Zinātnieki pirmo reizi ir fiksējuši dzīvos tārpu torņus dabā. Tās ir struktūras, kas kustas, reaģē un pārvietojas grupās kā viens organisms.
Satura rādītājs
Desmitgadēm ilgi nematodu torņi — vertikālas struktūras, kas sastāv no simtiem savstarpēji saistītu mikroskopisku tārpu — tika uzskatīti par laboratorijas retumu. Vienkārša eksperimentāla ziņkāre, kas novērota tikai kontrolētos apstākļos, bez jebkādiem drošiem pierādījumiem, ka šādas struktūras var spontāni veidoties reālajā pasaulē. Līdz šim.
Jauns pētījums, ko veica Maksa Planka Dzīvnieku uzvedības institūts un Konstancas Universitāte (Vācijā), pirmo reizi dokumentēja šo iespaidīgo „dzīvo torņu” eksistenci dabiskā vidē. Preses relīze, kas publicēta kopā ar pētījumu žurnālā Current Biology, apstiprina, ka šīs struktūras ne tikai pastāv ārpus laboratorijas, bet arī spēlē vitāli svarīgu lomu šo sīko būtņu kolektīvajā izdzīvošanā.
No laboratorijas mītiem līdz Dienvidvācijas augļu kokiem
Aina nevarēja būt parastāka: uz zemes dārzā bija nokritušas āboli un bumbieri, kas lēnām sadalījās. Taču zem šīs šķietamās normālības pētnieki atklāja kaut ko neparastu: swarms nematodes , kas pārkāpa viena otru, veidojot līkumainas kolonnas, kas pacēlās gaisā . Šīs torņi, kas sastāvēja vienīgi no tārpiem to stabilā, ar izplatīšanos saistītā kāpuru fāzē, nebija nejaušas kopas. Tās bija struktūras, kas organizētas ar noteiktu mērķi: kopīgi pārvietoties uz jaunām dzīvotnēm.
Atklājuma atslēga slēpjas ne tikai tā novērošanā savvaļā, bet arī tā funkcijas apstiprināšanā. Torņi nebija bioloģiska kaprīze, bet gan evolūcijas stratēģija, lai atvieglotu kolektīvo transportēšanu. Atklājot kukaiņus tuvumā, šie tārpu stabi var atdalīties no zemes un piestiprināties pie dzīvnieka ķermeņa, tādējādi pārvietojoties uz labvēlīgākām vietām barošanai un izdzīvošanai.
“Superorganisms” kustībā
Lai saprastu, kā darbojas šie torņi, zinātnieki atveda dažus no tiem atpakaļ uz laboratoriju. Tur, izmantojot labi zināmo modelīgo tārpu Caenorhabditis elegans, viņi spēja izraisīt šādu uzvedību uz agara šķīvjiem bez barības. Ievietojot vidē vienkāršu suku, tārpi sāka veidot torņus ar pārsteidzošu ātrumu, tikai divās stundās.
Interesantākais ir tas, ka torņi nebija statiski. Kad tos uzmanīgi pieskāra ar stikla nūjiņu, tie nekavējoties reaģēja, izstiepjoties stimulācijas virzienā, it kā tie būtu viens vesels . Dažas grupas pat izvērsa pētnieciskās “rokas”, lai sasniegtu blakus esošās virsmas, veidojot tiltus un kolonizējot jaunas telpas.
Bet, iespējams, visvairāk pārsteidz iekšējās hierarhijas trūkums. Visi tārpi, no jaunākajiem līdz vecākajiem, vienlīdz piedalās torņa veidošanā. Nav noteiktu lomu vai funkcionālas specializācijas, vismaz klonētajās laboratorijas populācijās. Dabā, kur ģenētiskā daudzveidība ir lielāka, vēl jāpēta, vai šī sadarbība bez līdera saglabājas vai rodas sarežģītāka dinamika.
No kolektīvās uzvedības līdz iedvesmai robotikas jomā
Šim atklājumam ir sekas, kas pārsniedz bioloģijas robežas. Tas, kā šie vienkāršie organismi koordinē savas kustības, lai veidotu funkcionālas struktūras, ir piesaistījis zinātnieku interesi tādās dažādās jomās kā robotika un aktīvo sistēmu fizika. Iespēja izstrādāt tehnoloģijas, kas imitē šo tārpu spēju kolektīvi pielāgoties videi, nav nekas nereāls.
Turklāt izpratne par sensoro mehānismiem, kas kontrolē šo uzvedību — vai tas būtu pieskāriens, ķīmiskie signāli vai vibrācijas — varētu izgaismot primitīvas komunikācijas un organizācijas formas bioloģiskajās sistēmās. Šīs zināšanas ir ne tikai akadēmiskas, bet arī praktiskas nozīmes kontekstos, kur nepieciešami kolektīvi lēmumi bez centralizācijas.
Senā stratēģija, kas nav redzama mūsu acīm?
Šis nav pirmais gadījums, kad vienkārši dzīvnieki demonstrē sarežģītu kolektīvo uzvedību. Skrejas būvē tiltus un dzīvas plostus; slīkšņi veido augļus izplatīšanai; ērces savijas kopā, lai izdzīvotu. Bet tas, kas padara nematodu torņus īpašus, ir to vienkāršība: bez smadzenēm un sarežģītiem maņas orgāniem šie tārpi sasniedz apbrīnojamu koordināciju.
Līdz šim to klātbūtne dabā palika nepamanīta. Daļēji tāpēc, ka tie ir gandrīz neredzami ar neapbruņotu aci. Bet arī tāpēc, ka zinātne mēdz koncentrēt savu uzmanību uz pārsteidzošākiem parādībām. Šis pētījums lauž šo tendenci, atgādinot mums, ka pat zeme zem mūsu kājām slēpj pārsteidzošus noslēpumus.
Tagad pētnieki plāno izpētīt, kā torņi uzvedas jauktās, ģenētiski daudzveidīgās populācijās . Viņi arī vēlas izpētīt, vai pastāv atšķirības torņu veidošanās spējā starp nematodu sugām, kas izplatīšanai paļaujas uz dažādiem dzīvniekiem-pārnēsātājiem.
Viena no intriģējošākajām hipotēzēm ir, ka torņi var būt starpposms starp individuālo mobilitāti un patiesi sociālu uzvedību. Evolūcijas pagrieziena punkts, kas, lai gan nesasniedz organizētu sabiedrību, demonstrē grupu darbības priekšrocības, kad vide kļūst naidīga.
Jo būtībā šie tārpu stabi nav vienkārši bioloģiska kuriozitāte. Tie ir dzīvs piemērs tam, kā sadarbība, pat starp vienkāršākajiem organismiem, var būt spēcīgs instruments izdzīvošanai un uzplaukumam.
