękować wam wszystkim za niezwykle interesujące historie. Rozmowa z wami była prawdziwą przyjemnością. Dziękuję, że poświęciliście nam swój czas.
00:32:35:13 - 00:32:36:11
Jonathan Shik
Dziękuję za to wyjaśnienie.
00:32:36:11 - 00:32:38:17
Daniel Robert
Za co niezmiernie dziękuję. Dziękuję wszystkim. Do zobaczenia.
00:32:38:17 - 00:32:39:00
Ted Turlings
Do usłyszenia.
00:32:39:01 - 00:33:02:04
Abigail Acton
Do widzenia. Jeśli spodobał ci się dzisiejszy fascynujący odcinek poświęcony ukrytym światom, nad którymi być może nikt z nas wcześniej się nie zastanawiał, obserwuj nas w serwisach Spotify i Apple Podcasts. Zapraszamy także na stronę główną podcastu pod adresem cordis.europa.eu/pl, gdzie znajdziesz wiele równie inspirujących odcinków naszego podcastu. Zachęcam też do zasubskrybowania naszego podcastu – dzięki temu nie ominą cię informacje na temat najciekawszych badań naukowych finansowanych przez UE.
00:33:02:06 - 00:33:22:12
Abigail Acton
Jeśli będziesz kiedyś rozmawiać z kimś o swoich ulubionych podcastach, być może wspomnisz o CORDIScovery? Dotychczas rozmawialiśmy między innymi o tym, jak badania MRI pawianów mogą nam pomóc w zrozumieniu rozwoju języka, a także o tym, w jaki sposób można by zbierać próbki maleńkich asteroid oddalonych od Ziemi o miliony kilometrów. Zapraszamy do przesłuchania pozostałych odcinków – z pewnością znajdziesz w nich coś, co pobudzi twoją ciekawość.
00:33:22:18 - 00:33:44:21
Abigail Acton
Zajrzyj na stronę serwisu Cordis, gdzie znajdziesz artykuły i wywiady, a także analizy i wyniki badań dotyczących wielu dziedzin i zagadnień – od barw strukturalnych po dynamikę konstrukcji. Z pewnością znajdziesz tam coś, co cię zainteresuje! Zajrzyj na nasz portal i poznaj badania, które zmieniają świat. Czekamy także na wiadomości, informacje i opinie. Możesz skontaktować się z nami pod adresem editorial@cordis.europa.eu.
00:33:44:22 - 00:33:46:06
Abigail Acton
Do usłyszenia!
Abigail Acton
Zapraszamy do podcastu CORDIScovery! Dzień dobry i zapraszam do wysłuchania nowego odcinka podcastu CORDIScovery! Z tej strony Abigail Acton. Czy wiesz, że kiedy antylopa obgryza liście z akacji, drzewo zaczyna wydzielać etylen, działający jak sygnał ostrzegawczy dla innych akacji w pobliżu? Gaz może wędrować na odległość nawet 45 metrów. W ciągu pół godziny drzewa, które odbiorą ów sygnał, pokrywają swoje liście taninami o bardzo gorzkim smaku, aby zniechęcić antylopy do jedzenia.
00:00:40:01 - 00:01:00:07
Abigail Acton
Zjedzone w dużej ilości taniny mogą prowadzić nawet do śmierci. Większość ludzi skupia się na tym, co może zobaczyć, dotknąć, poczuć lub usłyszeć. Słyszymy siebie nawzajem. Wiemy też, że szczekanie psa to pewien rodzaj komunikacji, jednak nie zdajemy sobie sprawy, że wokół nas zachodzi ogrom różnych interakcji, których nie jesteśmy w stanie dostrzec. Zastanówmy się nad tym jeszcze raz.
00:01:00:09 - 00:01:27:12
Abigail Acton
Mrówki tnące liście z wielkim pietyzmem podchodzą do swojej hodowli grzybów, z kolei trzmiele wyczuwają niewielkie napięcie wytwarzane przez kwiaty. Wszystko to składa się na niezwykle bogate, choć ukryte życie toczące się wokół nas. I być może potrafimy działać w ramach tej połączonej sieci. Skoro rośliny zbożowe wydzielają gazy ostrzegawcze podczas inwazji przez szkodniki, to może moglibyśmy wykorzystać ten fakt na przykład do bardziej ukierunkowanego stosowania pestycydów?
00:01:27:14 - 00:01:51:06
Abigail Acton
Witamy w tym odcinku podcastu CORDIScovery, w którym wraz Danielem Robertem, profesorem bionanonauki w Szkole Nauk Biologicznych Uniwersytetu Bristolskiego w Zjednoczonym Królestwie, będziemy odkrywać niedostrzegalną złożoność świata. Daniel bada, w jaki sposób owady reagują na słabe ładunki elektrostatyczne, co jest formą interakcji między roślinami a ich zapylaczami, jakiej wcześniej naukowcy nawet nie podejrzewali. Dzień dobry, Danielu.
00:01:51:09 - 00:01:52:21
Daniel Robert
Dzień dobry. Dziękuję za zaproszenie.
00:01:52:23 - 00:02:11:20
Abigail Acton
Dziękuję za przybycie. Ted Turlings pracuje na szwajcarskim Uniwersytecie w Neuchâtel, gdzie jest profesorem ekologii chemicznej. Turlings i jego zespół wierzą, że dzięki wyjaśnieniu, w jaki sposób rośliny bronią się przed atakami owadów i jak przebiegała ewolucja wyspecjalizowanych owadów, możliwe będzie stworzenie nowych, zrównoważonych metod zwalczania szkodników. Dzień dobry, Ted.
00:02:11:22 - 00:02:12:24
Ted Turlings
Witam, cieszę się, że mogę tu gościć.
00:02:13:05 - 00:02:28:11
Abigail Acton
Dziękuję za przybycie. Kolejnym gościem jest Jonathan Shik, profesor nadzwyczajny ekologii i ewolucji na Uniwersytecie Kopenhaskim w Danii. Jest on szczególnie zainteresowany mrówkami, ich współistnieniem z innymi gatunkami i ich sposobami na przetrwanie w różnych środowiskach dotkniętych zmianą klimatu. Dzień dobry, Jonathanie.
00:02:28:13 - 00:02:29:18
Jonathan Shik
Dzień dobry. Dziękuję za zaproszenie.
00:02:29:22 - 00:02:49:19
Abigail Acton
Miło mi cię gościć. Pozwól, że zacznę od ciebie, Danielu. Projekt ElectroBee umożliwił analizę pierwszego zaobserwowanego przez nas przypadku odbioru sygnału elektrycznego w ośrodku nieprzewodzącym: zdolność trzmieli do wykrywania i zapamiętywania słabych pól elektrycznych, które powstają po zbliżeniu się do kwiatu. Danielu, czy możesz nam zdradzić nieco więcej na temat tego, czym właściwie jest zmysł elektryczny?
00:02:49:24 - 00:03:25:04
Daniel Robert
Z przyjemnością. Zmysł elektryczny (elektrorecepcja) to zdolność organizmów do wykrywania pól i wszystkich ładunków elektrycznych. Od dobrych 60 lat jest on przedmiotem badań w odniesieniu do kręgowców wodnych, głównie rekinów i płaszczek, które żyją w wodzie, a więc w środowisku przewodzącym. Zatem mechanizmy tego zjawiska są całkiem dobrze poznane. Jednak nigdy nie badano ich w środowisku nieprzewodzącym, takim jak powietrze, w którym – jak wiadomo – żyje większość gatunków, w tym ogromna liczba stawonogów.
00:03:25:06 - 00:03:31:22
Daniel Robert
Podjęliśmy więc to drobne wyzwanie, by sprawdzić, czy skoro zjawisko to istnieje w wodzie, to być może istnieje też w powietrzu.
00:03:31:24 - 00:03:40:02
Abigail Acton
To fascynujące. Genialny temat. A jak wyglądały badania, które pozwoliły ustalić, czy to faktycznie ma miejsce? Czy mógłbyś opowiedzieć nieco więcej o doświadczeniach przeprowadzonych w ramach projektu ElectroBee?
00:03:40:07 - 00:04:06:00
Daniel Robert
Po raz pierwszy zauważyliśmy, że zmysł elektryczny może tu odgrywać rolę, kiedy oglądaliśmy filmy na ten temat na YouTube, po czym postanowiliśmy odtworzyć to w laboratorium, gdzie obserwowaliśmy – w sensie dosłownym – jak pyłek przeskakuje z kwiatów na pszczoły. Co więcej, w naszym zespole mieliśmy studentów z różnych dyscyplin. Wśród nich byli między innymi fizycy i biolodzy. I kiedy tak obserwowaliśmy ten proces, jeden z fizyków zwrócił naszą uwagę na fakt, że pyłek nie opada.
00:04:06:00 - 00:04:30:01
Daniel Robert
Nie opada on przypadkowo. Przeciwnie, porusza się prosto. Jego ruch jest zgodny z tą regularną krzywą, którą widzimy na filmie, co wskazuje na obecność pola elektrycznego. Wtedy pomyśleliśmy, że skoro cała materia we Wszechświecie jest naładowana, nie tylko na Ziemi, musimy zbadać interakcje między pszczołami a kwiatami, wykorzystujące ładunki elektrostatyczne.
00:04:30:03 - 00:04:51:04
Daniel Robert
Przeprowadziliśmy więc doświadczenia na pszczołach, które polegały na zaoferowaniu im wyboru między określonymi rodzajami kwiatów. W tym celu umieściliśmy w laboratorium dwa kwiaty, z których jeden był sztuczny, ale posiadał ładunek elektryczny i odrobinę cukru, z kolei drugi nie posiadał ani ładunku, ani cukru. W ten sposób chcieliśmy sprawdzić, czy pszczoły potrafią się uczyć i czy są one w stanie poznać różnicę między dwoma kwiatami.
00:04:51:06 - 00:04:56:05
Daniel Robert
Ku naszemu ogromnemu zaskoczeniu okazało się, że faktycznie potrafiły je od siebie odróżnić.
00:04:56:11 - 00:05:13:13
Abigail Acton
Absolutnie wspaniałe. Ale w jaki sposób mogliście to stwierdzić? Co najważniejsze, w jaki sposób zmierzyliście napięcie elektrostatyczne wydzielane przez rośliny? Wyobrażam sobie, że podobna sytuacja zachodzi, gdy staniemy w pobliżu telewizora kineskopowego. Jeśli jeszcze ktoś je pamięta. W tym momencie trochę zdradzam swój wiek, ale faktem jest, że działało to w ten sposób, że podnosiły się włoski na przedramieniu.
00:05:13:13 - 00:05:17:24
Abigail Acton
Albo kiedy podczas urodzin dzieci pocierają balonem o głowę. Czy tu chodzi właśnie o ten rodzaj naładowania elektrostatycznego?
00:05:18:03 - 00:05:20:19
Daniel Robert
Dokładnie tak. Są to bardzo słabe pola elektryczne.
00:05:20:19 - 00:05:33:00
Abigail Acton
Oczywiście. Nie tylko słabe, ale i niewidoczne pola. Opowiedz więcej o tym, jak udało wam się zmierzyć ilość ładunku zgromadzonego na kwiatach. Powiedziałeś też, że pszczoły się uczą. Jak to wygląda w rzeczywistości? Jak udało wam się dowieść w drodze badań, że pszczoła się uczy?
00:05:33:00 - 00:06:06:15
Daniel Robert
Jednym z wyzwań było oczywiście zaobserwowanie i zmierzenie tych pól. Ale mimo że są one bardzo słabe, można je zmierzyć. Problem polega jednak na tym, że nie istnieje żaden odpowiednik kamery czy mikrofonu, za pomocą którego można wykonać taki pomiar. Na szczęście możliwe jest określenie wpływu pola na dany obiekt. Tak więc chcąc przyspieszyć prace, stwierdziliśmy, że stworzymy dla trzmieli różne pola elektryczne i sprawimy, by na zasadzie uczenia asocjacyjnego owady nauczyły się, gdzie najprawdopodobniej znajduje się źródło cukru.
00:06:06:17 - 00:06:29:24
Daniel Robert
Kiedy konkretny kwiat wytwarza pole elektryczne, na podstawie zachowania pszczół możemy stwierdzić, czy dane pole jest przez nie wyczuwalne. Oczywiście, w doświadczeniu kontrolnym usunęliśmy wszystkie elementy z tej konkretnej przestrzeni, po której poruszały się pszczoły. A więc wyłączyliśmy wszystkie pola elektryczne, aby zobaczyć, czy trzmiele nauczyły się znajdować źródło cukru w obecności pola.
00:06:30:01 - 00:06:44:18
Daniel Robert
Okazało się, że w przypadku braku pola trzmiele nie były w stanie znaleźć źródła cukru, mimo że o nich wiedziały. Zaletą badania pszczół jest to, że można je uczyć określonych zadań, a następnie przetestować, czy to zapamiętają, np. czy nadal potrafią znaleźć źródło swojego przysmaku, czyli cukru.
00:06:44:22 - 00:06:46:07
Daniel Robert
Tak właśnie przeprowadziliśmy nasze badania.
00:06:46:09 - 00:06:52:18
Abigail Acton
Absolutnie wspaniałe. Jak rozumiem, jednym z elementów badania były przeloty trzmieli przez obręcze. Czy mógłbyś wyjaśnić, dlaczego skłoniłeś trzmiele do latania przez obręcze?
00:06:52:23 - 00:07:17:16
Daniel Robert
Z przyjemnością. Ponieważ chcieliśmy wykazać w sposób ilościowy rodzaj ładunku na pszczołach. W latach 70. i 80. ubiegłego wieku naukowcy stwierdzili, że pszczoły są naładowane dodatnio. Na tej podstawie wywnioskowaliśmy, że rzeczywiście między kwiatem a pszczołą będzie zachodzić interakcja elektrostatyczna, taka jak w przypadku pocierania balonu, o czym wcześniej wspomniałaś. Zatem jednym ze sposobów bezkontaktowego pomiaru pola elektrycznego lub ładunku elektrostatycznego jest wykorzystanie miedzianej obręczy czy pierścienia.
00:07:17:20 - 00:07:40:01
Daniel Robert
Mieliśmy też możliwość nauczenia trzmieli przelatywania przez obręcze. W zasadzie musieliśmy to zrobić. To była świetna zabawa. Gdy pszczoła, niosąca ładunek elektryczny, przelatuje przez obręcz, indukuje niewielki prąd. Dzięki mierzeniu jego wartości wewnątrz jednostki grodzącej, jak ją nazywamy, mamy pewność, że trzmiele dostarczają ładunek w kierunku kwiatu.
00:07:40:03 - 00:07:59:21
Daniel Robert
Ale oczywiście pomiary dotyczyły również reakcji kwiatów na ten ładunek. Interakcje te nazywamy technicznym terminem „ładowania lustrzanego”. W praktyce wygląda to tak, że jeśli w kierunku kwiatu posłanych zostanie przykładowo pięć ładunków, wówczas kwiat zbierze pięć ładunków ujemnych. Jeśli więc nie będzie kwiatu, wówczas zajdzie interakcja typu plus-minus.
00:07:59:22 - 00:08:05:04
Daniel Robert
I będzie to bierne czekanie. W rzeczywistości między pszczołami a kwiatami toczy się swego rodzaju elektrostatyczny mecz tenisa. Niezwykłe.
00:08:05:04 - 00:08:11:01
Abigail Acton
Ewidentnie mamy tu do czynienia z bezpośrednią interakcją. Wspaniale. Ale w jakim celu? Jakie są z tego korzyści?
00:08:11:04 - 00:08:39:04
Daniel Robert
To było nasze podstawowe pytanie. Nie wystarczy przecież zaobserwować, że pyłek przeskakuje z kwiatów do pszczoły. Nie było to nic odkrywczego, ponieważ zauważył to już Arystoteles. To znaczy od niego pochodzi pierwsza relacja na ten temat. Z kolei to, co nas interesowało, to fakt, że podczas interakcji pszczół z kwiatami zmienia się potencjał elektryczny kwiatu, jako skutek wizyty trzmiela czy pszczoły. Na tej podstawie wysnuliśmy koncepcję, że być może tu chodzi nie tylko o samą interakcję, ale także o to, że pszczoła ma jej świadomość.
00:08:39:06 - 00:09:18:23
Daniel Robert
I to było najważniejsze pytanie. Czy pszczoły wiedzą o obecności pól elektrycznych? A co za tym idzie – czy są w stanie wiedzieć, że dany kwiat zmienia swój potencjał elektryczny, w związku z czym kiedy lecą przez łąkę, „widzą”, że kwiaty nie są jednakowo naładowane elektrycznie? Z naszych badań laboratoryjnych wynika, że jeśli kwiaty odwiedzone przez pszczoły posiadają inne pole elektryczne lub inne właściwości elektrostatyczne, to jest to dla pszczół informacja, że dany kwiat jest bardziej dojrzały, jeśli chodzi o ilość nektaru lub pyłku. Dzięki temu są w stanie określić, czy ich praca związana z jego zbieraniem jest warta urobku, a trzeba pamiętać, że pszczoły nie marnują swojego czasu.
00:09:19:01 - 00:09:29:23
Daniel Robert
Wykazaliśmy w ten sposób, że pszczoły z łatwością zauważają, które spośród wielu kwiatów wykazują inny potencjał, i wówczas starają się ich unikać, jednak wracają do nich po pewnym czasie.
00:09:30:00 - 00:09:46:03
Abigail Acton
To naprawdę fascynujące. To naprawdę fascynujące. I tak sobie myślę, że musiałeś wziąć pod uwagę także inne owady. Mam na myśli np. zapylacze prowadzące nocny tryb życia, które poruszają się przy pomocy zmysłów wykraczających poza zmysł wzroku i postrzeganie barw, takie jak pewne gatunki ćmy itp.? Czy nocne zapylacze też wykorzystują to zjawisko?
00:09:46:03 - 00:10:16:00
Daniel Robert
Z przyjemnością. Ale badania na ten temat są bardzo rzadkie. W ramach projektu ElectroBee poszerzyliśmy zakres, tak by sprawdzić to zjawisko w kontekście innych zapylaczy. Oczywiście nie twierdzę, że wszystkie owady i wszystkie kwiaty zachowują się tak samo. Zdajemy sobie sprawę, że istnieje ogromna różnorodność, ale udało nam się ustalić, że niektóre ćmy są również elektrycznie naładowane, podczas gdy inne, takie jak ćmy z rodziny zawisaków, których tempo lotu jest bardzo szybkie i które są bardzo efektywne, w rzeczywistości nie są aż tak bardzo naładowane.
00:10:16:02 - 00:10:37:15
Daniel Robert
Mamy więc tu do czynienia z czymś zupełnie innym. Niektóre gatunki stosują też rozmaite sztuczki. Naszym zdaniem jest to coś, co kwiaty są zmuszone robić, aby przyciągnąć zapylacze. Z tego względu kuszą pięknym zapachem, zachęcającymi kolorami, ładnym wyglądem. Do tego należy dodać, że muszą one wytwarzać też bardzo „atrakcyjne” pole elektryczne.
00:10:37:15 - 00:10:39:24
Daniel Robert
Choć z pozoru może się to nam wydawać dziwne.
00:10:40:01 - 00:10:52:05
Abigail Acton
To brzmi wspaniale. To cały, ukryty przed naszymi oczami świat, prawda? I niezwykle złożony. Danielu, czy oprócz interakcji między zapylaczami a pyłkiem znasz jakieś inne przykłady? Takie jak oddziaływania między drapieżnikiem a ofiarą.
00:10:52:08 - 00:11:17:18
Daniel Robert
Zdecydowanie. Chociaż skupiliśmy się na zapylaniu, ponieważ to właśnie na jego przykładzie po raz pierwszy zaobserwowaliśmy to zjawisko, pod uwagę braliśmy też inne konteksty. Dlatego rozszerzyliśmy nieco swoje poszukiwania. Jeden z moich studentów, Sam England, zdołał za pomocą systemu obręczy, o którym wspomniałem, zarejestrować pole elektryczne drapieżnych os, takich jak osa pospolita oraz jeden z gatunków osy z Kostaryki. W tym celu obręcze były umieszczane przed wlotem do gniazda os.
00:11:17:22 - 00:11:36:11
Daniel Robert
Przyznaję, że wymagało to nie lada odwagi. Dzięki temu mogliśmy ustalić obecność ładunku elektrostatycznego. Następnie wykonane zostały pomiary w odniesieniu do gąsienic, co pokazało, że w przypadku nadlatywania osy gąsienice zazwyczaj stosują taktyki obronne. Dzieje się tak również w przypadku wytworzenia pola elektrycznego imitującego lot osy.
00:11:36:11 - 00:11:56:13
Daniel Robert
Wszystko mogło być rejestrowane za pomocą elektrod. Jeśli pomimo braku obecności os odtworzymy taki sam sygnał elektryczny w powietrzu, nieprzewodzącym środowisku dla gąsienic, gąsienice i tak pozostaną w trybie obronnym – zaczną się wić i spadać z liści. Jak widać, ich zachowania są mniej lub bardziej dramatyczne.
00:11:56:13 - 00:12:21:16
Daniel Robert
Jak sądzimy, gąsienice są świadome obecności swoich drapieżników właśnie za pośrednictwem pola elektrycznego, które powstaje między nimi a drapieżnikiem. Nie mogę jednak powiedzieć, że to dotyczy wszystkich gąsienic i wszystkich gatunków os. Natomiast na podstawie obserwacji co najmniej trzech przykładów, między innymi w strefie tropikalnej, możemy stwierdzić, że odkryliśmy nowy kanał „komunikacji” między ofiarą a drapieżnikiem.
00:12:21:19 - 00:12:38:16
Abigail Acton
To po prostu niezwykłe. Moim skromnym zdaniem. Dlatego kocham te podcasty. Bardzo często mam wrażenie, że jest w nas za dużo arogancji. Zawsze wydaje nam się, że wiemy absolutnie wszystko, a kiedy zaglądamy głębiej, nagle naszym oczom ukazuje się cały nieznany świat, którego wcześniej w ogóle nie braliśmy pod uwagę. Dziękuję ci serdecznie za rozmowę.
00:12:38:16 - 00:12:43:01
Abigail Acton
To było naprawdę fascynujące. Czy ktoś ma jakieś pytania do Daniela? Proszę bardzo, Ted. Prosimy.
00:12:43:14 - 00:13:03:00
Ted Turlings
Danielu, wyjaśniłeś nam, jak za pomocą wyczuwania ładunku elektrycznego kwiatów trzmiele potrafią określić, które kwiaty oferują im najwięcej pyłku lub nektaru. Czy nie daje to kwiatom możliwości oszukiwania, a co za tym idzie manipulowania swoim polem elektrycznym?
00:13:03:05 - 00:13:14:05
Abigail Acton
Przepraszam, że wejdę w słowo, ale moim zdaniem to genialne pytanie. Również się nad tym zastanawiałam. Czy np. osy mogą się jakoś maskować i czy w przyrodzie mamy do czynienia ze swego rodzaju grą? Jak się domyślam, te zjawiska istnieją w przyrodzie od tysiącleci.
00:13:14:07 - 00:13:51:09
Daniel Robert
Myślę, że tak. To doskonałe pytanie. Wiemy bowiem, że jeśli chodzi o sygnały przesyłane między różnymi organizmami, mogą być one tak różne, jak różne są rośliny, osy czy gąsienice. Na pewno możliwe jest wyolbrzymianie cech, ale także ukrywanie prawdy. Według nas raczej nie będą oszukiwać kwiaty, które czerpią korzyści ze zjawiska zwanego wiernością kwiatową, oznaczającą przenoszenie pyłku między roślinami tego samego gatunku, gdzie seryjne owady zapylające faktycznie trzymają się jednego gatunku kwiatu każdego dnia.
00:13:51:10 - 00:14:12:16
Daniel Robert
Istnieją jednak inne kwiaty, które mają bardziej efemeryczny charakter, którymi trzeba lekko potrząsnąć lub które są samopylne. Są też inne możliwości, np. w przypadku, gdy pyłek ma znacznie wyższą specyficzność i może być przenoszony w inne miejsce, a później ponownie zebrany. Odpowiadając na pytanie Teda, to faktem jest, że niektóre kwiaty mogą reagować w inny sposób.
00:14:12:20 - 00:14:28:05
Daniel Robert
Niestety, nie znaleźliśmy jeszcze żadnego przykładu, ale możemy przypuszczać, że tak jest. Być może pole elektryczne jest po prostu używane do przyciągania i naśladowania atrakcyjnych kwiatów. Jakby oprócz ładnego koloru i zachęcającego zapachu kwiaty miały także „smakowite” pole elektryczne. Można tak to opisać.
00:14:28:09 - 00:14:48:13
Abigail Acton
Brzmi wspaniale. Dziękuję ci serdecznie za rozmowę. To było genialne. Teraz kolej na Teda. Powiem szczerze, że zaczynam trochę współczuć gąsienicom. A dlaczego, nasi słuchacze już niedługo się dowiedzą. W ramach twojego projektu, AGRISCENTS, powstał nowatorski czujnik, który umożliwia wykrycie wydzielanych przez roślinę zapachów sygnalizujących, że jest atakowana.
00:14:48:15 - 00:14:53:15
Abigail Acton
Co spowodowało, że zająłeś się rolą substancji lotnych w oddziaływaniach biotycznych? Opowiedz nam, proszę.
00:14:53:17 - 00:15:13:24
Ted Turlings
Cóż, to zainteresowanie sięga czasów, gdy zaczynałem studia doktoranckie na Uniwersytecie Florydy. Moim zadaniem było dowiedzieć się, w jaki sposób pasożytnicze osy – podobne do os opisywanych przez Daniela – które żerują na gąsienicach, znajdują swoje ofiary i składają w nich jaja.
00:15:14:01 - 00:15:45:20
Ted Turlings
Po przeprowadzeniu wstępnych badań behawioralnych odkryłem, że w poszukiwaniu gąsienic osy kierują się zapachem roślin, na których gąsienice żerują. Następnie wykonaliśmy bardziej szczegółowe badania. Wówczas odkryliśmy, że w odpowiedzi na atak gąsienic rośliny wytwarzają bardzo specyficzny zapach, który następnie przyciąga osy. Co jest ogromnie fascynujące, nie chodzi tu o reakcję jedynie na mechaniczne uszkodzenia powodowane przez gąsienice, ale również skład ich wydzieliny z otworów gębowych.
00:15:45:21 - 00:15:59:05
Ted Turlings
Po rozpoznaniu obecności gąsienic rośliny zaczynają syntetyzować nowe i lotne związki, które są następnie przez nie wydzielane. I właśnie lotne substancje tej rośliny przyciągają osy.
00:15:59:09 - 00:16:12:21
Abigail Acton
To niewiarygodne. Brzmi fantastycznie. Czy możesz powiedzieć nam coś więcej na temat tych badań? Domyślam się, że przeprowadzone doświadczenia uwzględniały sytuacje, w których rośliny nie były uszkadzane przez gąsienicę, ale osy się pojawiały. Czy mógłbyś opowiedzieć nieco więcej o swoich doświadczeniach?
00:16:13:02 - 00:16:42:12
Ted Turlings
Jak najbardziej. W kolejnych badaniach faktycznie dowiedliśmy, że w tym procesie bardzo ważną rolę pełnią wydzieliny z otworu gębowego. Polegało to na tym, że sami mechanicznie uszkadzaliśmy rośliny, co pozwoliło nam ustalić, że jeśli na uszkodzonych obszarach nie pojawi się substancja wydzielana przez gąsienice, ilość emitowanych substancji lotnych jest dużo, dużo niższa. Ponadto roślina w ogóle nie wytworzyła kilku związków, które są zwykle wydzielane w odpowiedzi na atak gąsienic. W ten sposób udowodniliśmy znaczenie wydzieliny z otworu gębowego gąsienic.
00:16:42:12 - 00:17:03:00
Ted Turlings
Następnie opracowaliśmy próbę biologiczną, która umożliwiła nawet na inkubację roślin. Ponadto wykorzystaliśmy kukurydzę, której liście odcinaliśmy przy łodydze, a następnie umieszczaliśmy w roztworze, który zawierał lub nie zawierał wydzieliny gąsienic. W kolejnym kroku udało nam się zaobserwować ogromną różnicę pod względem substancji lotnych, nawet jeśli przez kilka godzin liście nie były uszkadzane. Jak najbardziej.
00:17:03:02 - 00:17:13:23
Abigail Acton
To niezwykle interesujące. Zdecydowanie. Mam jednak pytanie o to, czy masz jakiś pomysł na zastosowanie tej wiedzy w praktyce.
00:17:14:03 - 00:17:39:16
Ted Turlings
Tak, to jest właśnie cel projektu AGRISCENTS. Jest on poświęcony badaniu możliwości zastosowania tego odkrycia. Zamierzaliśmy sprawdzić, czy skoro osy są w stanie rozpoznać rośliny doświadczające inwazji gąsienic, to czy my również będziemy mogli znaleźć na to sposób. A w przypadku wystarczająco specyficznego zapachu można by nawet wykryć, jaki konkretny owad żeruje na danej roślinie.
00:17:39:18 - 00:17:54:02
Ted Turlings
Istnieją subtelne różnice między poszczególnymi gatunkami gąsienic, ale także innymi owadami, a nawet patogenami, takimi jak bakterie i grzyby, wykrywanymi przez rośliny, pod względem tego, w jaki sposób wytwarzanie określonych zapachów jest inicjowane.
00:17:54:07 - 00:18:09:02
Abigail Acton
A czy te zapachy są systemowo wytwarzane w celach ochronnych, jak w przypadku wcześniej wspomnianych drapieżnych os? Czy raczej są po prostu wydzielane przez roślinę jako sygnały alarmowe, bez nadrzędnego celu? Czy może każda z nich ma swój cel?
00:18:09:06 - 00:18:32:01
Ted Turlings
Jak najbardziej. Niestety, trudno jest ustalić, jaka jest pierwotna funkcja, ale jak wspomniałaś na początku tego podcastu, może to być na przykład forma interakcji między roślinami. Jest to jedna z wielu możliwych funkcji. Nie lubię używać słowa „komunikacja”, bo równie dobrze może to być jedynie „podsłuchiwanie”.
00:18:32:01 - 00:18:40:20
Ted Turlings
Ujmę to w następujący sposób. Sąsiednie rośliny mogą wychwycić ten zapach, otrzymując w ten sposób ostrzeżenie o obecności gąsienic.
00:18:40:22 - 00:18:42:00
Abigail Acton
Lub o pojawieniu się innego problemu.
00:18:42:00 - 00:19:11:04
Ted Turlings
Można to nazwać problemem. Jak najbardziej. A następnie zaczynają same przygotowywać się do ewentualnego ataku. Mogą to zrobić również poprzez wzmocnienie swojej odpowiedzi w zakresie wytwarzania związków obronnych bądź zapachów w celu przyciągnięcia naturalnych wrogów roślinożerców. Przeprowadziliśmy sporo badań w tym obszarze i odkryliśmy, że patogeny i owady stymulują roślinę do wydzielania znacząco różnych zapachów, więc jako naukowcy mogliśmy na tym bazować w naszych dalszych działaniach.
00:19:11:04 - 00:19:34:18
Ted Turlings
Do tej pory przetestowaliśmy kilka czujników, które są w stanie wykrywać te zapachy w czasie rzeczywistym. Ostatecznym celem będzie zamontowanie tych czujników np. na łaziku, którego zadaniem będzie poruszanie się po polu kukurydzy, wychwytywanie zapachów poszczególnych roślin i przekazywanie rolnikom informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym, alarmując, gdzie wykryto problem.
00:19:34:18 - 00:19:45:11
Ted Turlings
Możemy sobie nawet wyobrazić, że ten sam łazik będzie wyposażony w środek umożliwiający eliminację szkodnika. I choć logicznym wyborem są pestycydy, rozważamy także inne rozwiązania.
00:19:45:17 - 00:19:46:16
Abigail Acton
Jakie na przykład?
00:19:46:22 - 00:20:05:11
Ted Turlings
Jedną z opcji jest wykorzystanie nicieni, maleńkich robaków, które są pasożytami owadów i uśmiercają je w ciągu 1-2 dni. Opracowaliśmy już preparat zawierający nicienie, który można wstrzykiwać bezpośrednio do środka kukurydzy zaatakowanej przez gąsienice. I to faktycznie działa.
00:20:05:15 - 00:20:23:08
Abigail Acton
Czyżby? Naprawdę to działa? To dobrze, bo muszę przyznać, że mam pewne doświadczenie z nicieniami z powodu inwazji ślimaków w moim ogrodzie tego lata, których nie mogłam się pozbyć. Mimo że zastosowałam nicienie dwa lub trzy razy, ślimakom to nie zaszkodziło. Mam więc nadzieję, że wasze nicienie są skuteczniejsze niż te, których ja użyłam.
00:20:23:08 - 00:20:40:08
Ted Turlings
Co ciekawe, w naszych badaniach wykorzystaliśmy także nicienie zwalczające ślimaki i okazało się, że działają one znacznie wolniej. I zanim wyeliminują ślimaki, może to potrwać od kilku tygodni do kilku miesięcy. Jednak w przypadku gąsienic – są one atakowane i zabijane w ciągu dwóch dni. Dobrze. Co więcej, skuteczność gwarantują zaledwie 1-2 nicienie.
00:20:40:11 - 00:20:51:09
Abigail Acton
Niezwykłe. Brzmi świetnie. Zatem informacja dla kolegów ogrodników: możecie nadal stosować nicienie do zwalczania ślimaków, mimo że nie zadziałają od razu. Dziękuję za to wyjaśnienie. Świetnie. Czy są jakieś pytania do Teda? Doskonale nam wszystko wyjaśnił. Za co niezmiernie dziękuję. Proszę bardzo, Prosimy, Danielu.
00:20:51:15 - 00:21:14:17
Daniel Robert
To naprawdę fascynujące. Zdecydowanie pozwala zrozumieć, czym zajmuje się Ted. Te ukryte aspekty życia, niezależnie od tego, czy nazwiemy to komunikacją czy podsłuchiwaniem. Myślę, że ostatecznie nie ma to większego znaczenia. Ta złożoność jest przeogromna. Moje pytanie dotyczy toksyczności gąsienic. Jak wiemy, podczas żerowania na roślinie wiele gąsienic staje się toksycznych, aby móc odstraszyć drapieżniki.
00:21:14:19 - 00:21:39:06
Daniel Robert
Czy istnieje związek między ich toksycznością, czy też ich „nieatrakcyjnością” jako potencjalny posiłek, a sposobem, w jaki wydzielają te różne substancje, ostatecznie prowadzące do ich zguby? Czy może prowadzą swego rodzaju podwójną grę, w której niektóre gąsienice są w stanie uniknąć zjedzenia i nadal odstraszać wszystko, co jest dla nich negatywne?
00:21:39:12 - 00:22:06:23
Ted Turlings
Zgadza się. Istnieją wyspecjalizowane owady, które są w stanie przechwytywać związki obronne roślin. I wytworzyły one mechanizmy umożliwiające detoksykację tych związków. Niedawno opublikowaliśmy artykuł na temat chrząszcza, którego larwy żerują na korzeniach, a dorosłe osobniki żywią się liśćmi. Te dorosłe osobniki są w stanie sekwestrować związki obronne z różnych roślin, w tym różne toksyny.
00:22:07:00 - 00:22:24:03
Ted Turlings
Do niedawna jeszcze nie wiedzieliśmy, że mogą one przechwytywać wiele różnych związków obronnych i przenosić je do swoich jaj, dzięki czemu są one chronione przed drapieżnikami. To kolejny fascynujący świat, ale różniący się w pewnym stopniu od oddziaływań związanych z komunikacją.
00:22:24:05 - 00:22:27:07
Abigail Acton
Cóż, ma to znaczenie, gdy rozważamy te kwestie jako interakcje, a nie komunikacja.
00:22:27:08 - 00:22:28:11
Ted Turlings
Dokładnie o to chodzi.
00:22:28:11 - 00:22:46:08
Abigail Acton
W rzeczywistości jest to sieć wzajemnych połączeń i oddziaływań. Szczerze mówiąc, to brzmi nadzwyczajnie. Naprawdę wspaniale. Genialny temat. Dziękuję bardzo za to pytanie. Jak również za odpowiedź. Jonathanie, przejdźmy teraz do twoich badań. Projekt ELEVATE poświęcony był interakcjom między mrówkami tnącymi liście a hodowanymi przez nie grzybami. Jak widać, wciąż poruszamy się po świecie różnych rodzajów symbiozy.
00:22:46:10 - 00:22:51:21
Abigail Acton
Mrówki tnące liście przypominają naszych rolników. Jednak nie jest to coś oczywistego. Dlatego chciałabym cię prosić, żebyś powiedział nam więcej na ten temat.
00:22:52:01 - 00:23:19:02
Jonathan Shik
Oczywiście. Każdy, kto ma okazję odwiedzić las deszczowy w Nowym Świecie, np. w Panamie czy Argentynie, może obserwować te ciągnące się autostrady z tysiącami pracujących mrówek. Należy to do najbardziej ikonicznych widoków w lesie deszczowym. Ich praca tak naprawdę polega na wspinaniu się na wierzchołki drzew i wycinaniu fragmentów liści z setek różnych gatunków, które następnie przenoszą do swojego gniazda gdzieś pod powierzchnią ziemi.
00:23:19:08 - 00:23:45:22
Jonathan Shik
I właśnie to, co dzieje się pod ziemią, najbardziej mnie interesuje. Okazuje się, że – tak jak wspomniałaś – mrówki to prawdziwi rolnicy. Rozprzestrzeniają swoje uprawy wertykalnie, z pokolenia na pokolenie, podobnie jak nasi rolnicy. Chronią plon przed wszelkiego rodzaju szkodnikami i patogenami. Tworzą pod ziemią optymalne warunki wzrostu grzybów, a następnie wykorzystują je jako źródło pożywienia. Grzyby przekształcają materię roślinną, której mrówki nie są w stanie strawić, w zoptymalizowany odżywczy pokarm, od którego zależy ich przetrwanie.
00:23:46:02 - 00:23:54:20
Abigail Acton
Dokładnie to mnie nurtowało. Dziękuję ci za wyjaśnienie. Jeśli mówimy o tworzeniu źródła pokarmu, czy oznacza to, że mrówki nie jedzą samego grzyba? A zamiast tego odżywiają się tym, co ten grzyb wytwarza?
00:23:54:20 - 00:24:03:05
Jonathan Shik
Rozwiewając twoje wątpliwości – mrówki zjadają grzyby. A właściwie jego bardzo wyspecjalizowane owoce, tak jak my jemy np. jabłka z udomowionych odmian jabłoni.
00:24:03:07 - 00:24:10:15
Abigail Acton
Dobrze. Oczywiście nie powoduje to uszkodzenia samej grzybni, w przeciwnym razie wyeliminowałyby źródło niezbędnego pokarmu.
00:24:10:17 - 00:24:26:22
Jonathan Shik
Dokładnie. Masz rację. To bardzo nietypowe dla grzyba, że staje się dostawcą pożywienia dla innego organizmu. Ale okazuje się, że w przyrodzie niektóre gatunki muszą od siebie zależeć, jeśli chcą przetrwać. Po prostu nie mogą bez siebie żyć. Z ewolucyjnego punktu widzenia najbardziej sensownie jest założyć, że grzyby dostarczają mrówkom określonych składników odżywczych.
00:24:27:00 - 00:24:37:20
Abigail Acton
Rozumiem. Dlatego nie powodują żadnej szkody. To rzeczywiście brzmi jak uprawa jabłek. Dobrze. To fascynujące. Pozwól, że zapytam, co w szczególności zwróciło twoją uwagę podczas prac nad projektem ELEVATE? Do jakich wniosków chciałeś dojść?
00:24:37:20 - 00:24:57:03
Jonathan Shik
Od zawsze fascynowały mnie mechanizmy działania kolonii mrówek. W pojedynkę każda mrówka nie jest zbyt inteligentna. Spędziłem dużo czasu, obserwując mrówki w lesie deszczowym, po prostu jak żerują, czy to na workach z odpadami, czy na ściółce z liści. Okazuje się, że jeśli odciśniesz ślad w ściółce, niektóre osobniki określonych gatunków zaczną wędrować przez wiele godzin bez celu – w kółko.
00:24:57:05 - 00:25:26:11
Jonathan Shik
A z drugiej strony, mrówki-rolnicy w jakiś sposób potrafią zarządzać niezwykle złożonymi, zaawansowanymi systemami rolniczymi. Zastanawiałem się więc, w czym tkwi wyjaśnienie. Dlatego w swoich badaniach koncentrowałem się głównie na odżywianiu i komunikacji mrówek z grzybami. Oczywiste jest, że ludzie uprawiający rośliny dokładnie wiedzą, jakich składników odżywczych potrzebują ich uprawy. Zatem pytanie zawarte w moim wniosku o grant brzmiało: skąd mrówki wiedzą, które mieszanki składników odżywczych dają najlepsze plony oraz w jaki sposób potrafią to wykryć?
00:25:26:11 - 00:25:32:17
Jonathan Shik
Idąc dalej – czy mogą one podejmować złożone decyzje dotyczące odżywiania, tak by zoptymalizować produktywność swoich upraw?
00:25:32:19 - 00:25:39:06
Abigail Acton
Zauważyłam też, że innym interesującym cię tematem są zmiany warunków klimatycznych. Tak więc wszystko zależy od danego kontekstu.
00:25:39:09 - 00:26:02:17
Jonathan Shik
Tak, to prawda. Te mrówki można spotkać na obszarze rozciągającym się od południowego New Jersey – wśród nich różne gatunki, niekoniecznie mrówki tnące liście, jako że jest to faktycznie dość zróżnicowana linia spokrewnionych ze sobą mrówek-rolników – aż do Argentyny. Więc klimat występujący na tym obszarze obejmuje cały zakres warunków, od lasu deszczowego, przez pustynię, aż po obszary trawiaste. Mrówki muszą więc przystosować swoje uprawy do zróżnicowanych wymogów poszczególnych siedlisk.
00:26:02:19 - 00:26:16:08
Jonathan Shik
Ponadto, inaczej niż ludzie, którzy zajmują się rolnictwem dopiero od około 10 000 lat, mrówki prowadzą swoje „gospodarstwa” już od około 60 milionów lat. Stąd ważne dla mnie było sprawdzenie, jak udało im się przetrwać w tych zmiennych warunkach. W tym celu zająłem się zagadnieniem zmiany klimatu.
00:26:16:11 - 00:26:27:13
Abigail Acton
Rozumiem. Jak to się stało, że zacząłeś badania nad mrówkami tnącymi liście? Wiem na przykład, że udałeś się w tym celu do Panamy. Czy możesz przybliżyć nam niektóre doświadczenia przeprowadzone w panamskim lesie deszczowym? Musiało to być niezwykle trudne środowisko.
00:26:27:15 - 00:26:50:11
Jonathan Shik
Nasze prace realizowane były niedaleko Kanału Panamskiego, w Instytucie Badań Tropikalnych Smithsona (STRI). Muszę przyznać, że jest to piękny las. Mimo że po Kanale Panamskim pływają ogromne kontenerowce, mogliśmy w spokoju zagłębić się w szczegółowe badanie mrówek buszujących w ściółce. Niektóre z naszych doświadczeń polegały na tym, że wykradaliśmy mrówkom niesione przez nie kawałki liści, żeby je badać, pozwalając owadom pracować dalej.
00:26:50:13 - 00:27:09:07
Jonathan Shik
Następnie cały ten materiał roślinny poddaliśmy analizie pod kątem wszelkich możliwych składników odżywczych i wszelkiego rodzaju wtórnych metabolitów, jak np. wytwarzane przez rośliny toksyny. W ten sposób mogliśmy się dowiedzieć, jakich mieszanek odżywczych faktycznie poszukają, odwiedzając setki gatunków roślin.
00:27:09:09 - 00:27:20:10
Jonathan Shik
I czy składniki odżywcze, w poszukiwaniu których mrówki przeczesują teren, odpowiadają substancjom, których użyliśmy w laboratorium do osiągnięcia maksymalnej wydajności danej odmiany grzyba w szalkach Petriego.
00:27:20:10 - 00:27:28:15
Abigail Acton
Czy potem próbowałeś wyhodować grzyby w laboratorium, stosując składniki odżywcze zebrane przez mrówki? I czy przeprowadziłeś próbę kontrolną, aby spróbować hodowli bez tych związków? Jak to wyglądało? Jaki dało rezultat?
00:27:28:19 - 00:27:57:14
Jonathan Shik
Badania były skomplikowane, ponieważ samo zagadnienie odżywiania jest niezwykle skomplikowane. Udało nam się jednak wykazać, że niektóre składniki, jak np. białko, w pewnych ilościach mogą być toksyczne dla grzyba. Tak wynika z obserwacji hodowli w szalkach Petriego. A jednak w warunkach naturalnych zebrany przez mrówki materiał roślinny zawiera więcej białka, niż można by przewidzieć na podstawie badań. To pozwoliło nam ustalić, że istnieją różnego rodzaju drugorzędne interakcje żywieniowe, które sprawiają, że białko jest przyjmowane przez grzyby nawet w nadmiarze, nie zakłócając ich rozwoju.
00:27:57:16 - 00:28:10:03
Jonathan Shik
Co więcej, mrówki naprawdę potrafią wykryć, ile białka dostarczają grzybowi, co jest niezwykle interesujące. Zdecydowanie. Nie wiemy jeszcze dokładnie, jakie mechanizmy za tym stoją. Jednak obecnie intensywnie nad tym pracujemy.
00:28:10:03 - 00:28:25:11
Abigail Acton
Jak sądzę, mrówki modyfikują ilość, jakiej dostarczają, aby zapewnić parametry bezpieczne dla grzyba. To niesamowite. Zatem już wiemy, jakie korzyści czerpią z tego mrówki. Widać, jak duży wysiłek wkładają w swoją hodowlę i w jaki sposób otrzymują mrówczy odpowiednik naszych jabłek. Jednak co jest celem hodowanego w ten sposób grzyba?
00:28:25:17 - 00:28:49:05
Jonathan Shik
Grzyb otrzymuje ochronę i możliwość wertykalnego rozprzestrzeniania się. Co ważne, gdy nowa królowa odlatuje ze swojej kolonii, aby założyć nową w innym miejscu, zanosi tam kawałek grzyba w swoim otworze gębowym. Następnie łączy się w parę z kilkoma samcami. Samce następnie umierają. Ich rola jest ograniczona. Następnie królowa spada na ziemię, traci skrzydła, wykopuje otwór w ziemi i umieszcza w nim tę odrobinę grzyba, którą zabrała ze swojej rodzimej kolonii, i zaczyna go uprawiać.
00:28:49:09 - 00:29:03:24
Jonathan Shik
Następnie składa jaja i zaczyna produkować robotnice, dzięki czemu kolonia rozrasta się w nową kolonię, a grzyb nie musi produkować owocników, nie musi inwestować w rozmnażanie. Dostaje przy tym darmowe pożywienie i ma zapewnioną ciągłość pokoleń.
00:29:04:01 - 00:29:19:19
Abigail Acton
Genialne rozwiązanie. Aż niewiarygodne. I wspomniałeś również, że mrówki zapewniają grzybowi ochronę. Myślę, że może tu chodzić o mechanizm, do którego nawiązywaliśmy wcześniej, pozwalający grzybowi wytwarzać związek oddziałujący na mrówki w taki sposób, by agresywniej go broniły.
00:29:19:21 - 00:29:42:18
Jonathan Shik
Zgadza się. Rzeczywiście, tym zagadnieniem zajmowała się inna grupa badawcza, która wykazała, że grzyb metabolizuje określone lipidy, określone kwasy tłuszczowe, które są nieco inne niż te znalezione w materiale roślinnym. Grzyb potrafi je wychwytywać i przechowywać w swojej tkance. Gdy mrówki to wyczują, stają się nieco bardziej agresywne, aby lepiej chronić swoją uprawę.
00:29:42:20 - 00:30:04:04
Jonathan Shik
Obecnie przyglądamy się temu zjawisku, co przypomina badania Teda, który zajmuje się komunikacją za pomocą substancji lotnych. Jednak w naszych badaniach skupiamy się raczej na długich łańcuchach węglowych lub większych cząsteczkach. Mogą one w pewnym sensie powlekać cały ogród grzybowy, ponieważ naszym zdaniem ta komunikacja wymaga bardziej ukierunkowanej sygnalizacji. Mogą to być różne komunikaty, np. o nadmiarze białka w danym miejscu i potrzebie węglowodanów.
00:30:04:04 - 00:30:16:19
Jonathan Shik
Albo o obecności szkodliwych substancji roślinnych. Abo informacja, że w uprawie pojawił patogen. Wówczas pojawiłaby się informacja, że należy go usunąć z ogrodu. Myślę więc, że w tym kontekście substancje lotne stanowią sygnał o zbyt szerokim zakresie interpretacji.
00:30:16:21 - 00:30:20:07
Abigail Acton
Rozumiem. To musi być coś bardziej konkretnego i niepozostawiającego wątpliwości, jak klepnięcie w ramię.
00:30:20:09 - 00:30:21:20
Jonathan Shik
Dokładnie. Jak najbardziej.
00:30:21:22 - 00:30:30:15
Abigail Acton
Czyż to nie wspaniałe? Genialny temat. Jestem pod prawdziwym wrażeniem. Doskonale. Dziękuję za to wyjaśnienie. Jonathanie. Czy ktoś ma jakieś pytania? Proszę bardzo, Prosimy, Danielu.
00:30:30:20 - 00:30:51:22
Daniel Robert
Myślę, że Jonathan przedstawił wspaniały materiał. Również miałem okazję obserwować te zachowania w terenie. I uważam je za niezwykłe. Choć nie pracuję nad nimi bezpośrednio, moim zdaniem oferują niesamowite możliwości badawcze. Zarodniki grzybów są wszędzie, więc mogę sobie wyobrazić, jak mrówki żerują na drzewach i natrafiają na nie. Potem muszą przenosić te zarodniki wraz z liśćmi.
00:30:51:24 - 00:31:08:10
Daniel Robert
Zastanawiam się więc, czy są jakieś dowody na to, że mrówki dokonują selekcji liści lub czyszczą je, aby zapobiec przypadkowemu zawleczeniu do gniazda jakiegoś patogenu zagrażającego grzybowi? Jak się okazuje, różne grzyby nie są dla siebie zbyt łaskawe. Jak w takim razie mrówki chronią swój „ogród” przed tego typu zagrożeniem?
00:31:08:12 - 00:31:29:01
Jonathan Shik
To naprawdę dobre pytanie. Okazuje się, że mrówki stosują wiele różnych rozwiązań, w zależności od gatunku. Wykazano jednak, że w liściach wielu roślin znajdują się tak zwane grzyby endofityczne, czyli grzyby, które żyją w nich w ukryciu przez całe życie. Niektóre z endofitów mogą wytwarzać związki, których grzyb nie toleruje.
00:31:29:03 - 00:31:55:09
Jonathan Shik
Z kolei z innych badań wynika, że mrówki mogą w drodze selekcji odrzucać liście, w których żyją konkretne szkodliwe grzyby. Co ciekawe, mrówki wytwarzają też różnego rodzaju substancje chemiczne, których zadaniem jest ochrona grzyba przed patogenami, takimi jak chorobotwórcze grzyby czy bakterie. Ponadto na swoich ciałach posiadają też bakterie, które wytwarzają związki przeciwgrzybicze i przeciwbakteryjne, które również mogą pełnić funkcję ochronną przed tym naprawdę szkodliwym grzybem z rodzaju Escovopsis.
00:31:55:09 - 00:32:05:24
Jonathan Shik
To naprawdę duże zagrożenie dla ogrodu grzybowego prowadzonego przez mrówki. Jak widać, jest to bardzo złożona sieć zależności – symbioza różnych organizmów, chroniących i broniących.
00:32:06:03 - 00:32:09:06
Abigail Acton
A także próbujących obejść te zabezpieczenia. Jak najbardziej.
00:32:09:08 - 00:32:26:10
Jonathan Shik
Kolejną ciekawostką jest fakt, że jeśli wykopiemy dołek o głębokości około pół metra, znajdziemy tam komorę, w której gleba wydaje się bardzo zanieczyszczona. Jednak grzyb i wszystko wokół niego jest niezwykle czyste, odseparowane od korzeni itp. I można zobaczyć, jak mrówki nieustannie czyszczą i krzątają się wokół swojego grzyba.
00:32:26:12 - 00:32:35:09
Abigail Acton
Ewidentnie są bardzo gorliwymi rolnikami. Za co niezmiernie dziękuję. Chciałabym też podziękować wam wszystkim za niezwykle interesujące historie. Rozmowa z wami była prawdziwą przyjemnością. Dziękuję, że poświęciliście nam swój czas.
00:32:35:13 - 00:32:36:11
Jonathan Shik
Dziękuję za to wyjaśnienie.
00:32:36:11 - 00:32:38:17
Daniel Robert
Za co niezmiernie dziękuję. Dziękuję wszystkim. Do zobaczenia.
00:32:38:17 - 00:32:39:00
Ted Turlings
Do usłyszenia.
00:32:39:01 - 00:33:02:04
Abigail Acton
Do widzenia. Jeśli spodobał ci się dzisiejszy fascynujący odcinek poświęcony ukrytym światom, nad którymi być może nikt z nas wcześniej się nie zastanawiał, obserwuj nas w serwisach Spotify i Apple Podcasts. Zapraszamy także na stronę główną podcastu pod adresem cordis.europa.eu/pl, gdzie znajdziesz wiele równie inspirujących odcinków naszego podcastu. Zachęcam też do zasubskrybowania naszego podcastu – dzięki temu nie ominą cię informacje na temat najciekawszych badań naukowych finansowanych przez UE.
00:33:02:06 - 00:33:22:12
Abigail Acton
Jeśli będziesz kiedyś rozmawiać z kimś o swoich ulubionych podcastach, być może wspomnisz o CORDIScovery? Dotychczas rozmawialiśmy między innymi o tym, jak badania MRI pawianów mogą nam pomóc w zrozumieniu rozwoju języka, a także o tym, w jaki sposób można by zbierać próbki maleńkich asteroid oddalonych od Ziemi o miliony kilometrów. Zapraszamy do przesłuchania pozostałych odcinków – z pewnością znajdziesz w nich coś, co pobudzi twoją ciekawość.
00:33:22:18 - 00:33:44:21
Abigail Acton
Zajrzyj na stronę serwisu Cordis, gdzie znajdziesz artykuły i wywiady, a także analizy i wyniki badań dotyczących wielu dziedzin i zagadnień – od barw strukturalnych po dynamikę konstrukcji. Z pewnością znajdziesz tam coś, co cię zainteresuje! Zajrzyj na nasz portal i poznaj badania, które zmieniają świat. Czekamy także na wiadomości, informacje i opinie. Możesz skontaktować się z nami pod adresem editorial@cordis.europa.eu.
00:33:44:22 - 00:33:46:06
Abigail Acton
Do usłyszenia!
Zaskakujące nici połączeń wypełniające świat przyrody wokół nas
Czy wiesz, że kiedy antylopa obgryza liście z akacji, drzewo zaczyna wydzielać etylen, działający jak sygnał ostrzegawczy dla innych akacji w pobliżu? Gaz może wędrować na odległość nawet 45 metrów. W ciągu pół godziny drzewa, które odbiorą ów sygnał, pokrywają swoje liście taninami o bardzo gorzkim smaku, aby zniechęcić antylopy do jedzenia. Zjedzone w dużej ilości taniny mogą prowadzić nawet do śmierci. Większość z nas skupia się na tym, co możemy ogarnąć zmysłami. Co prawda słyszymy siebie nawzajem, wiemy też, że szczekanie psa to pewien rodzaj komunikacji, jednak nie zdajemy sobie sprawy, że wokół nas zachodzi ogrom różnych interakcji, których nie jesteśmy w stanie dostrzec. Zastanówmy się nad tym jeszcze raz. A być może okaże się, że potrafimy działać w ramach tej połączonej sieci: skoro rośliny zbożowe wydzielają gazy ostrzegawcze podczas inwazji przez szkodniki, to może moglibyśmy wykorzystać ten fakt na przykład do bardziej ukierunkowanego stosowania pestycydów? Witamy w tym odcinku podcastu CORDIScovery, w którym celebrujemy zachwycający świat niewidzialnych interakcji. Z nami są: Daniel Robert(odnośnik otworzy się w nowym oknie), profesor bionanonauki w Szkole Nauk Biologicznych Uniwersytetu Bristolskiego(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Zjednoczonym Królestwie. Badania przeprowadzone w ramach projektu ElectroBee pokazały, w jaki sposób owady reagują na słabe pola elektryczne – jest to formą interakcji między roślinami a ich zapylaczami, jakiej wcześniej naukowcy nawet nie podejrzewali. Ted Turlings(odnośnik otworzy się w nowym oknie), koordynator projektu AGRISCENTS, który pracuje jako profesor ekologii chemicznej na szwajcarskim Uniwersytecie w Neuchâtel(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Turlings i jego zespół wierzą, że dzięki uzyskaniu wiedzy, w jaki sposób rośliny bronią się przed atakami owadów i jak przebiegała ewolucja wyspecjalizowanych owadów, możliwe będzie stworzenie nowych, zrównoważonych metod zwalczania szkodników. Jonathan Shik(odnośnik otworzy się w nowym oknie), profesor nadzwyczajny ekologii i ewolucji na Uniwersytecie Kopenhaskim(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Danii, jest szczególnie zainteresowany mrówkami: ich współistnieniem z innymi gatunkami i sposobem przetrwania w różnych środowiskach dotkniętych skutkami zmiany klimatu. Prowadził badania w ramach projektu ELEVATE, w których skupił się na hodowli mrówek tnących liście i ich interakcji z hodowanymi przez nie grzybami.
Czekamy na Wasze opinie!
Jeśli chcesz podzielić się z nami swoją opinią na temat naszych podcastów, napisz do nas! Wszelkie komentarze, pytania lub sugestie prosimy przesyłać na adres editorial@cordis.europa.eu.