Mokslo ir technologijų pasaulis

Transformuodami peizažą, į upes ir ežerus išleisdami teršalus, o laukinės gamtos plotus paversdami urbanizuotomis vietovėmis, žmonės skatina vystytis laukinių gyvūnų mišrūnus, nuodams atsparius kenkėjus ir antibiotikais nenužudomas superbakterijas. Visa tai vyksta precedento neturinčiu mastu.

Patalinės blakės virsta nauja košmarą keliančia vabzdžių rūšimi

Veikiausiai esate girdėję apie patalines blakes, bet jos ne visada būdavo tokie baimę keliantys padarai, kaip šiandien.

Prieš tūkstančius metų olose gyvenę mūsų protėviai puikiai sutardavo su blakėmis – daugiausia dėl to, kad tais laikais jos buvo beveik visiškai kitokios. Deja, per tūkstančius metų žmonėms iš olų keliantis į miestus, kartu su jais migruodavo ir blakės. Šie vabzdžiai įgijo naujų bruožų, padedančių išgyventi urbanistinėje aplinkoje: jie tapo aktyvesni naktimis, kai žmonės miega, o kad galėtų nuo mūsų staigiau nušokti, jų kojos pailgėjo ir paplonėjo.

Vos per kelis pastaruosius dešimtmečius miestuose gyvenantys vabzdžiai virto beveik visiškai kitokia rūšimi negu olose gyvenę jų pusbroliai. Be to, kad prisitaikė gyventi naktimis, dabartinės miesto blakės taip pat tapo atsparios pesticidams: jos turi storesnius, vaškuotesnius egzoskeletus (kurie apsaugo jas nuo toksinų) ir pasižymi spartesne medžiagų apykaita (kad greičiau pasireikštų natūrali cheminė apsauga).

Skirtingų pelių rūšių hibridai – iš prigimties atsparūs nuodams

Paprastai dviejų skirtingų rūšių atstovai negali poruotis vienas su kitu: jeigu jie susiporuoja, jų jaunikliai dažnai būna nevaisingi arba gimsta tokie silpni, kad nugaišta pirmiau, negu sugeba atsivesti palikuonių.

Tarp pelių mažiausiai 50 proc. mišrūnų būna nevaisingi. Tačiau per pastaruosius 50 metų Europą pasiekė Alžyro pelės (Mus spretus), kurios pradėjo poruotis su paprastosiomis naminėmis pelėmis (Mus musculus).

Neįtikėtina, bet jų jaunikliai buvo vaisingi. Nors ir retai, bet taip gali nutikti, kai pasitaiko tinkama genų kombinacija. Be to, kad gali atsivesti palikuonių, šios pelės mišrūnės iš savo tėvų gavo dar vieną dovaną: genus, dėl kurių jos yra atsparios nuodui varfarinui. Tai reiškia, kad jų negalima išnaikinti pesticidais.

Priešingai negu naminės pelės, Alžyro graužikai šį atsparumo nuodams geną turi natūraliai: veikiausiai jis atsirado prisitaikant prie maisto, turinčio daug vitamino K (tas pats genas, kuris yra atsakingas už atsparumą varfarinui, organizme reguliuoja vitamino K apykaitą).

Jūrų šliužai – kleptomanai vagia genus iš savo maisto ir inkorporuoja juos į savo pačių DNR

Kaip išgyventi mėnesių mėnesius, negaunant jokio maisto, išskyrus saulės šviesą? Pažiūrėkite į augalus. O dar geriau – nugvelbkite kelis jų genus.

Kai šaltuose pakrančių vandenyse pradeda trūkti maisto, šviesiai žali jūrų šliužai iš dumblių, kuriais jie minta, pasičiumpa DNR fragmentus. Suporuoti su miniatiūrinėmis energijos gaminimo jėgainėmis, kurios vadinamos chloroplastais (jas šliužai taip pat pasivagia iš dumblių), šie vogti genai leidžia šliužams išgyventi niekuo neminant ir naudojant tik saulės spindulius.

Ir žinote, kas įdomiausia? Dumblių genai perėjo į būsimas šliužų kartas.

Nors būsimi šliužai savo DNR jau iš anksto turės dumblių genus, jiems vis tiek reikės pasivogti naujus chloroplastus, kad procesas tęstųsi. Šis genų mainų procesas vadinamas horizontaliuoju genų perdavimu. Taip darydami, šliužai apeina tradicinę evoliuciją, kuri paprastai užtrunka tūkstančius ar net milijonus metų. Kol kas jūrų šliužai yra vieninteliai žinomi daugialąsčiai organizmai, kurie taip elgiasi.

Žmonės pasitelkė dirbtinę atranką, kad išvestų beprotiškas šunų veisles

Šilkinio glotnumo šuns kailis, savita spalva ar net draugiškas būdas, kuris mums asocijuojasi su geriausiu žmogaus draugu – tame nėra nieko „natūralaus“.

Per pastaruosius 150 metų žmonės sąmoningai poravo tam tikrais bruožais pasižyminčius šunis, kad išvestų gyvūnus, kuriuos dabar auginame namuose. Šis procesas vadinamas veisimu, bet iš esmės tai yra dirbtinė atranka, kai viena rūšis (žmonės) atrenka bruožus, kurie bus perduoti būsimoms kitos rūšies (šunų) kartoms.

Svarbu turėti galvoje, kad visos žmonių selekcinės pastangos neišvedė jokios naujos šunų rūšies (pavyzdžiui, kokerspanieliai ir pudeliai vis dar gali poruotis), o tik virtinę veislių. Nepaisant to, žmonių veiksmai atsispindi šunų genome – visų jų genų rinkinyje. Mažiausiai 155 regionai turi pėdsakų, liudijančių intensyvią pastarųjų laikų atranką, kuri teikė pirmenybę tokiems bruožams kaip odos raukšlės (pvz., šarpėjaus), specifinis kailis ar šuns dydis.

Be to, šie pokyčiai tebevyksta, nes veislynai toliau maišo ir derina skirtingas veisles, kad išvestų tokius keturkojus kaip labradudeliai (labradorų ir pudelių mišinys) ir kokerpudeliai (kokerspanielių ir pudelių mišinys).

Benamiai šunys vėl tampa vilkais

Nors šunys nuo savo protėvių vilkų atsiskyrė maždaug prieš 18 tūkst. metų, per pastaruosius 150 metų pasaulyje atsirado kelios naujos šunų grupės, kurios genetiškai yra panašesnės į vilkus.

Tai geras pavyzdys, kas nutinka, kai staiga dingsta toks stiprus evoliucinis spaudimas, kaip intensyvi žmonių praktika veisti šunis dėl tam tikrų bruožų.

Pavyzdžiui, benamiai Maskvos šunys, kurie kelis pastaruosius šimtmečius gyvendavo atskirai nuo žmonių, evoliucionavo į tikrus elgetavimo profesionalus. Kadangi išgyvenimo rodiklis laisvėje yra labai žemas, jų evoliucija vyko itin sparčiai: tie valkataujantys keturkojai, kurie turėjo išgyventi padedančių bruožų (atsargumas su žmonėms, maitinimasis tik žmonių maisto atliekomis, puikūs orientavimosi įgūdžiai ir kt.), perdavė juos savo palikuoniams.

Žmonių veiklos išmetami suodžiai privertė patamsėti ir drugius

Beržinį šeriasprindį lengvai galima pastebėti ant tamsaus paviršiaus: jį išduoda šviesūs sparnai, išmarginti tamsiomis dėmelėmis.

Per pramoninę revoliuciją Didžiojoje Britanijoje ir Jungtinėse Valstijose, kai žmonės į orą išleisdavo daug teršalų, suodžiai nusėsdavo ant medžių ir patamsindavo jų žievę. Tai padidino grėsmę drugiams, kuriuos plėšrūnai lengviau pastebėdavo tamsiame fone. Per kelias kartas, kai šviesiausi drugiai žūdavo, o tamsesni išgyvendavo, dauguma drugių šiame regione natūralios atrankos būdu įgijo tamsesnius sparnus.

Tačiau praėjusio amžiaus 8-ajame dešimtmetyje abiem valstybėms priėmus taršos kontrolės įstatymus, kurie sumažino ore suodžių kiekį, tamsūs drugiai pradėjo dažniau žūti. Šiandien dauguma drugių vėl yra atgavę savo pirminę šviesią spalvą.

Šiaurės Amerikos dalyje karaliauja baisus žmogaus sukurtas plėšrūnas

Manėte, kad kojotai yra baisūs plėšrūnai?

Naujas kojotų ir vilkų mišrūnas, arba kojovilkas, pirmą kartą pasirodęs per pastaruosius kelis dešimtmečius, dabar būriais siautėja Jungtinių Valstijų šiaurės rytinėje dalyje. Maždaug du trečdaliai kojovilkų DNR yra gauta iš vilkų, o vienas ketvirtadalis – iš kojotų. Likusi dalis yra iš naminių šunų.

Tačiau nieko naminio šie gyvūnai neturi. Jie netgi yra didesni už savo protėvius – tiek vilką, tiek kojotą, ir gali sverti iki 65 kg. Jie, kaip ir vilkai, yra socialūs. Tai reiškia, kad šie žvėrys medžioja būriais.

Kojotai ir vilkai niekada nebūtų susiporavę, jeigu ne žmonės, ėmę ūkininkauti ir medžioti. Šios praktikos nustūmė vilkus į šiaurę, o kojotus – į rytus. Tačiau nauji mišrūnai tikrai čia pasiliks: kojovilkai turi unikalią genetinę sandarą, kuri itin tinka šiauriniams Amerikos plotams, ir yra pranašesnė už abiejų protėvių rūšių genetiką. Tai reiškia, kad hibridiniai genai veikiausiai bus perduoti būsimoms kartoms. Vilkų DNR kojovilkams leidžia medžioti didesnius grobius, o kojotų DNR padeda greitai prisitaikyti prie urbanistinių vietovių.

Bakterijos pergudravo antibiotikus

Gydytojai bakterines infekcijas paprastai gydo antibiotikais. Jei vienas vaistas yra neveiksmingas, jie skiria kitą. Dabar gydytojai jau pastebi, kad kai kurios infekcijos yra atsparios net stipriausiems antibiotikams. Bakterijos, kalbant genetiškai, mus pergudravo. Tie mikroorganizmai, kurie turėjo bruožų, leidusių jiems išgyventi antibiotikais persunktoje aplinkoje, perdavė juos būsimoms kartoms, ir kiekviena nauja padermė yra vis atsparesnė mūsų vaistams už ankstesniąsias.

Praėjusiais metais nuo bakterinių infekcijų, nepasidavusių gydymui antibiotikais, mirė 23 tūkst. amerikiečių. Kai kurios „košmariškų bakterijų“ atmainos pražudo iki pusės savo apkrėstų pacientų ir tokie atvejai tampa vis dažnesni.

Su šia problema susiduria ne tik Jungtinės Valstijos. Dėl pasaulinio piktnaudžiavimo vaistais – ir vis didėjančios mūsų priklausomybės nuo jų – antibiotikams atsparios bakterijos iki 2050 metų kasmet gali pražudyti iki 10 mln. žmonių, rodo naujausia Sveikatos priežiūros infekcijų draugijos (Healthcare Infection Society) ataskaita.

Labiausiai užterštose upėse randasi viskam atsparių žuvų rūšys

1929 metais Hadsono upę pradėję teršti pramoniniais teršalais – polichlorintais bifenilais (PCB), Niujorko gyventojai išnaikino didžiąją dalį jos floros ir faunos.

Tačiau mažiausiai viena rūšis išliko – ir suklestėjo. Per kelis dešimtmečius (PCB buvo uždrausti 1979 metais) natūralios atrankos būdu šioje upėje gyvenusios menkės prisitaikė prie teršalų ir tapo jiems atsparios.

Žuvys, turinčios specialų genų rinkinį, kuris gamina nuo nuodų apsaugantį baltymą, yra vieninteliai padarai, atlaikę toksišką antpuolį. Geros žvejybos!

Velniškai atrodantys varliagyviai siaubia Australijos rytinę pakrantę

Maždaug prieš 75 metus Australijos cukraus biuras nusprendė atsigabenti iš Havajų į Australiją kelias Pietų Amerikos nendrines rupūžes, turėjusias išvaduoti šalį nuo cukranendres puolančių vabalų (Dermolepida albohirtum). Tačiau naujame žemyne, kur šios rupūžės neturėjo natūralių jas medžiojančių plėšrūnų, įvyko tikras jų populiacijos sprogimas.

Paprastai naujame žemyne atsiradus invazinei rūšiai, jos populiacijos lygis kelis dešimtmečius būna žemas ir didėja proporcingai.

Tačiau minėtos rupūžės išplito staigiai – greičiausiai dėl kelių adaptacinių savybių, leidusių joms greičiau ir toliau keliauti. Palyginus su pirmosiomis į Australiją atvežtomis rupūžėmis, dabartinės jų palikuonės turi ilgesnes kojas ir liuoksi kur kas greičiau. Tie varliagyviai, kurie judėjo greičiau ir visada būdavo invazijos į naująjį žemyną priešakyje, perdavė ilgesnes kojas savo palikuoniams.

Pagrindiniais žmogaus maisto šaltiniais mintantys kenkėjai atrado priešnuodį

Kukurūzai yra vienas pagrindinių maisto produktų. Jie naudojami daugeliui gaminių, pradedant saldainiais bei gazuotais gėrimais ir baigiant mėsainių bandelėmis bei takomis su mėsa. Kad patenkintų kukurūzų sirupo paklausą, amerikiečiai pradėjo auginti kukurūzus milžiniškais kiekiais. Jiems prireikė ir stiprių pesticidų, kad sunaikintų kenkėjus, mintančius vis pažeidžiamesne kultūra.

Deja, piktnaudžiavimas pesticidais padėjo išsivystyti genetiškai atsparesniems kenkėjams.

Pavyzdžiui, kai vakarinis lapgraužis (Diabrotica virgifera) tapo atsparus svarbiausiam pesticidui, kurį pasigamindavo „Monsanto“ genetiškai modifikuoti kukurūzai (į kukurūzų genomą įvestas genas, gaminęs specialų baltymą, kuris ardė šio kenkėjo virškinamąjį traktą), įmonė modifikavo pesticidą, kad šis gamintų kitokio tipo baltymą. Tačiau kenkėjai įgijo atsparumą ir naujam baltymui.

Augalas paukščius viliojasi komfortu