Dzień dobry Państwu, witam w kolejnym odcinku podcastu Radio Waroza.
Tym razem, a raczej kolejny raz na moim turnieju po Krakowie,
goszczę pana doktora habilitowanego Piotra Łukasika z Uniwersytetu Jagiellońskiego,
z Instytutu Nauk o Środowisku, a szczególnie z Zespołu Ewolucji Symbios, kierownika tego zespołu.
Tak jest. Dzień dobry Państwu.
Radio Waroza.
Panie Piotrze, jak to się zaczęło, że wciągnęły pana te symbiozy?
I dokładnie co to jest symbioza?
Bo w wieku popularnym znam przynajmniej dwie definicje.
Jedno to jest synonim mutualizmu, tak mi się wydaje,
czyli ścisłego współpracowania dwóch różnych organizmów,
które są uzależnione od siebie.
A drugie znaczenie to po prostu każda ekologiczna interakcja dwóch organizmów.
Tak jest. Ja skłaniam się raczej,
może zacznę od definicji, później wrócę do pierwszej części pytania.
Skłaniam się raczej ku tej drugiej definicji,
czyli długoterminowa relacja pomiędzy organizmami, różnymi organizmami.
Takie relacje zwykle się gdzieś mieszczą na spektrum od negatywnych efektów,
tak że jeden z partnerów wyraźnie szkodzi drugiemu,
do bardzo pozytywnych dla obu partnerów.
Często jest to gdzieś pomiędzy, albo jest to zależne od warunków środowiskowych.
Na przykład pewne bakterie, które badałem,
chroniły mszyce przed osami pasożytniczymi lub grzybami patogenynymi,
więc oczywiście wtedy, kiedy presja tych wrogów naturalnych była wysoka,
to były bardzo cenne.
Natomiast kiedy ich nie było, to koszty utrzymania tych bakterii miały znaczenie.
Więc wtedy z takiej perspektywy te symbioty bardzo korzystne nie były.
Wtedy, kiedy wrogowie są, to tak bardzo, bardzo pozytywny efekt.
Kiedy wrogów nie ma, no to trzeba ponosić koszty utrzymania.
Czyli ten zysk jest nieoczywisty lub nie ma go po prostu.
Tak, porozmawiamy o tym sobie, o tych właśnie granicach, na ile one są ostre.
No i jak to się zaczęło, bo pewnie na pewno pan studiował biologię,
że właśnie te symbiozy pana zainteresowały,
a jak rozumiem, szczególnie u owadów właśnie.
Tak, ogólnie biologia, różnorodność gatunkowa fascynowała mnie od zawsze.
Właściwie moje najwcześniejsze wspomnienia dotyczą łapania motyli,
przyglądania się rybom złowionym przez dziadka i tak dalej.
W czasie nauki też biologia była zdecydowanie tym, co najbardziej mnie interesowało.
W czasie studiów matematyczno-przyrodniczych na Uniwersytecie Jagiellońskim
zacząłem realizować różne projekty dotyczące w większości interakcji pomiędzy gatunkami.
Częściowo w laboratoriach w Instytucie Nauk o Środowisku,
częściowo w innych miejscach.
Udało mi się uzyskać stypendia, środki na wyjazdy zagraniczne,
podczas których także badałem różne aspekty biologii roztoczy lub innych organizmów.
Więc kończąc studia byłem pewien, że chcę dalej badać interakcje międzygatunkowe.
Rozglądałem się za możliwościami i wtedy właściwie dowiedziałem się o znaczeniu bakterii symbiotycznych
i o tym, jaka to jest bardzo ciekawa, rozległa potencjalnie,
ale dopiero otwierająca się dziedzina, której wtedy było bardzo niewiele wiadomo.
Tak, bo już teraz więcej wiemy na przykład o tym, że nasze bakterie,
nasz mikrobiom potrafi komunikować się dobrze z mózgiem na przykład,
czyli może wpływać na nasze myśli nawet.
Tak, na pewno od 2008 roku, kiedy rozpocząłem studia doktoranckie w Oxfordzie,
bardzo dużo się nauczyliśmy o symbiozach,
też dzięki bardzo szybko rozwijającym się metodom,
czyli obecnie dostępne techniki sekwencjonowania na przykład, czy obrazowania,
ale sekwencjonowania pewnie przede wszystkim z mojej perspektywy, bo tym się głównie zajmuję,
są lata świetlne niemal za tym, co było dostępne w 2008 roku.
Można powiedzieć, że kilkadziesiąt lat w nauce biologicznej aktualnie to jest przepaść prawdopodobnie, tak?
Na pewno, na pewno tak.
Metody molekularne w niesamowity sposób rozszerzyły naszą zdolność
zrozumienia, opisywania rzeczywistości,
otwierając właściwie zupełnie nową platformę zrozumienia.
Nie musimy już analizować może jakichś pojedynczych włosków gdzieś na odnóżach,
czy może innych cech charakterystycznych,
które właściwie tylko specjaliści w wielu wypadkach są w stanie uchwycić.
Teraz przy użyciu metod molekularnych dużo szybciej można na przykład identyfikować organizmy,
dowiadywać się, opisywać relacje filogenetyczne pomiędzy nimi,
ale także wchodzić w zupełnie inny zakres tematów,
na przykład rola konkretnych genów, ewolucja genomów,
ale też obecność bakterii symbiotycznych,
zagęszczenie tych bakterii, ich znaczenie, ich rolę.
Bo czasami może być tak, że samo badanie genetyczne może nam powiedzieć,
z czego prawdopodobnie te organizmy weszły w taką ścisłą symbiozę.
Tak jest. Na pewno w wielu wypadkach genomy organizmów pozwalają nam zrozumieć,
jak ta relacja się ukształtowała.
Porównanie genomów różnych szczepów, może różnych symbios,
pozwala nam zrozumieć, jak do tego mogło dojść.
I wtedy na tym etapie możemy korzystać z innych metod eksperymentalnych,
manipulacyjnych, manipulacji genetycznych może,
żeby potwierdzić, że rzeczywiście cecha,
czy jakaś może konkretna funkcja, którą wskazują dane molekularne,
przekłada się na jakiś efekt biologiczny, taki jak się mogłoby to wydawać.
Panie Piotrze, biorąc pod uwagę tą drugą definicję,
tą bardziej chyba ekologiczno-naukową, jak mi się wydaje,
czyli każda relacja różnych organizmów,
czy w ogóle jest jakiś organizm na Ziemi prawdopodobnie,
który nie byłby w żadnej takiej symbiotycznej interakcji z innym organizmem?
Bo wydaje mi się, że chyba nie.
Bo nawet pierwotniaki przecież mają różne bakterie,
które spełniają im funkcję na przykład na ich błące i tak dalej.
Tak jest. Na pewno ewolucja wszystkich innych organizmów
odwoła się w relacjach z innymi.
W relacjach na wielu różnych poziomach,
łącznie na przykład z transferem genów pomiędzy różnymi liniami organizmów.
Eukarioty, czyli grupa, do której należą pierwotniaki,
grzyby, zwierzęta, rośliny i tak dalej,
także powstała jako w ogóle produkt symbiozy,
kiedy pierwotny archeon, archeobakteria...
Takie, wytłumaczmy też słuchaczom, taki rodzaj pierwotnej bakterii.
Takim prostym językiem.
Właściwie kiedy powstało życie, około 4 miliardów lat temu,
dość szybko zdywersyfikowało na dwie różne grupy.
Archeony i bakterie.
Także o bakteriach słyszymy często.
O archeonach rzadziej.
Tak jest, natomiast są to generalnie organizmy jednokomórkowe,
często żyjące w ekstremalnych środowiskach.
Przypuszczasz, że one mogły żyć w tych kominach hydrotermalnych,
gdzie być może mogło ewoluować życie, tak?
Tak jest, bardzo często właśnie w kominach hydrotermalnych,
w gorących źródłach, w różnych beztlenowych środowiskach.
Często to są ekstremofile, czyli są dostosowane dobrze do ekstremalnych warunków, tak?
Wiele z nich, natomiast niektóre żyją w warunkach może nieodbiegających,
aż tak bardzo standardowych.
Ale można przypuszczać, że na przykład, że w zawalonym reaktorze w Czarnobylu,
na skutek katastrofy, gdzie udowodniona, że występuje i żyje pewien grzyb,
dostosowany do tego promieniowania, być może też są jakieś archeony.
Jeżeli to jest grzyb, to pewnie eukariont.
Ale tak na pewno w wielu takich środowiskach bardzo ekstremalnych,
właśnie bardzo gorących, bardzo kwaśnych,
może ekstremalnych pewnie z perspektywy ludzi chodzących sobie po powierzchni ziemi,
takie organizmy występują.
Także wiadomo, że eukarioty, czyli grupa, do której należymy,
między innymi my, ale też pierwotniaki, grzyby, rośliny,
powstała jako produkt symbiozy pomiędzy takim pierwotnym archeonem,
a bakterią podobną do likecji, która jest obecnie znana jako patogen,
chociaż jest wiele różnych też gatunków.
I to się nazywa teoria endosymbiozy chyba, tak?
Tak jest. Więc koło 2 miliardów lat temu taka bakteria skolonizowała komórkę archeona
i bardzo odmienny metabolizm pomiędzy tym gospodarzem i bakterią,
która zamieszkała w jego komórce,
dała temu tworowi symbiotycznemu bardzo dużą przewagę energetyczną.
Generalnie kwestia metabolizmu,
nie bardzo tutaj mogę wchodzić w jakieś bardzo biochemiczne szczegóły,
ale wiem, że ta symbioza mogła dużo efektywniej wykorzystywać energię.
Resztą tej bakterii aktualnie jest po prostu w każdej naszej komórce mitochondrium.
Tak jest. Tak że wszyscy właściwie jesteśmy produktem symbiozy,
a mitochondria można na drzewach filogenetycznych,
mitochondria różnych eukariotów, znowu nasze,
i sosny, i podgrzybka, i różnych pierwotniaków,
tworzą generalnie jedną grupę,
która jest krewniakiem rickettsii lub innych alfaproteobakterii.
Takich, które żyją jeszcze nie w tej endosymbiotyce.
Tak, wiele z nich jest pasożytami różnych organizmów lub symbiotami,
natomiast inne alfaproteobakterie żyją w środowisku wolno.
I nie ma wątpliwości na podstawie analizy,
przede wszystkim filogenetycznych analiz,
że tam właśnie mitochondria jako grupa,
jako klad bakterii, jeśli tak można powiedzieć, przynależą,
nawet jeśli oczywiście obecnie są absolutnie integralną częścią każdej komórki.
Więc nie możemy o nich mówić jako o niezależnych organizmach.
Tak, chociaż są bardziej niezależne niż inne organele,
bo mają własny podział materiału genetycznego.
Tak jest, mają własny genom, który korzysta z innego kodu genetycznego
niż nasz genom nuklearny.
Kodują własne RNA ribosomalne, jest tam własny zestaw genów kilkunastu.
Tak że są zdolne, niektóre funkcje realizują samodzielnie,
natomiast genom gospodarza koduje na pewno setki, pewnie tysiące genów,
które są przekierowane, wywane do mitochondrium,
do wnętrza mitochondrium, tak żeby ta organela mogła funkcjonować.
Panie Piotrze, powracając troszeczkę do...
Tak jest, bo rzeczywiście zeszliśmy dość mocno z boku.
Bardzo dobrze, ale powracając do kwestii tego,
że ostatnie kilkadziesiąt lat, no to różne przełomy w biologii,
dużo się zmieniło. Ja się w szkole jeszcze uczyłem takiego podziału symbioz
na pasożytnictwo, komencjalizm i mutualizm.
Czy coś się w tej materii zmieniło, coś nowego doszło?
Myślę, że teraz naukowcy w coraz większym stopniu zauważają bardzo dużą...
może kontinuum różnych interakcji.
Czyli znowu niektóre organizmy mogą nie mieć efektu większego na gospodarza
lub mieć efekt pozytywny, chroniąc go przed gorszymi mikroorganizmami dla niego,
ale jeżeli gospodarz ulegnie osłabieniu, chorobie,
no to wtedy te komensalne organizmy mogą się stać patogenami.
Czyli z tego wynika, że nie ma tutaj w ogóle ostrych podziałów?
Powiedziałbym, że w dużym stopniu jest to spektrum różnych funkcji,
czy różnych efektów, w zależności od warunków środowiskowych.
Czyli np. są wirusy, które są w pewien sposób szkodliwe,
ale jednocześnie chronią nas przed dużo gorszymi wirusami.
To z tego by wynikało, że opłaca się mieć takie lekkie patogeny być może?
Oczywiście jest to bardzo specyficzne, czyli nie jest to tak,
że ten wirus ochroni nas przed wszystkim.
Natomiast w konkretnych warunkach, czyli np. presji tego gorszego,
śmiercionośnego wirusa, może dobrze mieć tego lekko szkodliwego,
który nam zapewni ochronę.
Także myślę, że jest wiele takich efektów.
To wynika z konkurencji po prostu, że ten organizm nie chce,
żeby jakiś inny zajął jego niszę, tak?
Czasem tak. Wiele mikroorganizmów aktywnie zwalcza konkurencję,
produkując związki, które blokują ekspresję,
jakieś konkretne ważnych cech innych patogenów, innych organizmów.
Jednocześnie takie lekkie patogeny mogą np. aktywować układ immunologiczny,
pomagając w zwalczaniu tych gorszych patogenów.
Także jest sporo właśnie efektów. Pewnie znowu jest bardzo szerokie spektrum.
Rozumiem. Czyli jak rozumiem, ten podział jest nadal aktualny,
ale to, co się dowiedzieliśmy, to, że te granice bywają nieostre
i czasami nie jest łatwo zakwalifikować dany organizm,
jako ma relację z innym, trzeba spojrzeć szerzej w kontekście środowiska.
Tak bym powiedział, tak.
A czy może być nawet tak, że pasożyt w toku ewolucji zmieni się w mutualistę?
Na pewno. Bardzo ciekawą grupą, na której nasze badania częściowo się koncentrują,
są bakterie z rodzaju sodalis.
Bakteria sodalis percaptivus została wyizolowana z rany człowieka,
który nadział się gdzieś kiedyś na drzewo, na jakiś ostry fragment,
rana zarupiała, jakiś lekarz wyizolował tę bakterię,
stwierdził, że jest to sodalis, przedstawiciel rodzaju,
który był znany jako symbiont wielu różnych owadów.
I kiedy to było? Od kiedy ta historia się zaczęła?
2012 może rok. Natomiast wtedy już wiedzieliśmy, że sodalis jest bakterią,
to bakteria, która jest wyspecjalizowanym symbiontem,
zapewniającym niezbędne składniki odżywcze,
różnym piewikom na przykład, czyli cykadom, różnym skoczkom.
Ale rozumiem, że nie dokładnie ta sama, która w tej ludzkiej, ropiejącej raniu występuje.
Nie dokładnie ta sama.
Muchy cece na przykład mają bakterię sodalis glossinidius,
który znowu produkuje im witaminy, których brakuje w krwi.
Aha.
Tak, sodalis występuje u różnych chrząszczy.
Ogólnie wydaje się on teraz, że jest bardzo szeroko rozpowszechniony.
I wydaje się, jeżeli spojrzymy na drzewo filogenetyczne tych różnych szczepów sodalisa,
to wydaje się, że ten sodalis wyizolowany z rany,
ten oportunistyczny patogen, który był w stanie gdzieś trwać w drzewie i w ranie,
jest jakby u podstawy tego drzewa.
Czyli wydaje się, że był przedstawicielem takiej wolno żyjącej w środowisku formy
dość oportunistycznej, która dobrze sobie radziła z zainfekowaniem różnych organizmów,
natomiast wniknąwszy do tych organizmów, często i pewnie była patogenem wielokrotnie,
tak jak u tego zranionego człowieka.
Mogła doprowadzić do infekcji, a w konsekwencji na przykład do śmierci tego gospodarza, tak?
Tak jest. Gdyby go nie potraktowano antybiotykami, to trudno powiedzieć, jakby to się rozwinęło.
Natomiast wniknąwszy do owadów, wielokrotnie obejmowała funkcje symbiota,
często wypierając jakieś starsze bakterie symbiotyczne dziedziczne,
czasem obejmując jakieś nowe role
i zaczynała dostarczać gospodarzowi składniki odżywcze,
aminokwasy i witaminy, których brakowało w pokarmie.
Jednocześnie bardzo szybko adaptując się do tego środowiska wewnątrzkomórkowego
i tracąc geny umożliwiające życie polegospodarzom.
Także wielokrotnie w ewolucji życia, powiedziałbym, że tysiące, dziesiątki tysięcy, setki tysięcy razy,
dochodziło do przekształcenia takiego wolno żyjącego sodalisa,
podobnego do tego, którego kiedyś wyizolowano z rany,
nie dokładnie tego samego, ale czegoś dość podobnego,
w takie bardzo wyspecjalizowane symbioty, które ewoluują niesamowicie szybko,
że mogą żyć tylko w komórkach konkretnych konkretnego owada,
czy konkretnego gatunku owada i dostarczają takich niezbędnych składników,
bez których też owad nie jest w stanie przetrwać.
Ale bakteria znowu nie jest w stanie przetrwać nigdzie indziej.
Więc myślę, że sodaliz jest takim szczególnie spektakularnym,
choć też nie bardzo dobrze znanym przykładem
oportunistycznej bakterii, często patogena,
która we sprzyjających warunkach może przekształcić się w niezbędnego symbiota.
I do tego dochodziło rzeczywiście bardzo wiele razy.
Czyli w zespole ewolucji symbios musicie się Państwo, jak rozumiem,
zajmować bardzo szerokim spektrum organizmów,
owadami na przykład i bakteriami, czyli bardzo różniącymi się od siebie.
Tak, ale to jest też w sumie zrozumiałe,
no bo jak właśnie wcześniej zauważyliśmy, no nie ma organizmu,
no nie wiem, chyba nie ma organizmu, nie jest stwierdzony,
na którym nie byłoby jakichś bakterii, prawda, wewnątrz czy na zewnątrz.
No tak jest, nawiązując właśnie do naszej dyskusji o mitochondriach,
czyli tak, wszyscy jesteśmy właściwie, nasze komórki to jest produkt symbiozy.
Tak, czyli można powiedzieć tak bardzo metaforycznie,
że jak jakiś lekarz zajmuje się człowiekiem, lekarz od ludzi,
czyli w medycynie, to zajmuje się też w sumie dalekimi korzenami,
bardzo dalekimi właśnie tych bakterii, a i samymi bakteriami,
bo przecież na skórze, w jeli i tak, tak.
To jest w pewien sposób tak.
Właśnie od powstania tego bardzo pierwotnego eukariota 2 mld lat temu,
tak, ta grupa dywersyfikowała, adaptowała się do nowych siedlisk,
jednocześnie wchodząc w interakcję z coraz to nowymi organizmami.
Jeden z nich stał się przodkiem chloroplastów, to była sinica,
która też zamieszkała w komórce takiego eukariota jakieś 1,5 mld lat temu
i to był wspólny przodek wszystkich znanych roślin.
To jest kolejna taka symbioza.
Natomiast te eukarioty dywersyfikowały w bardzo wielu oczywiście różnych kierunkach,
wchodząc w coraz to nowe interakcje z bardzo wieloma organizmami,
które czasem pozostawały na powierzchni, czasem wnikały w komórki.
U pierwotniaków jest niesamowite spektrum rozmaitych bakterii,
żyjących wewnątrz komórek lub na zewnątrz komórek.
Niektóre spełnią takie funkcje, które moglibyśmy
np. kręgowców uznać za funkcje organu.
Zapewne tak, funkcje odżywcze, funkcje obronne.
Natomiast te bakterie są bardzo słabo poznane.
Moi współpracownicy je badają, natomiast ja przyznam, że nie wiem o nich zbyt wiele.
No nie da się o wszystkim wiedzieć wiele.
Natomiast także w toku ewolucji owadów jest bardzo wiele przykładów,
kiedy organizmy były kolonizowane przez różne bakterie,
które czasem zamieszkiwały w komórkach i stawały się stricte dziedzicznymi.
Czasem zamieszkiwały w komórkach, ale uzyskiwały jakąś taką nieco większą autonomię,
kiedy mogły się jednak w dalszym ciągu przenosić pomiędzy gatunkami.
Niektóre zamieszkiwały na powłokach ciała, czyli na kutykuli z zewnątrz albo w przewodzie pokarmowym.
O bakteriach w przewodzie pokarmowym myślę często jako o ektosymbiontach,
czyli bakteriach żyjących poza jamą ciała, poza komórkami.
Jako, że przewód pokarmowy to jest właściwie taka rura.
Taka wewnętrzna skóra, tak?
W pewien sposób tak, przewód pokarmowy, rura otwarta na świat gdzieś z obu stron.
Ale mamy też baktery, które żyją wewnątrz, czyli nie na skórze i nie w jelitach.
U zdrowego człowieka takich bakterii nie ma.
Czyli jeżeli bakterie pojawią się gdzieś w komórkach, w krwiobiegu,
to jest to bardzo niebezpieczny stan, zagrażający generalnie życiu w wielu wypadkach.
W ostrej fazie jest to po prostu sepsa chyba, tak?
Rozumiem, że tak.
Chociaż też są bakterie, które są w stanie się maskować trochę lepiej.
Wydaje się, że borelioza jest takim przykładem.
Chociaż tutaj może lepiej mnie nie cytować, bo zresztą nie jestem ekspertem akurat w tej tematyce.
Natomiast tak, ludzie mają jednak bardzo efektywny, bardzo dobrze rozbudowany układ immunologiczny.
Bardzo dobrze sobie radzimy z wszelkimi próbami kolonizacji tego bardzo bogatego zasobu,
jaki stanowią nasze ciała przed bakteriami.
Natomiast wiele owadów, może te systemy obronne, ma nieco słabsze.
Mimo, że są niesamowicie plastyczne i dużo wcześniej wyewoluowały niż prędko.
Tak jest, ale też myślę, że wiele z owadów w toku ewolucji
przystosowało się do bycia kolonizowanym przez jakieś bakterie.
Więc w wielu wypadkach powstały specjalne organy, w których te bakterie mogą sobie mieszkać
i być w miarę bezpieczne przed układem immunologicznym gospodarza.
Rozumiem, czyli uwada nie tak jak u nas. Może być, że jakieś bakterie mieszkają wewnątrz jego ciała
i to jest dla niego homoostaza, tak?
Tak jest, to jest naturalny stan.
Na przykład wszystkie piewiki, czyli grupa, do których należą cykady lub rozmaite skoczki.
Ta grupa powstała około 300 milionów lat temu
i wiemy na podstawie analiz filogenetycznych,
że przodek wszystkich obecnie żyjących piewików był już zainfekowany
przez co najmniej dwa organizmy symbiotyczne,
betaproteobakterię i bakteroiditis,
to dwie takie duże grupy,
które kodywersyfikowały z gospodarzami.
Natomiast w wielu przypadkach jedna lub obie z nich były zastępowane przez coś innego,
przez jakieś inne mikroorganizmy,
czasem inne bakterie, czasem grzyby
lub czasem do tych dwóch bakterii dołączała jakaś inna,
często był to sodaliz.
Czasem także inne bakterie znane nieraz jako patogeny lub symbionty
tam się pojawiały.
Ale te dwa najbardziej wyspecjalizowane,
dwie najbardziej wyspecjalizowane bakterie lub inne, które je zastąpiły,
zamieszkują wnętrze komórek w specjalnych organach,
których jedyną funkcją jest właściwie utrzymywanie tych symbiontów
w dobrym stanie.
Przygotowując się na wywiad z Panem,
wydawało mi się, że Pana konikiem są głównie owada,
a teraz widzę, że tak samo i bakterie.
Tak, w pewien sposób myślę,
pewnie najbardziej mnie interesuje właśnie ta sama interakcja,
czyli w jakim stopniu owady i bakterie ze sobą współgrają.
Czyli to jest Pana główny konik,
jeśli chodzi o symbiozy, to jest bakterie i owady.
Tak jest, tym przede wszystkim się zajmuję.
Natomiast też w coraz większą, tak sporo teraz energii inwestuję w to,
żeby lepiej się zapoznać z biologią owadów.
Tak myślę, lepiej się nauczyć może rozpoznawanie gatunków polskich,
z którymi podczas moich zagranicznych podróży nie miałem tak wiele do czynienia.
Wiele moich prac dotyczyło na przykład cykad południowoamerykańskich.
No w ogóle w Polsce występują cykady?
Chyba nie, prawda?
Występują. Tak, kilka gatunków, między innymi w Dolinie Nidy.
Aha, bo tak, no teraz głównie mówiliśmy o takich tych symbiozach na pewno bardzo częstych,
owady i bakterie, ale przecież są też takie symbiozy większych organizmów,
czyli owad może żyć w owadzie również, są też takie przecież, tak?
Na pewno.
No, choćby jedna z moich ulubionych grup, endoparazytolidy.
Tak jest, to jest na pewno bardzo ciekawa grupa, czyli organizmy owady,
które składają jaja do tkanek innych organizmów.
I tam się rozwija.
Tak, także wylęgające się larwy pożerają tego gospodarza powoli od środka.
Tak, żeby nie za szybko go zabić.
Często jest tak, że na przykład kluczowy organ, czyli serce na końcu.
Tak jest, także wielokrotnie obserwowałem mszyce, które ciągle były żywe,
spacerowały, jadły, natomiast widać było, że ich wnętrze jest wypełnione
przez taką wielką larwę.
Tak więc te mszyce oczywiście były już skazane na śmierć i wkrótce, później
były zabijane, a larwa parazytolida błonkówki snuła kokon albo pod mszycą,
albo jakoś w środku, tuż pod naskórkiem, no i tam się przepoczwarzała.
Właśnie, proszę coś opowiedzieć o mszycach, dlatego że moje zainteresowanie
też zaczęło się w postawowcy blogom, ale takie powiedzmy ostatnie,
ten kolejny rzut, dzięki któremu też zacząłem robić podcast,
no to jakby było związane z pszczołami, tego też wyszło.
W pszczelarstwie jest, no to dosyć ważne, prawda, bo mszyce produkują spać,
także akurat pszczelarze lubią mszyce, nie?
Natomiast na przykład rolnicy od roślin, no często nie lubią, tak?
Bo to też bywają rolnicze szkodniki.
Także tutaj trochę na temat ich biologii wiedziałem, ale całkiem niedawno
dowiedziałem się, że przecież one też potrafią tworzyć społeczności,
których w mediach nie jest specjalnie głośno w porównaniu do innych.
Tak jest, mszyce na pewno też przyjęły wiele różnych, wychodząc pewnie
od tego pierwotnego planu, czyli dość samodzielnego owada,
który żywił się sokiem roślinnym dzięki bakteriom symbiotycznym,
które dostarczały mu...
Nic się nie dzieje bez bakterii.
Niezbędne składniki odżywcze, znowu także dziedziczne,
absolutnie niezbędne i tak dalej, i wielu innych bakterii.
Okej, czyli to odżywianie się tym sokiem i później wydzielanie spadzi,
czyli dla akurat mszyc niepotrzebnych do życia, tych części soków,
to się też dzieje dzięki bakteriom.
Tak, czyli mszyce żywią się wyłącznie sokiem roślinnym, floemowym,
który zawiera bardzo dużo cukru,
ale niewiele innych potrzebnych składników odżywczych.
Przede wszystkim aminokwasów endogennych.
Chwileczkę, egzogennych.
Essential, non-essential, tutaj zwykle mówię o tym po angielsku.
Nauka jest aktualnie w dużej części po angielsku,
więc też się czasami na tym łapię, jak przeczytam trochę artykułów,
na przykład mówię pielęgniarki na tę robotnicę,
bo jest nurses, workers po angielsku,
a po polsku się raczej mówi, no właśnie sam już teraz,
no szans zapomniałem.
Chyba opiekunki, no właśnie, bo czytam po angielsku.
Tak, tutaj na pewno trzeba uważać.
Także mszyce nie byłyby w stanie żywić się tym sokiem roślinnym,
gdyby nie bakterie bardzo wyspecjalizowane,
zamieszkujące ich tkanki, które te aminokwasy dla nich produkują.
Ale to, jak rozumiem, po odestaniu tych węglowodanów,
one mają już taką morsonną dawkę tych białek, tak?
No bo białka nie da się żyć, prawda?
Tak, czyli czynnikiem ograniczającym dla mszyc są związki azotowe,
które są niezbędną częścią aminokwasów.
Więc powiedziałbym, że tak, czyli nie mam wątpliwości,
że mszyce pobierają z rośliny dużo więcej energii w formie cukru niż potrzebują.
Czyli duża część tego przylatuje przez ich przewód pokarmowy
i jest wydalana jako odchody generalnie, czyli spadzi.
Natomiast w czasie tej wędrówki tych soków przez ich przewód pokarmowy
pobierane jest trochę cukru, bardzo nieduża część tego, co tam jest
i efektywnie wykryte są związki azotowe,
które bakterie symbiotyczne, no ale także już we współdziałaniu z genami gospodarza
przekształcają w aminokwasy potrzebne do produkcji białek,
potrzebne do rozmnażania, rozwoju.
Okej, to jest sposób żywienia generalnie wszystkich mszyc?
Tak jest.
Czyli zawsze ten pokarm roślinny zawiera bardzo dużo cukrów,
niewiele aminokwasów, bakterie są absolutnie niezbędne,
więc cukier przelatuje i jest wydalany.
Przez niektóre mszyce generalnie wydalają go i często jakoś spada na liście niżej położone,
ale one sobie dalej siedzą tam, gdzie siedziały.
Niektóre z tego sobie mają, chociaż może nie tyle mszyce,
ale na pewno inne, na pewno piewiki mają mechanizm odstrzykiwania kropelek
tych płynów przelatujących przez ich ciała trochę dalej.
Ale wiadomo po co?
Myślę, że po to, żeby wokół nich się nie gromadziło pożywka,
może dla grzybów czy bakterii, bo to dla nich także nie jest dobre.
Żeby to, co tam wtedy zaczynało się rozkładać, żeby nie przyciągało wrogów naturalnych.
Także pewnie mszyce, no też ta spać, którą wydzielają,
no to jest trochę siła wyższa, muszą w pewien sposób, nie mówię, że robić kupę,
bo trudno w ten sposób mówić o tej właśnie wodzie z cukrem,
która przelatuje przez ich ciała i właściwie bez,
przypuszczam, specjalnego trawienia jest wydalana na drugim...
No cóż, z kolei po przeróbce przez pszczoły,
czyli można powiedzieć plufocinę.
Miód to tak, niektórzy mówią wymiocinę, ale nie,
bo on nie wchodzi do, powiedzmy tak jak u nas, do energicznego organu jak żołądek,
tylko raczej tutaj do wola.
Czyli jak ludzie lubią miód spadziowy, no to i odchody mszyc i jednocześnie plufociny pszczół.
No taka jest prawda.
Brzmi to dość brutalnie, ale tak to pewnie należałoby opisać z perspektywy biologa.
Więc cieszmy się smakiem, ale może jeżeli takie rzeczy nas tutaj bardzo brzydzą,
to się nie wgłębiajmy dokładnie.
Ale z drugiej strony, jeżeli nie, no to możemy przy okazji jakąś wiedzę nabyć, prawda, ekologiczną.
No dobrze, i co z tymi mszycami?
Rozumiem na początku, tak jak większość były organizmami indywidualnymi, tak?
Tak jest. Powiedziałbym, że większość, wiele gatunków mszyc w dalszym ciągu w ten sposób sobie żyje.
Czyli uskrzydlone samice gdzieś lądują, rodzą potomstwo, ponieważ zwykle się też rozmnażają bezpłciowo,
klonalnie jakby, przez dużą część cyklu życiowego.
O tak, właśnie słyszałem o tym. One mogą być wtedy bezpłciowo po prostu, tak?
Czyli w ciele samicy niezapłodnionej powstają czy rozwijają się kolejne zarodki, tak jakby taśmowo.
I one wtedy są samicami, te klony?
Tak jest, znowu klonalnymi samicami.
Czyli podobnie jak np. u pszczół, w populacjach mszyc więcej jest samic niż samców?
W populacjach mszycy grożkowej, np. piejfit lub mszycy zbożowej,
w lecie populacja składa się właściwie tylko i wyłącznie z samic,
samic, które produkują potomstwo bezpłciowo, klonalnie.
Dopiero kiedy zbliża się koniec roku, czyli skraca się dzień, opadają temperatury,
powstaje u niektórych linii pokolenie płciowe, czyli samice płciowe,
które będą produkować jaja i samce.
Więc wtedy dochodzi do kopulacji zapłodnienia i samice składają te zimotrwałe jaja,
często w korze drzew, w jakichś takich zagłębieniach.
Więc jaja są w stanie przetrwać bardzo niskie temperatury
i wiosną wylegają się z nich bezpłciowe samice, które zaczną urodzą bezpłciowe samice
i będziemy mieli kilka, kilkanaście takich bezpłciowych pokoleń,
aż znowu dzień się zrobi krótki i znowu to pokolenie płciowe będzie.
Mają bardzo ciekawy cykl życia.
Coś przeczułem, że to klonowanie będzie jakąś przyczyną właśnie wyewoluowania społeczności, tak?
Mogę sobie wyobrazić, że tak.
Że w wielu wypadkach przez to, że właściwie wszystkie mszyce w ten sposób powstające,
czy przychodzące na świat, są genetycznie identyczne,
no to bardzo często efektywną strategią przekazania genów jest współpraca,
w wyniku której mogą powstać może wyspecjalizowane formy,
które same nie będą produkować potomstwa albo będą produkować mniej,
ale przyczynią się do zwiększonego sukcesu reprodukcyjnego swoich genetycznie identycznych sióstr.
Także wiem, że u różnych gatunków mszyc właśnie powstały,
wyewoluowały takie formy takiego życia społecznego.
I to są ausocjalne, tak jak np. u Błonkówek czy Termitów,
że jest jakaś kasta wyspecjalizowana w reprodukcji?
Tak prawdę mówiąc nie zajmowałem się tymi tematami, więc nie wiem o tym aż tak wiele.
Czyli badałem mszyce właśnie pod kątem ich interakcji z bakteriami symbiotycznymi.
To właśnie chciałem powiedzieć, na pewno pan wie jakie mają bakterie.
Absolutnie tak, ale także wrogami naturalnymi.
Tylko z tymi bakteriami to jest taka ciekawostka,
że nigdy pan nie będzie wiedział prawdopodobnie ile one mają ich wszystkich,
bo jest tak dużo tych bakterii.
Na pewno, natomiast akurat u niektórych gatunków mszyc badania prowadzono na niej,
czy badano tak wiele okazów z tak wielu różnych populacji,
że mamy dość dobre pojęcie odnośnie tego jakie tam występują bakterie.
Czyli na pewno ten jeden pierwotny symbiont, który produkuje dla nich aminokwasy,
ale oprócz tego mogą występować różne szczepy kilku innej gatunków bakterii,
symbiontów fakultatywnych, które nie są niezbędne,
ale mogą bardzo wpływać na biologię.
Na przykład chronić przed wrogami naturalnymi, patogenami,
czy osami pasożytniczymi lub wirusami,
albo wpływać na zdolność odżywiania się różnymi gatunkami roślin.
No, ale kiedy mówimy o symbiozach w mszycach,
no to aż nie można nie zapytać o to,
że jeżeli te mszyce wydzielają właśnie tą słodką spać,
no to przyroda nie lubi próżni
o ile się pojawia coś, co będzie chętnie konsumowało tą spać.
Wiem, że tym są na przykład pszczoły, ale też są mrówki,
które weszły, przynajmniej z niektórymi mszycami,
w bardzo skomplikowane relacje symbiotyczne, tak?
Tak jest. Także wiem, że wielokrotnie mszyce,
różne grupy mszyc wchodziły w relacje z mrówkami,
czyli pewnie raczej, myślę, że to się bardziej od drugiej strony odbywało,
czyli mrówki identyfikowały mszyce jako źródło pokarmu.
Tak jest. Bardzo efektywny sposób wydobywania cukrów z rośliny.
Cukrów, które oczywiście stanowią świetne źródło energii.
No tak. Po co ja mam to robić, skoro inny organizm może za mnie, tak?
Tak jest. Także wiemy, że mrówki właśnie wielokrotnie przedstawiały się
pewnie z takiej pierwotnej diety,
może wydaje się, że to było dość szerokie spektrum pokarmów,
stawały się dużo bardziej wyspecjalizowanymi roślinnożercami.
Więc jest wiele grup, które odżywiają się dietą roślinną,
często jakimś pyłkiem, nektarem, wydzielinami roślin.
I tutaj mszyce, czy odżywianie się spadzią,
pewnie jest jednym ze sposobów odżywiania się tym pokarmem roślinnym.
Bo właściwie mszyce służą jako takie ekstraktory tego soku.
Także mrówki...
W sumie my podobnie robimy np. z pszczołami miodnymi,
no bo trudno sobie wyobrazić, żebyśmy taki rozcieńczony nektar zbierali itd.
No to żadnym nawet społeczeństwom pierwotnym by się nie opłacało, tak?
Natomiast okraść gniazdo pszczół...
Tak jest. Także wydaje się, że to jest rzeczywiście bardzo dobra analogia.
Czyli nie ma wątpliwości, że bardzo wiele mrówek korzysta ze spadzi
jakoś tak oportunistycznie.
Natomiast niektóre gatunki, znowu z różnych grup,
wyewoluowały zdolność do dużo ściślejszej interakcji z mrzycami,
opiekując się nimi, często w dość wyspecjalizowane sposoby,
broniąc je przed wrogami naturalnymi,
przenosząc je na części roślin, które zapewnią im lepsze warunki,
umożliwiając im przetrwanie zimy.
Spotkałem się z takim określeniem,
że niektórzy naukowcy mówią o tym jako o hodowli.
Tak jest. Wydaje się, że jest to w wielu wypadkach dość dobre porównanie.
Także mrówki też wielokrotnie wchodziły w symbiozy z innymi organizmami,
na przykład także z grzybami.
Więc choćby mrówki...
Leafcutter ants.
Nie jestem pewien, czy jakie jest polskie określenie.
Mrówki grzybiarki.
Także hodują grzyby, odżywiają się specjalnymi ciałkami
produkowanymi przez te grzyby
i cały przemysł zbierania liści polega na dostarczaniu pokarmu tym grzybom.
W tych mrówkach konkretnie to już jest w ogóle pełna analogia do rolnictwa,
dlatego że one nie dość, że właśnie hodują tego grzyba,
są właściwie na monodiecie z tego grzyba,
to jeszcze mają, ponieważ bardzo ingerują w cykl życiowy tego grzyba,
bo większość chyba ich uniemożliwia wyrośnięcie owocników, prawda?
Tylko wegetatywnie po prostu rozmnażają,
przychodząc do innych mrowi z tego grzyba.
Mają szkodniki, bo jak coś jest w dużej ilości produkowane,
to zawsze ktoś się chętnie tym pożywi.
Mają szkodniki tego grzyba i używają z bakterii pestycydów
do niszczenia szkodników swojego grzyba.
Także to jest pełna analogia do rolnictwa, można powiedzieć.
Tak jest.
Także znowu bardzo ciekawy system,
o którym ja na pewno myślę z perspektywy symbiotycznej,
czyli ścisłe interakcje między mrówką, a grzybem hodowanym,
atakowanym przez patogeny.
Też w tej hodowli występuje wiele innych bakterii,
ale jednocześnie mrówki mają na powłokach ciała też bakteriek wyspecjalizowane,
które produkują antybiotyki zwalczające te inne grzyby.
Warto jeszcze dodać, że te symbiozysty nie mają wiele milionów lat.
Także są starsze niż rolnictwo ludzkie.
Tak jest.
I mrówki właśnie odżywiające się grzybami w ten sposób,
wydają się być jednymi z najbardziej dominujących roślinożerców
w lasach na pewno neotropikalnych, o których wiem dużo więcej.
Czytałem też o takich dość mocnych ingerencjach mrówek,
albo nawet na pewnej wyspie niektórych tylko mrowisk,
w cykl życiowy mszy, nawet do tego,
że jakoś niszczyły im na przykład skrzydła,
żeby one po prostu nie odlatywały.
Mogę sobie wyobrazić.
Czy bardziej jest to właśnie mutualizm,
czy jak by pan to określił, mutualizm pomiędzy mrówkami a mszycami,
czy eksploatacja mszyc przez mrówki?
To jest pewnie trochę pytanie w pewien sposób filozoficzne.
Tak na pewno mrówki w dość jednoznaczny sposób zyskują na tej interakcji.
Jeżeli chodzi o mszyce, to przez dużą część cyklu życiowego są chronione,
mają zapewniane bardzo dobre warunki.
Przed innymi ich szkodnikami?
Znaczy, przed szkodnikami też, tak?
Tak jest, ale ogólnie bardzo dobre, czyli przed swoimi wrogami naturalnymi,
przed pasożytami, przed jakimiś biedronkami na przykład,
innymi drapieżnikami są aktywnie chronione,
są przenoszone w lepsze stanowiska,
ułatwiane jest im zimowanie na przykład.
Chociaż to znowu zależy od gatunku.
A mrówki też mogą atakować te biedronki, tak?
Tak jest. Tak że mrówki właśnie tych najbardziej wyspecjalizowanych gatunków
bardzo skutecznie bronią, aktywnie bronią ich przed wrogami.
No i mają oczywiście swoje koszty.
Tak jest.
Ale też na pewno część gatunków mszyc jest w stanie przetrwać bez mrówek.
Niektóre są bardziej wyspecjalizowane.
I taką strategię życiową objęły,
więc można się zastanawiać,
tak na ile jest to jakaś bardzo trwała strategia
w jakiejś dalszej skali ewolucyjnej,
ale na pewno potencjał jest.
Na pewno nie jest to jakieś bardzo złe rozwiązanie.
Ale też można zastanawiać się na przykład o rolnictwie,
hodowli krów,
myślę, że z podobnej perspektywy.
Krowy są, pewnie można powiedzieć,
że są eksploatowane przez człowieka,
ale jednocześnie pewnie można powiedzieć,
że odniosły bardzo duży sukces,
bo ich abundancja obecnie jest bardzo wysoka.
Dużo większa niż była Turów przecież, tak?
Tak jest i dużo większa niż innych organizmów,
ssaków roślin żernych, z których duża część
jest pewnie na granicy, na krawędzie wyginięcia.
Tak. Są mocno eksploatowane,
no szczególnie te wyselekcjonowane rasy
do dużej mleczności, tak?
No można powiedzieć, że część to
no niezbyt, dużą część życia
spędzają w niezbyt przyjemnych warunkach,
ale no z drugiej strony na pewno są leczone
z różnych pasożytów i tak dalej.
Tak, jakość życia to jest jedna sprawa,
natomiast prawdopodobieństwo zostawienia potomstwa
to jest inna, więc opieka człowieka
generalnie sprzyja długoterminowemu
utrzymywaniu się tych linii hodowlanych
o dużej wartości dla człowieka.
Właśnie, gdybym ja był naukowcem,
może ktoś to zrobił,
to postawiłbym taką hipotezę
i spróbuję ją zbadać, czy w niektórych
tych bardzo wyspecjalizowanych mrowiskach
z mszycami nie doszło do jakiejś
selekcji mszyc na przykład na spadziowość,
że tak powiem, żeby więcej wydzielały spadzie
niż ich przodkowie.
Bardzo ciekawe pytanie.
Ciekawa hipoteza.
Wyobrażam sobie, że są pewne limity
tego jak dużo tego soku można pozyskać.
Ale być może jest jakiś potencjał,
że jest pewne spektrum, gdzie można to troszeczkę
wyśrubować, tak?
Bo zawsze organizm, no właśnie,
już powiedzieliśmy sobie, że ma koszty,
więc wydaje mi się, że kiedy taka mszyca,
bo w normalnych warunkach powiedzmy
w cudzysłowie dzikich, kiedy nie opiekuje się
nią mrowisko, no to ona też musi walczyć
z tymi pasożytami i tak dalej,
więc nie ma tyle nawet czasu
i tyle zasobów energetycznych,
żeby inwestować w tą produkcję spadzia.
W momencie, kiedy jest chroniona,
to być może mogłaby sobie pozwolić na więcej.
Tak, z tym, że spadź to jest właściwie taki
odrzut.
Coś, co przelatuje przez ich przewód pokarmowy
tak czy inaczej musi być wydzielone,
bo tej energii jest dużo więcej
niż związków azotowych, które
mszyca potrzebuje do budowy białek.
Tak to rozumiem.
Może to by jakieś otyłe mszyce były
na przykład, które by więcej tego potrzebowały.
Tak, mogę sobie wyobrazić, że
może być presja selekcyjna,
żeby pobierać więcej tego pokarmu
niż potrzeba do pozyskania
aminokwasu
związków azotowych niezbędnych.
Tak, jest to jakieś do wyobrażenia?
Mógłby w tym grać rolę
na przykład hormon, który powoduje
uczucie głodu, prawda?
To pewnie jest jedna z możliwości, tak.
Więc trudno powiedzieć, jak to mogłoby być
regulowane, ale
mogę sobie wyobrazić, że
może być selekcja dla zwiększonego
wydobywania soku roślinnego
dużo więcej niż jest potrzebne mszycy,
po to, aby przekazać go
tym innym owadom
opikującym się mszycami.
Tak na pewno jest też selekcja.
Wiem, że niektóre
gatunki mszyc
generalnie czekają na sygnał od mrówek
przed wydzieleniem tej kropelki spadzi,
więc wydzielają ją wtedy, kiedy
zostaną lekko czułkami dotknięte.
No w sumie trochę tak jak dojenie krowy,
no faktycznie.
Tak jest i mrówki sobie spijają tą kropelkę,
więc jest to pewnie
też jakaś adaptacja do tej współpracy.
Czytałem też o takich właśnie już
bardzo zaawansowanych w tych interakcjach, że
mrówki no właśnie w tych swoich
szkółkach, dla siebie też dla mrówek,
tam też właśnie opiekują się
jajami mszyc i tak dalej.
Tak, jajami czy pewnie właśnie
młodocianymi formami. Wiem, że też niektóre gatunki
żerują na korzeniach roślin.
Ale mszyc, tak?
Tak jest, więc też tutaj na pewno
mrówki w wielu wypadkach
mogą mieć rolę
w przenoszeniu mszyc
w lepsze stanowiska.
Mogę sobie wyobrazić,
chociaż znowu nie jest to temat, którym się jakoś
bezpośrednio zajmuję,
że często
w miejscach, które
w tych najbardziej wyspecjalizowanych gatunkach mrówek,
w miejscach, które są szczególnie
dobre dla mszyc,
to będzie dobre miejsce
dla założenia kolonii tych mrówek.
Bo wszystko wtedy będzie mogło być w jednym miejscu.
Więc pewnie to w ten sposób może
funkcjonować.
Jednym z następnych
owadów, którymi pan się zajmował, są cykady.
Więc powiedzmy właśnie trochę już pan wspomniał
o cykadach i się zdziwiłem, bo myślałem, że
one bardziej lubią jednak tropikalne klimaty.
Grecja i
Śródziemnomorskie.
Tak jest, na pewno jest większa różnorodność
cykady w tropikach.
Ja konkretnie zajmowałem się
podczas mojego drugiego stażu podoktorskiego
w Uniwersytecie w Montanie
na początku przede wszystkim
cykadami chilijskimi.
Rodzaj Tetigades, bardzo słabo
poznany,
u którego badałem przy użyciu
metod genomicznych i mikroskopowych
ewolucję tych bardzo, bardzo wyspecjalizowanych
organizmów symbiotycznych.
Bakterii oczywiście.
Bakterii, owszem.
Także głównym tematem moich
badań, na podstawie którego
też uzyskałem habilitację niedawno,
dwa lata temu, więc nie aż tak niedawno,
była właśnie ewolucja
genomów i organizacji
tych bakterii symbiotycznych bardzo wyspecjalizowanych,
zamieszkujących w wyspecjalizowanych
tkankach, przekazywanych
z pokolenia na pokolenie od
200 mniej więcej milionów lat.
Natomiast
tak także
jeden z tych symbiontów
u wielu różnych linii cykad
wyewoluował w sposób
w ten sposób
nową organizację biologiczną,
czyli tam, gdzie kiedyś był
jedna linia komórkowa
symbionta,
powstało kilka różnych linii,
każde o bardzo zredukowanym genomie,
czasem kodującym zaledwie, na które
się składało zaledwie kilkanaście genów
i te wszystkie linie współpracowały
przy produkcji
związków
odżywczych, niezbędnych
owadowi.
Współpracowały w utrzymaniu się
przy życiu, czyli wymieniały
wygląda na to, że muszą wymieniać
pomiędzy sobą podstawowe białka
niezbędne do
podstawowych funkcji komórkowych.
Także ten cały kompleks
linii symbiotycznych odmiennych
genetycznie w obrębie jednej cykady
funkcjonuje jakby tak jakby
ten jeden pierwotny symbiont.
Generalnie te kompleksy
symbiotyczne powstały raczej w
różnych liniach rozwojowych cykad,
zwykle stosunkowo niedawno
i wydaje się, że się komplikują z czasem.
Czyli wychodzimy od jednego symbionta,
który się rozpada, czy rozdziela
na dwie różne linie, z które
później zaczynają się rozdzielać w większym stopniu
i tak dalej, na przestrzeni kilku milionów lat.
Kilku, może kilkunastu.
Ale wygląda na to, że duża część
cykad
na pewno czyliskich, ale także
mamy teraz dane,
kończymy teraz artykuł
generalnie, w którym
planujemy dane dla kilkuset różnych gatunków.
Wydaje się, że
te kompleksy symbiotyczne
powstały, wyewoluowały wielokrotnie
w różnych liniach cykad z całego świata.
Niezależnie, tak?
Tak jest.
Często to widzimy, znaczy w innych aspektach,
na przykład też eosycjalność u błonkówek
podejrzewa się, że wielokrotnie też wyewoluowała.
Tak jest. Natomiast też
co ciekawe, jeżeli chodzi o te symbiozy mszyc,
to że jednocześnie wielokrotnie doszło do
zastąpienia tego szybko
ewoluującego, rozpadającego się symbiota
przez grzyby patogenne
z rodzaju Ophiocordyceps,
który jest znany
jako nowy, specjalizowany patogen,
który m.in. może
wpływać na zachowanie
zainfekowanych mrówek itd.
To jest ten, który później powoduje
śmierć tej mrówki wgryzionej.
Tak jest, zombie, mrówki zombie.
Z grzybem na głowie, na trupie mrówki.
To jest właśnie ten.
I on też występuje u cykad, tak?
Tak jest. Ophiocordyceps to jest grzyb.
W obrębie tego rodzaju
jest bardzo dużo różnorodności.
Natomiast większość linii,
może wszystkie linii Ophiocordycepsa są
specjalizowane do atakowania konkretnych owadów.
Także cykady
mają swoje wyspecjalizowane
patogeny
z rodzaju Ophiocordyceps.
Więc jest duża różnorodność tego.
Natomiast także w obrębie
patogenów
Ophiocordyceps, w obrębie tej grupy
są także linie wyspecjalizowane do atakowania
konkretnych gatunków cykad.
Ale właśnie te grzyby wielokrotnie
zastąpiły endosymbionta,
tego degenerującego się
symbionta w tkankach cykady
i same stały się
symbiontami dostarczającymi składniki odżywcze.
I już nie zabijają tych cykad.
I teraz stały się absolutnie niezbędnym.
A jak produkują owocniki?
Już nie produkują owocników.
Występują tylko w formie takich jednokomórkowych
drożdży jakby,
które zamieszkują, generalnie zamieszkały
w tkankach cykady,
w organach cykady, często w tych samych
wyspecjalizowanych organach,
w których wcześniej
zamieszkowały bakterie symbiotyczne
i są obecnie przekazywane przez system
układ rozrodczy, tak jak kiedyś były
przekazywane bakterie.
Razem z gametami jakoś?
Tak, generalnie w
ciele samicy
powstają jaja.
Podczas kiedy powstają jaja,
to symbionty opuszczają
te wyspecjalizowane tkanki,
w których zwykle żyją
i migrują przez ściany
jajowodu,
że tak można to określić,
do jaja.
I tam tworzą
taką kulę bakteryjną.
To niesamowite.
Podczas gdy jajo się w pełni formuje,
tworzą się usłonki,
zanim to jajo całkiem się zamknie
i zostanie złożone.
Czyli rosnący zarodek już jest otoczony
swoimi symbiotycznymi bakteriami.
Tak jest. Czyli wtedy, kiedy już dochodzi
do połączenia się gamet,
w tym jaju, na jednym z jego biegunów zwykle,
jest kula
bakterii symbiotycznych
albo bakterii i grzybów,
w zależności od konkretnej linii cykady.
I następnie,
podczas kiedy zarodek
się rozwija, to ta kula
bakterie z tej kuli migrują
do
różnych typów
komórek, które
utworzą ten bakterium,
zanim jeszcze zarodek
opuści to,
czy młoda nimfa
opuści to jajo.
Przypuszczam, że taki zarodek bez tych bakterii by po prostu
obumarł. Tak jest, absolutnie.
Tak one są absolutnie niezbędne
do rozwoju, a także
zarodkowego, z tego co wiemy,
bez tego doszłoby
na pewno do nieprawidłowości rozwojowych.
Natomiast są też absolutnie niezbędne
po wykluciu się
z jaja takiej nimfy,
kiedy zaczyna się pobierać pokarm,
czyli soki roślinne, bo wtedy
potrzebne są aminokwasy.
Czyli tutaj mamy pełną
ścisłość koewolucji, bo one
przy reprodukcji informacja
powielana jest jednocześnie,
zarówno z cykady i z tych
bakterii właściwie.
To może można mówić o jakimś superorganizmie
jednym, bo to już jest tak ścisłe, powiązane,
że to niemalże to mitochondrium zaczyna
przypominać, tylko że nie jest wewnątrz komórki.
Jest wewnątrz komórki.
Czyli te symbioty także występują w obrębie
komórek
specjalnych, wyspecjalizowanych
komórek.
Wewnątrz komórki cykad występuje bakteria,
która może ją opuścić i na przykład
powędrować sobie do zarodka.
Tak jest.
Także też chętnie podzielę się zdjęciami
mikroskopowymi.
A ona nie niszczy tej komórki?
Ma jakieś takie po prostu białka, które powodują,
że ta błona komórkowa się otwiera na tą bakterię?
Powiedziałbym, że to nie tyle.
Bakterie mają tak bardzo zredukowane genomy.
Generalnie podczas ewolucji utraciły jakieś 97-98%
wszystkich genów.
Także są to najmniejsze znane genomy
spośród wszystkich znanych bakterii.
Więc pozostałe geny to jest
stosunkowo nieduży
zespół genów
niezbędnych do utrzymania
podstawowych funkcji komórki.
Czyli na przykład do transkrypcji
lub translacji.
Tak jest duży zestaw białek rybosomalnych,
jest RNA rybosomalne
i oprócz tego są geny niezbędne do produkcji aminokwasów.
Natomiast wszelkie geny,
które wolno żyjące bakterie
używają do komunikacji,
interakcji z otoczeniem, są utracone.
Więc teraz to gospodarz
dostarcza zdecydowaną większość
białek potrzebnych do funkcjonowania
tych wyspecjalizowanych symbiontów.
Tak jak w wypadku mitochondrium.
Wydaje się, że przynajmniej w niektórych wypadkach
to są nawet te same mechanizmy
i te same białka,
warianty tych samych białek,
które są dostarczane
bakteriom symbiotycznym
i mitochondrium.
Rozumiem.
Przypuszczam, że podobnie jak w takim razie mitochondrium
można by linie ewolucyjne
tych organizmów
cykadobakteryjnych wręcz
śledzić po prostu
tylko śledząc genom bakterii.
Tak jest. Czyli te symbionty
kodywersyfikują z gospodarzami.
Czyli drzewo filogenetyczne bakterii
w dużym stopniu odzwierciedla,
czy pokrywa się z drzewem filogenetycznym
gospodarza, czy drzewem filogenetycznym
mitochondriów, które także możemy sobie
niezależnie tutaj
uzyskać. Rozumiem. Teraz jak będę patrzył
na filmik ze śpiewającą cykadą,
zresztą bardzo fajnie, to będę miał
też w głowie, że patrzę na niewidoczne
bakterie, które z nią służyły.
Tak jest. Więc cykady, ale też inne
spokrewnione organizmy mogą funkcjonować
i robić to co robią, śpiewać m.in.
tylko dzięki temu,
że od 200
milionów lat,
zapewne od pojawienia się wspólnego
przodka wszystkich cykad, były tam te dwie
wyspecjalizowane bakterie, które im
dostarczały składniki odżywcze, były przekazywane
bardzo ściśle z matek na potomstwo.
Ale czy fizjologicznie te bakterie też
odpowiadają za ten śpiew, cykad?
Nie.
Także te bakterie dostarczają aminokwasy,
produkują aminokwasy i witaminy,
dzięki którym cykada jest w stanie
w ogóle się rozwijać, jest w stanie przetrwać
na tym bardzo ubogim pokarmie.
Panie Piotrze, przed rozmową,
przed nagraniem zdradził mi już Pan,
że jest Pan sceptykiem
tej hipotezy,
tej ciekawostki takiej matematycznej,
którą ja wyczytałem, odnośnie
tego, że to matematyka,
liczby pierwsze spowodowały, że się oddzieliły
populacje. Już tłumaczę, o co chodzi, słuchajcie.
Są dwie takie szczególne populacje cykad,
które
są całkowicie izolowane,
jeśli chodzi o dobór płciowy,
bo cykady są takie,
że hibernują dość długo, a osobniki
dorosłe, które się krzyżują,
mogą żyć krótko. I jest taka populacja
na jednym terenie jednocześnie,
która budzi się co
13 lat i taka, która budzi
się co 17 lat. I to ma powodować,
według tej hipotezy matematycznej,
że one mają
najmniejsze możliwe
prawdopodobieństwo, że się jednocześnie spotkają
i hipoteza jest taka, że
musi być jakaś
izolacja seksualna
po prostu,
że jakaś jest adaptacja, żeby
one się nie krzyżowały ze sobą.
Tak może trochę inaczej to
opowiem. Czyli
w Ameryce Północnej,
w Stanach Zjednoczonych,
pewnie najbardziej spektakularnym
gatunkiem cykad są cykady periodyczne
z rodzaju Magi Cicada.
Należy tam jakieś 7 gatunków,
które generalnie tworzą,
możemy określić jako
4 takie
i na to się składają 3 pary
gatunków, 13-letnich i
17-letnich.
Te cykady mają bardzo zsynchronizowane
pokolenia,
także
w jednym,
na danym terenie generalnie
wszystkie cykady pojawiają się co
13 lat, się masowo wylęgają.
Często w bardzo, bardzo dużych ilościach.
Także
właściwie na pewno bardzo to zwraca
uwagę wszystkich.
Wiem, że nawet są
jakieś specjalne strony internetowe,
które pomagają w planowaniu wesel tak, żeby
przypadkiem cykady tam się nie pojawiły,
bo znowu i nie pokryły grubą warstwą
wszystkiego i nie zagłuszyły śpiewem
wszystkiego. Także jest to coś, co
bardzo, bardzo zwraca uwagę.
Więc wiem, że generalnie w Stanach
Południowych tam
dominują populacje,
czy
gatunki 13-letnie.
Bardziej na północ raczej są to te populacje,
które co 17 lat się pojawiają.
Czyli ja pomyliłem, one nie występują na jednym
terenie, okej. Natomiast w niektórych
rejonach się pokrywają,
taki zarówno te
13-letnie, jak i 17-letnie
pokolenia się
pojawiają.
Pojawiają się wtedy
w różnych latach,
czyli niektóre co 17, niektóre
co 13.
Natomiast też są
lata, kiedy pojawiają się
zarówno te, jak i
te.
Wiem, że
są jakieś możliwości
krzyżowania się pomiędzy
nimi. Czyli generalnie w
obrębie, jeżeli
zbudujemy drzewo filogenetyczne dla
tych
cykat 17-letniej
i blisko spokrewnionej 13-letniej,
to zobaczymy, że różne populacje 13-letnie
i 17-letnie generalnie tam będą wymieszane.
Także właściwie pod względem
genetycznym
nie jest oczywiste,
że
są to różne gatunki.
Moi współpracownicy,
Chris Simon z University of Connecticut,
eksperymentowała
i próbowała krzyżować
cykady z różnych populacji, różnych stanowisk.
Wiem, że także te 13- i
17-letnie.
I generalnie jest płodne.
Powstaje potomstwo,
są płodne potomstwo.
Natomiast są pewnie
ograniczone możliwości tego krzyżowania się.
No tak, ale pytanie jest podstawowe, dlaczego
doszło do ewolucji właśnie takich 13- i
17-letnich, no bo matematycznie
można zauważyć, że to faktycznie
zmniejsza prawdopodobieństwo ich spotkania się.
Tak, nie sądzę, żeby tutaj bardzo chodziło o
prawdopodobieństwo spotkania się samych
cykad. To jedna z hipotez,
która wydaje się mieć spore
poparcie,
chociaż przyznam, że nie jestem do niej przekonany,
to jest to, że u tych bardzo
długo żyjących cykad
wyewolowały cykle życiowe,
które, czyli albo 13, albo 17 lat.
Zarówno 13, jak i 17
to są liczby pierwsze,
więc bardzo ciężko byłoby się
wrogom naturalnym
zsynchronizować z cykadami, tak żeby na przykład
co drugie pokolenie
owada drapieżnego
żyjącego na przykład 3, albo 4,
albo 5 lat, mogło się
natknąć na
ten masowy wylek cykad.
No tak, bo wtedy stołówka.
Tak jest, także na pewno bardzo ciężko byłoby
o ewolucję
drapieżników, które
co...
mają też
17-letni cykl życiowy,
więc taka ewolucja
tej długości pokoleń 13-17
była zasugerowana jako sposób
ucieczki przed
wyspecjalizowanymi drapieżnikami.
Tak też właśnie, co ciekawe,
wiadomo, że nawet w jednej populacji
pojawiają się osobniki,
które wynagają się wcześniej lub później
i też często jest to zmiana
o 4 lata,
czyli w 17-letniej populacji
u 17-letniego gatunku są osobniki,
które przechodzą na świat, czy wychodzą
z podziemi,
bo one generalnie żyją pod ziemią przez te
13 lat i wtedy wszystkie masowo wychodzą na powierzchnię,
po 13 latach już
lub po 21.
A, czyli jednak jest tutaj
jakiś rozkład normalny
i są pewne osobniki, które
są odchyleni.
Tak jest, też u cykad 13-letnich wiem, że niektóre pojawiają się
po 5 latach, a niektóre po 17.
Czyli też liczby pierwsze.
Tak, natomiast
wiem, że wtedy bardzo efektywnie
są one odsiewane przez dobór.
Te cykady są właśnie szczególnie,
nie jestem pewien, jak to ładnie określić,
mają, powiedziałbym,
dość ograniczoną
reakcję na inne
organizmy, czyli bardzo łatwo można
się do nich zbliżyć, wziąć je na rękę
i dalej one będą śpiewać, generalnie nie uciekają.
Także wtedy, kiedy jest taki masowy
wylek, no to stanowią
bardzo cenny pokarm,
główne źródło pokarmu dla wielu organizmów,
które jedzą tyle cykad, ile mogą,
ale jest ich tak dużo, że
większość z nich właściwie
przez drapieżniki
zostanie ochroniona przed drapieżnikami
przez to, że drapieżniki po prostu nie są w stanie
wszystkiego przejeść.
Natomiast te osobniki, które
przejdą na świat, czy wyjdą na powierzchnię,
rok wcześniej,
albo 4 lata wcześniej,
albo rok za późno,
no to wtedy ciągle będą
dość bezradne.
A będzie ich mało. Tak jest.
Więc wtedy prawdopodobieństwo,
że dożyją do złożenia
jaj, dla nich jest bardzo
nieduże, więc raczej będą dość efektywnie
odsiane przez dobór naturalny.
I to ewentualnie wspiera jakąś hipotezę?
Te osobniki...
Tak, czyli na pewno teraz jakoś te
13-letnie i 17-letnie cykle życiowe
wyewoluowały i teraz, kiedy
w różnych rejonach Stanów
13- i 17-letnie populacje są...
Tak się układają,
że właściwie tylko co 17
albo co 13 lat one masowo
wychodzą na powierzchnię.
Jest teraz już bardzo silny dobór
przeciwko odejściu
od
tego optymalnego okresu.
Natomiast jak to
mogło wyewoluować? Czy faktycznie była to
troszeczkę przed drapieżnikami? Czy jak
postulowaliśmy, takie bardzo
spowolnienie rozwoju
przez niesamowitą
degenerację ich symbiontów?
Jako że te cyklady periodyczne mają najbardziej
skomplikowane kompleksy symbiotyczne
złożone właśnie z szalonej ilości bardzo szybko
ewoluujących linii,
które wydają się bardzo, bardzo nieefektywne
w produkcji tego, co mają produkować.
Więc być może
właśnie ten bardzo duży stopień
skomplikowania bakterii symbiotycznych
spowolnił cyklady i je gdzieś wepchnął
w takie tak bardzo wieloletnie
cykle rozwojowe.
Choć jednocześnie jest też hipoteza, że
być może to, że
te cyklady tak długo się rozwijają
bardzo rozluźniło presję
selekcyjną
na symbionty. Także dzięki temu
symbionty miały dużo więcej przestrzeni, żeby
się zdegenerować,
dopóki jednak coś tam wyprodukują.
Czyli jest to
zagadka nadal naukowa.
Trudno właśnie powiedzieć.
Natomiast symbionty znowu tutaj się wpisują.
Okej. No wszędzie one są.
Dobra.
Trochę zmieńmy, panie Piotrze,
temat i pomówmy sobie o
kryzysie klimatyczno-ekologicznym.
Chociaż w mediach się też
spotyka takie określenie jak katastrofa.
Ale w którymś studencji ze mną używał pan
tego pierwszego. Czy można to traktować
wymiennie, czy jest pan zwolennikiem
bardziej tego, czy tego określenia?
Tak. Termin katastrofa
pewnie powiedziałbym, że wielu osobom się kojarzy
z jakimś pojedynczym wydarzeniem.
W pewnym momencie
się wszystko wali
i potem pozostają
tylko zgliszcza.
No w sumie trochę z tą apokalipsą, o której
trochę się kojarzę, o której później porozmawiam.
Tak jest. Apokalipsa owadów, no także
właśnie w ten sposób tutaj pewnie termin
można interpretować.
Nie ma wątpliwości,
że na skutek działalności człowieka
bardzo zmieniły się
warunki, czyli populacja ludzi
rośnie, globalna.
Rosło bardzo szybko,
w dalszym ciągu rośnie.
Ludzie wykorzystywali
coraz większą część
powierzchni ziemi
do produkcji żywności przede wszystkim.
Także obecnie
mniej więcej połowa powierzchni ziemi,
która się
nadaje w ogóle do wykorzystania,
jest wykorzystywana pod produkcję żywności,
przede wszystkim hodowlę bydła.
Aby chronić
uprawy, ludzie zaczęli
stosować pestycydy, związki chemiczne,
które
w założeniu powinny eliminować
konkretne szkodniki,
ale
na konkretnych roślinach,
ale w praktyce mają
dużo szersze spektrum działania i bardzo
często są rozpylane w taki sposób,
że wpływają na
okoliczne siedliska,
często dość oddalone
i szkodzą
niemal wszystkim
organizmom, które tam występują.
Chociaż tu jest chyba jakiś postop.
Pewnie on jest niewystarczający,
bo kiedyś stare pestycydy były jeszcze
gorsze niż te, co są teraz na przykład.
Na pewno.
Tak, ale znowu to bardzo zależy
od konkretnego miejsca.
A jednocześnie ludzie potrzebowali energii,
więc paliwa kopalne
tutaj
stały się
oczywiście bardzo dogodnym zasobem,
więc nie ma żadnych wątpliwości, że poziom
dwutlenku węgla szybko rośnie.
W związku z tym
się teraz bardzo wyraźnie koreluje
średnia temperatura
globalna,
także notujemy wyraźny wzrost tej średniej temperatury
w stosunku do średnich
wieloletnich.
Natomiast wzrost średni
to jest jedna sprawa,
ale pewnie najbardziej
wpływają na
ekosystemy zjawiska
ekstremalne, czyli to, że
teraz dużo częściej
opady lub ich brak
lub temperatury
bardzo mocno odchodzą od średniej
wieloletniej, co prowadzi
do występowania
szczególnie intensywnych
upałów,
szczególnie intensywnych susz,
po których z kolei następują powodzie,
nieraz określane jako bezprecedensowe
czy stuletnie.
Tak susze też prowadzą,
bardzo ułatwiają powstawanie pożarów,
także
zapewne wszyscy słyszeli
o dramatycznych pożarach
we wielu różnych częściach świata.
W 2019,
później w 2020,
w roku 2021
pożary na przykład
na zachodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych
znowu przebiły
rekordowe pożary z ubiegłego roku.
Także pomiędzy wszystkimi tymi czynnikami
plus innymi, jak gatunki inwazyjne na przykład,
czy eksploatacja może bardzo
konkretnych gatunków, globalne
zbiorowiska owadów są ewidentnie
pod bardzo silną presją.
Czyli jak rozumiem, czy
używamy bardziej kryzysu, czy
katastrofy, zależy po prostu od punktu
widzenia, tak?
Powinno się, wydaje mi się,
dostosowywać język
do odbiorcy, czyli tak, żeby on dobrze zrozumiał
po prostu o co mniej więcej chodzi.
Na pewno, więc katastrofa, pewnie trudno mówić o jakimś jednym bardzo
konkretnym wydarzeniu,
jednym bardzo konkretnym momencie, kiedy wszystko się
zawaliło, natomiast
wzrastająca presja ludzi
na ekosystemy,
na systemy naturalne,
wzrastająca
intensywność tych zjawisk ekstremalnych
związanych ze zmianami klimatycznymi,
coraz bardziej nasila presję na te
naturalne zbiorowiska, na występujące
tam gatunki. Dodatkowo chyba sprawę
komplikuje to, że to jest relatywne, bo na przykład
dla ludzi, którzy tam mieszkali
na przykład pozary w Australii niedawne,
były zapewne katastrofą, szczególnie
dla tych lokalnych, ale na przykład
dla organizmów pirofitów,
one się być może cieszą, prawda? Bo mają
ten okres wzrostu teraz.
Pewnie można by
tak sobie myśleć.
Natomiast
też wiem,
że jest sporo
gatunków,
drzew na przykład było przystosowanych do
tego, że regularnie występują pożary
i także
w wypadku niektórych gatunków dopiero po pożarach
otwierają się szyszki na przykład.
Jest to dobry moment na
rozmnażanie się,
zajmowanie nowych siedlisk.
Natomiast wiem też,
że ze względu na tą bardzo wysoką intensywność
pożarów, na to, że te susze
naprawdę były ekstremalne i temperatury
naprawdę wysokie, to te drzewa,
które wyewoluowały
odporność na ogień, jednak ta odporność
w wielu wypadkach była niewystarczająca.
Tak więc słyszeliśmy
ostatnio, może jakiś miesiąc
temu o tym, że
w Stanach Zjednoczonych, w Kalifornii te
bezprecedensowe pożary objęły
także, tak też w ubiegłym roku,
objęły także rejony występowania tych
ogromnych sekwoi,
które generalnie są odporne na ogień.
Stały tam od
bardzo wielu setek lat.
Już jeden pożar wokół nich był, tak?
Tak jest. Często ponad tysiąc lat.
Natomiast w wyniku tych pożarów
także one umierały.
Czyli połączenie tej bardzo wysokich temperatur,
ekstremalnej suszy i ognia
sprawiało, że jednak ten ogień
je zabijał.
Czyli konkluzja jest taka, że mocno przyspieszamy
zmiany, które mogą być rewolucyjne.
Rewolucyjne.
Tak jest. Raczej nie ma wątpliwości, że teraz
to znaczna intensyfikacja
ekstremalnych zjawisk pogodowych,
czyli to, że jest tak bardzo gorąco i tak mało opadów
w tej Kalifornii, ale też w wielu innych
częściach świata,
gdzie jest może mniej i mniej mediów,
więc rzadziej o tym słyszymy,
spowodowała, że pożary
lub inne zjawiska, które tam występują, są naprawdę
ekstremalne, w wielu wypadkach
także przełamując odporność
lokalnej gatunków, nawet tych
zaadaptowanych do regularnych pożarów.
Jasne.
No to dziękuję za odpowiedź.
Myślę, że na ten temat to w ogóle
dość sporo można znaleźć
w mediach takich
tych bardziej powiedzmy
rozsądnych, prawda? Są całe portale
poświęcone temu zagadnieniu, więc jak ktoś będzie
chciał, to sobie doczyta.
Tak jest. Na pewno można, natomiast też tutaj
się może jeszcze swoimi doświadczeniami
podzielę, czyli coś, co na pewno bardzo spowodowało moje
takie zainteresowanie
szczególne tą tematyką
kryzysu klimatycznego
było to, że podczas moich zbiorów
w Ameryce Południowej w Chile
w 2017 roku doszło
właśnie
do takich ekstremalnych pożarów
bezprecedensowych, więc część
stanowisk, na których zbierałem owady,
spłonęła po prostu.
Podobnie w Montanie, w której mieszkałem
od 2014 do
2018, także
tam wtedy były bardzo duże intensywności pożary
przez bodajże 3 z 4 lat,
które tam, czy sezonów letnich,
które tam spędziłem, do tego
stopnia, że
przez dużą część roku to
był, a
widoczność, czy przez dużą część lata
widoczność była bardzo słaba ze względu
na dym z tych wielkich pożarów.
Ale ten rejon jest zaludniony też, tak?
To z niego był rzadko zaludniony, natomiast
wokół miejscowości Mizula, w której
mieszkałem, były pożary obejmujące
dziesiątki kilometrów kwadratowych,
kilkadziesiąt kilometrów na wschód i na zachód
i na południe w tym samym czasie
i było to naprawdę dość dramatyczne.
Także też znowu wiele z tych rejonów,
w których także zbierałem cykady montańskie,
także właśnie
zostało dotkniętych przez te pożary.
No i dotknęło to pana osobiście, tak?
W pewien sposób wpłynęło to
wprost na organizmy, które
mnie zafascynowały,
ale oczywiście słyszałem od wielu osób,
że coś takiego nie miało wcześniej miejsca.
Więc tak,
że właśnie tutaj też takie
osobiste doświadczenie, które pewnie
mnie popchnęło trochę na ścieżkę
uwzględnienia
w większym stopniu tych
zmian środowiskowych,
kryzysu,
tutaj wynikającego z tych zmian klimatycznych,
też jako część mojej badania.
Jasne. Aha, czyli tym się pan
też już naukowo zajmował, tak?
Taki jest. Jedna z głównych
linii,
głównych programów badawczych w moim zespole
dotyczy
zróżnicowania mikrobiomu
u różnych gatunków owadów,
zróżnicowania i rozmieszczenia.
Więc coś, co bardzo mnie interesuje, to
na ile te
mikroorganizmy mogą wpływać
na odpowiedź owadów
na zmieniające się warunki.
Wiemy, że są symbioty,
które mogą chronić owady przed
szokiem cieplnym,
przed wysychaniem, przed wrogami naturalnymi,
którzy mogą się
pojawić nagle na przykład
jako organizmy inwazyjne.
Mogą umożliwić
odżywianie się nowym pokarmem.
Wiemy, że niektóre z tych symbiontów
przemieszczają się pomiędzy gatunkami.
Wiemy, że mogą
po pojawieniu się
w jakiejś lokalnej populacji, mogą bardzo szybko
rozprzestrzenić się nawet na całym kontynencie.
Także wydaje się, że jest
spory potencjał do tego,
żeby symbionty do takiej
przyspieszonej adaptacji
niektórych gatunków, przynajmniej,
poprzez przyjęcie
symbiontów, które
od razu zapewnią
dość wysoki poziom jakiejś cechy.
W tym nowym środowisku zmienionym.
Tak jest. Czyli na przykład
umożliwiając, znacząco
zwiększając odporność na
powiedzmy upały.
No właśnie. I tutaj jest moje pytanie, bo
jeżeli wziąć cały klat owadów pod uwagę,
no to różne katastrofy,
mniejsze lub większe
zmiany klimatu, ale oczywiście
wiadomo, że to nie mówimy w ciągu roku,
tylko w skali geologicznej, bo
kilka tysięcy lat to jest w sumie szybko
w skali geologicznej.
Były już niejednokrotnie wcześniej
i wydaje się, że owady są najliczniejszą grupą
zwierząt, z tego co się orientuję.
Jeżeli chodzi o ilość osobników,
pewnie można się zastanawiać,
jak to się ma do kryla na przykład.
Także nie jestem pewien.
Okej, to lądowy.
Tak jest. Natomiast na pewno,
jeżeli chodzi o ilość gatunków,
różnorodność strategii
życiowych, ilość osobników,
tak owady na pewno
dominują. Wydaje się, że mają tak
niesamowite adaptacje, o której zresztą
i symbiozy przy okazji, o której pan właśnie
przez chwilę nawet wspomniał, że wydaje się, że
do tej pory były
jako klat elastyczne,
albo też większe ekosystemy, dość
elastyczne, no i plastyczne
na takie zmiany.
Tak jest.
Na pewno.
Czy one mogą być bardziej plastyczne na przykład
niż kręgowce w odniesieniu do
nadchodzących?
Na pewno
można by powiedzieć, że były bardziej
plastyczne, czyli poprzez
wyraźnie
na pewno
dużo krótsze cykle życiowe dla wielu gatunków,
ale też większe populacje,
największe zróżnicowanie genetyczne w obrębie wielu populacji.
Powiedziałbym, że możliwość
odpowiedzi na zmieniające się
warunki, pojawianie się nowych gatunków,
może jakieś przesunięcia
środowiskowe
i tak dalej była dość
duża.
Tak też właśnie
taka hipoteza, którą
wierzę osobiście,
nawet jeżeli nie mamy na chwilę obecną
danych do jej poparcia,
jest to, że właśnie mikroorganizmy symbiotyczne
w bardzo dużym stopniu ułatwiały
adaptację i szybką odpowiedź na
właśnie jakieś szczególnie
stresogenne czynniki, które mogą się pojawiać.
Tak, natomiast...
Nie powiedziałem nieprawdy
o tej plastyczności, w tym sensie pan powiedział.
Myślę, że tak.
Chociaż też pewnie można jednocześnie
powiedzieć, że kręgowce
większe, zdolne do pokonywania
pewnie w wielu wypadkach dużo większych odległości,
zdolne nieraz do lotu,
o bardziej złożonym behawiorze
też były w stanie...
No z tym lotem to jest ciekawe,
bo w sumie ptaki jako lotne dinozaury
to właściwie trochę na to wskazują.
Tak więc też na pewno
kręgowce
powiedziałbym, że jeżeli chodzi
o behawior, to mają większe pole
do takiej odpowiedzi
czy może
adaptacji przez odpowiedź
taką behawioralną,
jeżeli chodzi o zachowanie.
A u człowieka jeszcze poza symbiontami jest
technologia, która też tutaj może
pomaga.
Natomiast jak chodzi o takie dostosowanie przez
fizjologię...
To owady są mistrzami.
Powiedziałbym, że owady są na pewno w lepszej
pozycji od kręgowców.
Mistrzami razem, mając na myśli
cały organizm, czyli razem z tymi bakteriami,
które na pewno dużo im dają.
Uważam, że bakterie tutaj stanowią też
znaczącą część tej
odpowiedzi.
Natomiast
obecnie warunki zmieniają się bardzo szybko.
I powiedziałbym, że bez względu na to,
jak dobre są zdolności adaptacyjne
organizmu występującego
w jakimś lesie, jeżeli ten las
i otaczające go
dziesiątki czy setki kilometrów kwadratowych spłoną
w wyniku bardzo intensywnego pożaru,
w wyniku czego zginie
większość gatunków roślin, zwierząt
i tak dalej,
no to jednak szanse przetrwania
w tym bardzo zmienionym środowisku
dla owadów, które często
są, w zdecydowanej większości
są specjalistami dla jakichś
może warunków
wilgotności,
nasłonecznienia, temperatur,
roślin żywicielskich, innych gatunków,
z którymi wchodzą w interakcję.
Jeżeli nastąpi właśnie taka zupełna
zmiana
warunków
życia poprzez
pożar, który po prostu wymiecia
wszystko,
no to jednak to pole
do odpowiedzi
adaptacyjnej
może być jednak nieduże.
No właśnie i tutaj się pojawia
kolejne takie określenie,
które się w mediach,
robiłem trochę research na ten temat, pojawiło się
chyba w 2017 roku,
pierwszy raz w New York Times,
ale później też jeszcze
w innym
gazecie popularnej, natomiast jeszcze
zostało użyte chyba
przez Dava Golsona
po raz pierwszy w publikacji naukowej.
Można powiedzieć, że to jest
blisko znaczne określenie, czyli apokalipsa owadów
czy armagedon.
Armagedon owadów.
I napisał pan też
w 2019 roku
taki krótki artykuł.
Jest pan swój twórcą
na portalu Nauka dla Przyrody
pod tytułem Globalna Apokalipsa Owadów.
Źródłem do tego danych jest
taka publikacja z 2017 roku
bodajże, w której
autorzy przewidują, że
dokona się apokalipsa owadów
w ciągu 100 lat, czyli jakoby
wszystkie miały wymrzeć w ciągu 100 lat.
Muszę przyznać, że rozmawiałem z kilkoma
osobami, takimi laikami, żeby się spytać
jak to rozumieją, no więc zazwyczaj apokalipsa
jest rozumiana
jako straszliwy koniec wszystkiego.
Dlatego pytam, czy...
A i no już panu przysłałem
na ofie, jak żeśmy przygotowali się
do tych wywiadów, do tego wywiadu
kilka innych artykułów
publikacji naukowych, które były
polemiczne wobec
tej predykcji stuletnie
i no jestem ciekaw,
czy coś zmieniło się
w pana poglądach od tego czasu
konkretnie w tym temacie.
Tak, powiedziałbym, że ten temat
Globalna Apokalipsa Owadów
pojawi się po publikacji
akurat teraz nie mam jej na
nawierzchu z 2017
bodajże roku, podczas którego
zespół niemieckich
przy...
analiza danych
zbieranych przez wiele lat przez zespół niemieckich przyrodników
wykazała bardzo znaczące
spadki, generalnie rzędu
kilkadziesiąt procent
w naturalnych zbiorowiskach
wielu różnych
stanowiskach w Niemczech, tak że na pewno
ten artykuł odbił się
bardzo szerokim echem i spowodował
właśnie taką bardzo szeroką dyskusję
odnośnie zagrożenia
natomiast później ukazały się
inne artykuły ukazujące
na przykład bardzo duże spadki ilości
i różnorodności owadów
w Kostaryce
czy później okazał się inny artykuł
niemieckiego zespołu
kierowanego
przez Seibolda
Jakby to
wszystko możemy później wrzucić też do opisu
Tak jest, bardzo chętnie
Właśnie może konkretne artykuły
może podlinkuję
podlinkowałbym później
w którym naukowcy przez dziesięć lat
zbierali
czy wiele lat
w różnych stanowiskach znowu chronionych w Niemczech
zbierali owady
ale następnie także je identyfikowali
uzyskując znowu bardzo dużo informacji
więc także ten artykuł wykazał
że w naturalnych stanowiskach w Niemczech
nastąpiły
pomiędzy rokiem 2008
bodajże
i 2016
mniej więcej w tych ramach czasowych
spadki
różnorodności liczebności
o kilkadziesiąt procent
niemal wszystkich grup owadów
chociaż też były niektóre, które radziły sobie trochę lepiej
w niemal wszystkich
siedliskach, więc generalnie tam
z tego artykułu wynikło
czy konkluzja artykułu
była
taka, że spadki są bardzo wyraźne
istotne statystycznie
nie mam aż tak dobry pamięci
ale chyba słowo apokalipsa pojawiło się też w tym artykule
aż takie pamięci nie mam
nie jestem pewien
czy tutaj w tytule jest
nie w tytule to nie
ten artykuł też się odbił szerokim echem
więc znowu dołożył się do dyskusji
także jest na pewno
kilka prac
czy teraz już dużo więcej
niż kilka, które przeanalizowały
istniejące zestawy danych lub porównały
ilości owadów na stanowiskach
które się nie zmieniły aż tak bardzo
w ciągu
kilkunastu
kilkudziesięciu lat i
duża część tych badań
wykazała rzeczywiście
istotne spadki, czasem bardzo duże
spadki
także wiele osób zwróciło na to uwagę
Tak jest, bo innym określeniem
z którym nie ma co dyskutować
wobec tych danych jest insect decline
czyli to należałoby tłumaczyć jako właśnie
spadek owadów
Tak jest, natomiast
rzeczywiście taki jeden dość kontrowersyjny
artykuł, który znowu odbił się bardzo szerokim
echem
to właśnie artykuł, o którym Pan wspomniał
napisany przez Sanchez Bio
i Wikwisa
australijskich naukowców
którzy
przeanalizowali dane dla
stu
nie jestem pewien dokładnie jakiej liczby
artykułów
wykazując właśnie
bardzo duże spadki
w wielu grupach i proponując
rzeczywiście no ten
utrata różnorodności jest bardzo duża
natomiast bardzo wiele osób wykazało
temu konkretnemu artykułowi braki metodologiczne
czyli autorzy
wyszukiwali
artykuły do uwzględnienia
w publikacji poprzez
używanie słowa decline jako słowo kluczowe
na przykład
czyli stało się jasne, że artykuł,
który na przykład dotyczyłby wzrostu
nie byłby
automatycznie uwzględniony poprzez
poprzez tych autorów
rozumiem, to się chyba nazywa ten proces
cherry picking po angielsku
wybieranie tych, które pasują
można tak powiedzieć, też trudno powiedzieć
na ile rzeczywiście to było
celowe, na ile no
nie
ktoś źle wymyślił
natomiast bardzo wiele
odpowiedzi
ukazało się wiele krytycznych artykułów
wiele osób gdzieś w blogach
na ten temat napisało, że ten artykuł
po prostu
porusza
ważny temat, fajnie, że zebrał dużo
publikacji
ale zebrał je w sposób,
który
nie jest obiektywny
więc pewnie jednym z problemów było to, że wiele
z tych artykułów, no też dane były bardzo
różnych kategorii
natomiast sam dobór artykułów
tutaj myślę w dużym stopniu
z mojej perspektywy
dyskwalifikuje
konkretne wyniki
czy konkretne liczby podane przez tych
przez tych autorów
więc nawet jeżeli
trendy wykazane przez nich
czy analiza przyczyn
myślę, że w dużym stopniu jest
pokrywa się z tym, co wynika
z innych prac naukowych
to rzeczywiście metodologia użyta w tej konkretnej pracy
która znowu odbija się bardzo szerokim echem
i jest
dużym problemem
Czy wobec tego to słowo jest
nawet
związek frazy logicznej jest użyty prawidłowo
no bo
zwykły śmiertelnik
no nie komunikuje się z artykułem
naukowym za pomocą danych, a nawet ich
nie rozumie, tylko właśnie za pomocą lidu
i tytułu najczęściej albo w ogóle
no niestety media
medium sensacyjnego
które posiłkuje się nawet czasami nie bezpośrednio
tym artykułem tylko
innym artykułem popularno-naukowym
Tak jest. Także znowu ten konkretny
problematyczny artykuł
w większości na przykład obecnych
prac przeglądowych
poruszany jako ważny
ale z dużymi problemami
także no wszyscy to właściwie zauważają
to już stało się częścią takiej ogólnej wiedzy teraz
Czyli raczej nie uważa pan
aktualnie, że w ciągu 100 lat
dojdzie do wymarcia owadów?
Tak też co ciekawe w tym konkretnym artykule
nie było to powiedziane
To zostało przez media inne dopowiedziane
Tak jest. Natomiast podczas
czy artykuły popularne
towarzyszące publikacji
tego konkretnego artykułu
wspomniał generalnie
w ten sposób te trendy
interpretowały
Czyli można powiedzieć, że jeżeli powiem, że
populacje owadów spadają o 1%
to taką bardzo naiwną interpretacją byłoby, że
no po 100 latach
spadków o 1% nie zostanie nic, prawda?
No tak, trochę tak
bo nie uwzględnia zmian, które będą przyszły
Tak jest, więc tego
rodzaju interpretacje
tutaj
na pewno spowodowały
dużo zamieszania
Zdaje się, że w tym artykule było wymienione 40%
Także 40%
nie będzie owadów
Także tutaj chciałem taką trochę otworzyć rozmowę specjologiczną
na ile, bo
rozumiem, że jakieś
używanie spogłowań
czy nawet artykuł
nie do końca rzetelny
może spowodować
pożyteczną robotę
w sensie otworzenia dyskusji
na jakiś temat, ale zastanawiam się
co, no bo z punktu
no z punktu widzenia naukowego
nierzetelność to nierzetelność
to jakby nie ma co dyskutować
natomiast wokół tego pojawiają się
właśnie różne
no i emocjonalne dyskusje i tak dalej
te bardziej popularne, sensacyjne artykuły
i zastanawiam się
co jest bardziej korzystniejsze, czy
na przykład używanie
związków rozmowicznych, które ludzie
zwykli śmiertelicy mogą rozumieć
inaczej, na przykład przesadnie
niż mieli zamiar
na przykład autorzy artykułu, czy lepiej używać takich
mniej dobitnych słów
typu na przykład kryzys
Jaka jest Pania opinia nad tym?
No tutaj na pewno precyzja wypowiedzi jest
bardzo, bardzo ważna
i rzeczywiście należy
wypowiedź dostosowywać do publiczności
no stąd pewnie
autorzy inaczej zwracają się do
innych naukowców
do których generalnie ten artykuł przylądowy jest kierowany
a inaczej zwracaliby się
do niespecjalistów
więc nie jestem pewien jak dokładnie
doszło do takiej właśnie
skrzywionej interpretacji
wyników
tej konkretnej pracy.
Tak natomiast też powiedziałbym, że jeżeli chodzi o
natomiast o ogólne procesy, ogólne
trendy,
które naukowcy
wykazują, które dyskutują
to się pokrywa z dużą częścią
innych prac. Także raczej nie ma
wątpliwości, że
w naturalnych siedliskach,
naturalnych stanowiskach
w dużej
części
zachodniej półkuli czy w tych
może krajach rozwiniętych
rzeczywiście
utraciliśmy
znaczącą część
liczebności i różnorodności
owadów. Jest
jasne, że
w różnych stanowiskach
te procesy przebiegają inaczej,
jest jasne, że różne gatunki
inaczej reagują.
Są gatunki, które zwiększyły zasięg
występowania. No na przykład inwazyjne właśnie.
Na przykład. Lub też wydaje się, że
gatunki może
zaadaptowane do cieplejszych stref klimatycznych
teraz na skutek zmian klimatycznych radzą sobie lepiej
w nowych siedliskach, rozszerzają zasięgi itd.
Także to też jest częścią procesu.
Pytanie mi się, że nie dotyka ten proces
z tego co patrzyłem, ale może się myślę,
że na przykład grupy karaczanu.
Albo, znaczy w całości
nie mówię, że jakichś nie gatunków, ale na przykład
tych synantropijnych, które
wiele ludzi nie lubi.
Tak, na pewno
wiele gatunków zaadaptowanych do
życia bardzo blisko
człowieka
generalnie radzi sobie dobrze.
Tak więc tutaj
pewnie prawdopodobieństwo jakiejś całkowitej
ekstynkcji w przewidywalnej przyszłości
nie jest duże.
Natomiast wyraźnie widzimy
spadki na
stanowiska, które zachowują naturalny charakter,
nawet jeśli są objęte
jakąś formą ochrony.
Inną sprawą jest to, że duża część stanowisk,
które były naturalne
kilkadziesiąt lat temu, obecnie są
zabudowane, więc wielu
z nich, no właściwie teraz o wady przeżyć nie mogą
albo bardzo niewiele może przeżyć.
Czyli jeżeli ja na przykład będę pisał
jakiś wpis, nie wiem, czy na bloga,
czy gdzieś popularny i napisałbym
spadek
biomasy czy spadek
bioróżnorodności w zależności od miejsca,
to jest to poprawne stwierdzenie, tak?
Tak, na pewno. Czyli
nastąpiły duże
spadki.
Pewnie takim też
może często podkreślanym
objawem tego jest to, że właściwie teraz jeżdżąc
samochodami po
drogach w środku lata
właściwie nie musimy
ścierać martwych owadów z szyby.
Pamiętam jeszcze z mojego dzieciństwa, że musieliśmy
zatrzymywać się
i jednak tą szybę czyścić.
Pamiętam też jeżdżąc po montanie, gdzie myślę, że te zbiorowiska
owadów są w lepszym stanie, że też dość często...
Lepsze niż w Polsce, tak?
Tak jest, ze względu na to, że jest to duży stan,
nieduża gęstość populacji,
więc wiele rejonów
nie jest pod presją,
czy przynajmniej wtedy, kiedy tam byłem,
nie była użytkowana rolniczo.
W dalszym ciągu duża część nie jest użytkowana rolniczo
i pestycydów na przykład tam nie ma.
Więc nieraz jeżdżąc latem,
co chwila rozbijają się jakieś pasikoniki,
ćmy i tak dalej o szybę.
Lub owady wodne, wylęgające się masowo.
W Polsce
sporo też jeździłem przez ostatnie dwa lata
i właściwie
rzadko się zdarzało,
żebym musiał zmywać z szyby
coś innego niż błoto.
Więc myślę, że to jest taka bardzo
obrazowa demonstracja,
że rzeczywiście
te owady,
które kiedyś były i rozbijały się o szyby,
teraz się już nie rozbijają, czyli
ich nie ma.
Tak, chociaż tutaj oczywiście zawężamy to
do tych latających.
Tak, tak jest.
Bo jeszcze jest dużo podziemnych, wiadomo, wodnych.
Natomiast o nich powiedziałem, że już bardzo niewiele wiadomo.
Tak, o tych innych, tak?
Tak, czyli w ogóle dużym problemem teraz,
jeżeli chodzi o analizę trendu
spadku populacji,
jest to, że
kilkadziesiąt lat temu nikomu nie przychodziło do głowy,
że to wszystko może jakoś...
że warto zacząć to kwantyfikować.
Też było to oczywiście trudne do kwantyfikacji.
Nadal jest trudne, nie?
Tak jest, cykady siedemnastoletnie pojawiają się co siedemnaście lat.
No właśnie.
Czyli ktoś, kto je policzy w jednym roku,
mógłby uznać, że w kolejnym roku wyginęły, nie?
Bo wszystkie siedzą pod ziemią.
Kurczę, teraz już mówimy, jak ciężko być
specjalistą o cykat siedemnastoletnich.
Chociaż na szczęście dzięki temu,
akurat w tym wypadku,
dzięki temu, że ten gatunek wylegał się tak bardzo masowo,
to można prześledzić
prasę
z XVII wieku, XVIII wieku, XIX wieku.
Bo jak się cykady pojawiały,
to było to wielkie wydarzenie dla lokalnej społeczności,
bo po prostu te owady były wszędzie,
nie dało się tego nie zauważyć.
Więc można łatwo prześledzić,
kiedy się wylęgały i gdzie.
Znaczy łatwo, jeżeli
przez taką pracę archiwalną.
Natomiast jest wiele owadów,
które ze względu...
mogą też mieć wieloletnie cykle życiowe,
które zależą od innych gatunków,
których masowy wylęg zależy od jakichś warunków środowiskowych,
które czasem są bardziej sprzyjające, czasem nie.
Też jeżeli wyjdziemy z siatką w lipcu,
to w zależności od tego, jaka jest pogoda,
złapiemy tych owadów więcej lub mniej.
Czyli bardzo, bardzo ciężko takie trendy analizować.
To już jest big data chyba, nie?
Tak, na pewno potrzeba bardzo dużo prób,
dość zaawansowanych metod
pewnie analizy tego.
Ale przede wszystkim bardzo, bardzo potrzeba punktów referencyjnych.
Czyli gdybyśmy wiedzieli, jak na terenie kampusu,
ile było owadów 10 lat temu i 20 lat temu i 30 lat temu,
to moglibyśmy obecnie wykonać podobne badania i porównać.
Ale sprzed 10 i 20 i 30 lat nie ma danych.
Czyli na podstawie danych z Niemiec na przykład
możemy, przypuszczamy,
pewnie mamy bardzo mocne podstawy do przypuszczenia,
że rzeczywiście także tutaj na tym terenie
liczebność i różnorodność zbiorowiskowadów bardzo spadła.
Znowu, nie rozbijają się nam oszyby,
czyli rzeczywiście ich duża część zniknęła
lub bardzo stała się dużo rzadsza.
Ale jeżeli chodzi o kwantyfikację konkretnych trendów,
bardzo jest to ciężko zrobić.
Czyli proponowałbym pan prawdopodobnie
rozpoczęcie też w Polsce jakichś większych badań na ten temat
i w ogóle jest to taka wyzwanie dla nauki w przyszłości,
najbliższej przyszłości, tak? Ta tematyka.
Na pewno i też coraz więcej osób, myślę, zaczęło się tym zajmować,
natomiast trudno powiedzieć coś...
Właśnie i dlatego pytałem trochę o te związki frazeologiczne,
bo być może ktoś się tym zajął ze względu,
że gdzieś tam przyszli do naukowca,
sensacyjne artykuły docierają,
że ze względu na ten termin tak sobie rozważałem
korzyści i straty, prawda?
Także właśnie powiedziałbym, że termin apokalipsa owadów,
armagedon owadów wydaje się dramatyczny,
może zbyt dramatyczny,
ale sytuacja też jest dość dramatyczna,
tylko nie wiemy jak dramatyczna,
bo właściwie nie możemy powiedzieć jak dokładnie.
Ja to rozumiem tak, może źle,
że jak jest apokalipsa owadów,
to że to będzie dla tego kladu owadów apokalipsa,
natomiast troszeczkę inaczej rozumiem,
jeżeli ktoś mówi o na przykład dobrostanie człowieka
w jakimś tam rejonie,
to być może dla człowieka być apokalipsa,
natomiast to jeszcze nie znaczy,
że znikną wszystkie na przykład owady, prawda?
No tak, na pewno jakieś grupy przetrwają,
na przynajmniej części stanowi,
pewnie nawet jeżeli spełnią się
absolutnie najgorsze scenariusze klimatyczne,
natomiast utracimy bardzo dużą,
zapewne już utraciliśmy
i utracimy dużo większą część
tej bioróżnorodności filogenetycznej,
funkcjonalnej, sieci powiązań,
różnorodność funkcji.
No to jest taki głębszy problem już teoretyczny,
jak tutaj ze społeczeństwem się komunikować
tego typu informacje,
bo na przykład ten nasz dwugodzinną rozmowę
prawdopodobnie nie posłucha tyle ludzi,
kto przeczyta jakiś artykuł sensacyjny w New York Times,
wiadomo, nie?
No i to jest taki po prostu inny problem.
Więc to jest na pewno problem,
jak dobierać słowa.
I też nie mam tutaj
jakiegoś bardzo jednoznacznego stanowiska.
Na pewno tytuł taki jak apokalipsa
sprawia, że osoby,
którym takie tematy są zupełnie obce,
jednak się zainteresuje,
więc widzę tutaj korzyść,
więc pewnie może,
pod pewnym względem może lepiej
popadać w trochę bardziej alertymistyczny ton.
No tak, od dawna wiadomo,
że na główek przyciąga uwagę.
A czasami tylko jest liczyć,
na główek przeczytamy, prawda?
Pewnie tak.
Natomiast zawartość,
no to inna sprawa.
Więc osobiście jako naukowiec
wolę opierać się o konkretnych danych,
omawiać konkretne prace,
które wydają się solidne.
Podkreślać prace, które wydają się problematyczne,
jak choćby ten artykuł przyglądowy właśnie,
o którym mówiliśmy wcześniej.
I kwantyfikować moją tą…
czy próbować wyrażać się,
nie jestem pewien, jak to ładnie wspowiedzieć,
ale ostrożnie.
No rozumiem.
Natomiast pewnie też rolą dziennikarzy
jest w jakiś sposób
zwiększyć siłę przekazu.
Tak jest, no niewątpliwie.
Przecież medium komercyjne istnieje
no po to, żeby też czerpać zyski
z tych ilości wejść i tak dalej,
no to jest jasne.
Także tak nieraz używam w moich prezentacjach
na przykład tego slajdu z New York Timesa
Insect Apocalypse,
bo też jest to bardzo atrakcyjny obraz
na tle, którego różne inne konkretne wykresy
się dobrze prezentują.
Natomiast staram się podkreślać,
że dane, na których oparte…
że sytuacja jest zła,
te spadki są bardzo duże
na podstawie istniejących publikacji
i sytuacja będzie się pogorszać.
Natomiast bardzo trudno jest kwantyfikować
i dokładnie określić te trendy,
ale też jest to no bardzo skomplikowany proces,
w których jedne gatunki reagują
inaczej niż inne.
I są różne środowiska, jasne.
Wszystko zrozumiałe.
Myślę, że każdy, kto chciał
i posłuchał, to zrozumiał.
No dobrze, to dwa ostatnie pytania,
panie Piotrze.
Takie moje, standardowe,
ale ziedziny nieco filozofii przyrody.
Czy pszczoła miodna,
czy gatunek pszczoły miodnej Apis milifera
jest dla pana bardziej zwierzęciem udomowionym
czy dzikim?
Według pana opinii.
Określił, powiedział pewnie teraz,
że obecnie jest to gatunek
udomowiony w dużym stopniu.
Wiem, że występują ciągle naturalne
kolonie, z którymi człowiek gdzieś wchodzi
w jakieś ograniczone interakcje.
Natomiast stanowią teraz
zdecydowaną mniejszość.
Też występuje jakieś dzikie bydło, prawda?
Jeszcze, ale znowu jest to jakaś
bardzo nieduża część całości.
Tak że większość kolonii pszczół
w skali globalnej,
tak to na pewno można określić
jako gatunek udomowiony
i dość ściśle zintegrowany
z działalnością z celami człowieka.
Tutaj pewnie wiem więcej niż o pszczołach polskich,
pewnie więcej wiem o amerykańskich,
chociaż też nigdy nie zajmowałem się tym tematem.
Tak że wiem, że duża część kolonii pszczół
jest transportowana periodycznie
pomiędzy różnymi stanami,
przewożona gdzieś w wielkich ciężarówkach,
w dużych ilościach, aby były obecne tam,
gdzie kwitną konkretne rośliny
potrzebujące zapylania.
Jest to wszystko traktowane dużą ilością
różnych środków mających chronić pszczoły
przed różnymi pasożytami, patogenami.
Czyli te, które zyskują na tym przewożeniu
na poziomej transmisji.
Na przykład mogą na innego gospodarza
mieć łatwy transport.
Nie jestem dokładnie pewien,
jaka jest definicja udomowienia,
ale na pewno nie określiłbym takich pszczół
jako dzikie.
Nie oczekuję tutaj definicji,
zwłaszcza, że o ile moje studia wskazują,
tutaj jest duża niejednoznaczność,
różne instytucje mają różną.
Dlatego powiedziałem,
że to jest dziedzina filozofii przyrody,
nie chodziło mi o taką po prostu luźną opinię.
Dobra, zrozumiałe.
Natomiast ostatnie pytanie.
Czy organizm będący bohaterem też,
raczej chorobra, który wywołuje nazwę,
którą sobie przyjąłem u mojego podcastu,
czy dręcz pszczeli,
łacińska nazwa varroa destructor,
może być dla Pana pięknym organizmem
godnym podziwa,
ale tutaj, żeby też Panu ułatwić,
można by na przykład do tego zestawu
dorzucić jakiś, no nie wiem,
ciekawy pasożyt bakteryjny,
który wynika do na przykład, no nie wiem,
który żywi się ciałem owada.
Tak, z mojej perspektywy
interakcje międzygatunkowe
są bardzo ciekawym tematem badawczym
i chcę wiedzieć, w jaki sposób
te organizmy ze sobą oddziałują,
jak się do tego mają inne organizmy,
mikroorganizmy lub może inne bezkręgowce
żyjące w koloniach.
Tak, także ja na pewno podszedłbym
do tematu tego Horstocza
jako bardzo ciekawego tematu badawczego
i z tej perspektywy właśnie bym go analizował.
Podobnie wirusy i ich interakcje
może z innymi wirusami, z bakteriami itd.
Myślę, że jest to znowu bardzo ciekawy temat,
jakaś szkatuła, w której można
bardzo wiele fascynujących odkryć dokonać.
I też wiem, że są prowadzone prace
także dotyczące bakterii symbiotycznych
i ich interakcji z patogenami pszczół.
Właśnie taki artykuł, który szczególnie
do mnie przemówił i też myślę,
że był jednym z najciekawszych artykułów
w ubiegłym roku, dotyczył manipulacji
genomu wyspecjalizowanej bakterii symbiotycznej pszczół,
takiej, która występuje właściwie
u wszystkich pszczół i jest niezbędnym elementem
ich mikrobiomu lub bardzo przydatnym.
Zmodyfikowano je tak, że dochodzi do nich
u ekspresji cząsteczek.
To jest temat, o którym przyznam,
że w ogóle nawet nie wiem, jak się
w języku polskim wypowiadać.
To ja już Panu pomogę.
Tak jest, RNA interference.
To ja już Panu pomogę,
dlatego że chodzi o naukowców z Teksasu.
Tak jest, Sean Leonard.
Zrobiłem tego skrót po polsku.
Także właśnie poprzez modyfikację genetyczną
tej bakterii symbiotycznej,
także dochodzi do ekspresji tych cząsteczek,
można wpływać na funkcje pszczoły,
takie jak na przykład apetyt,
który się przekłada na tempo wzrostu,
ale także można wpływać na funkcję białek
czy funkcję innych organizmów,
które wchodzą z pszczołami w interakcję,
jak na przykład wirusy lub właśnie roztoczeń.
Ta ekspresja genu zmodyfikowana
powodowała produkcję dwuniciowej cząsteczki RNA.
Tak jest.
Więc wiadomo, że te cząsteczki dwuniciowe RNA,
kiedy się znajdą w tkankach
i komórka gospodarza,
wchodzą w interakcję z produktem transkrypcji genów,
które gdzieś tam są,
blokując ich ekspresję,
czyli w jakiś sposób blokując ich wyrażenie,
blokując ich funkcję.
Więc znowu można zablokować
jakoś precyzyjnie konkretne funkcje pszczoły,
na przykład pobudzając ich apetyt
poprzez właśnie blokowanie genu,
który zmniejsza taką odpowiedź.
Lub można wyprodukować te podwójne cząsteczki RNA,
które wejdą w interakcję z produkcjami ekspresji białych wirusowych,
blokując możliwość pełnego wyrażenia fenotypu przez tego wirusa
lub znacząco ograniczając odpowiedź.
I rzeczywiście wykazano,
że modyfikacja tych symbiontów pszczół
zwiększa ich odporność na konkretnego pszczelego wirusa.
Ale także wykazano, że produkcja tych cząsteczek,
których targetem są białka roztocza,
właśnie Varroa,
także znacząco ogranicza przeżywalność tegoż roztocza.
Tak że na pewno jest to fascynujące podejście.
Świetnie, że ten zespół był w stanie wykazać
w sposób, który dla mnie jest bardzo przekonujący,
że bakterie symbiotyczne i ich modyfikacje
mają rzeczywisty potencjał praktyczny.
Jeśli to by było sprawdzone, doświadczalnie bezpieczne,
to nie miałby pan nic przeciwko, żeby taką technologię stosować ewentualnie?
Nie, myślę, że wykazano.
Rzeczywiście na bakterium produkcja tych dodatkowych cząsteczek to nie szkodzi.
Produkowane cząsteczki dwuniciowe RNA
generalnie bardzo szybko ulegają rozkładowi.
Natomiast też docelowo uderzają w bardzo konkretne geny,
w bardzo konkretne sekwencje.
Czyli pewnie moglibyśmy takie dwuniciowe RNA
pić z butelki właściwie roztwórtego
i nic by się nam nie stało.
Ponieważ nasze enzymy rozkładałyby to dwuniciowe RNA
tak jak sobie je gdzieś rozkładają.
Nasze czy bakteryjne w naszym przewodzie pokarmowym.
Może taka będzie przyszłość właśnie,
że inżynieria genetyczna zastąpi do pewnego stopnia pestycydy.
Tak jest. Nie ma wątpliwości, że byłoby to dobre.
Pozwoliłoby bardzo specyficznie ochronić pszczoły
przed różnymi wrogami naturalnymi
w sposób, który w żaden inny sposób...
Nie ma mechanizmów, który na inne sposoby mogłoby to...
Ale powracając do tego tematu trochę socjologicznego,
tutaj akurat strach powoduje,
że część społeczeństw jest niezbyt przychylnie do tego nastawiona.
Tak jest. Na pewno tak jest.
Jest w jakiś sposób dla mnie ciekawe,
że odżywiamy się produktami
bardzo intensywnego doboru
pod względem cech wybranych przez człowieka,
który jednocześnie...
Odprowadzonego od setek czy tysięcy lat,
które wpłynęły na wiele cech roślin czy zwierząt.
Natomiast teraz techniki inżynierii genetycznej
w połączeniu z technikami sekwencjonowania,
technikami bioinformatycznymi,
powalają nam dokonywać już bardzo specyficznych modyfikacji,
które nie mają właściwie możliwości wpłynięcia
na otaczające części DNA.
Czyli musimy już teraz dokonywać jakiejś bardzo skomplikowanej selekcji,
naświetlanie jakimś promieniowaniem,
żeby powodować gdzieś przypadkowe wegnięcia.
Nie, tylko teraz możemy bardzo precyzyjnie wpłynąć na gen,
który na przykład wiąże się z odczuwaniem głodu,
tak aby organizm pobierał więcej pokarmu,
na przykład jeżeli chcemy go utłuczyć.
Tak więc w efekcie powstanie organizm
modyfikowany genetycznie w pewien sposób,
ale przez sposób, też przez tę metodę dokonywania zmian
możemy dokładniej powiedzieć, co się stało,
jak te procesy wyglądają.
Więc powiedziałbym, że jest to bardzo bezpieczne,
bardzo precyzyjne,
dużo bardziej precyzyjne niż techniki stosowane wcześniej.
Naświetlanie jakiegoś i tak dalej.
Tak, także myślę, że to jest zdecydowanie przyszłość.
Natomiast jest to na pewno duża grupa osób,
które krytycznie odnoszą się do wielu wybranych osiągnięć nauki,
czy odnośnie szczepionek,
czy odnośnie ocieplenia klimatycznego,
czy odnośnie modyfikacji genetycznych
i reagują na to pewnie dość często alergicznie.
Tak, dlatego właśnie to poruszyłem,
bo to jest ciekawe,
bo wydaje mi się, że sporo osób mogłoby
zaerogować na termin apokalipsy owadów
w sumie podobnie jak jakąś apokalipsę
związaną z inżynierią genetyczną
i jedna reakcja by się komuś podobała,
a druga nie,
chociaż napędzane są podobną emocją.
Dlatego jest to dosyć ważne,
tak mi się wydaje,
słowa jakby mają znaczenie,
na pewno jest to ciekawy problem socjologiczny.
Słowa mają znaczenie, bardzo się zgadzam,
staram się dobierać te słowa jak najbardziej precyzyjnie.
Nie zawsze jest to łatwe.
Oczywiście, no jasne.
Poza tym nauka się zmienia,
także tutaj to, co może niektórzy
nie do końca tego rozumieją,
ale nauka nigdy nie jest dana raz na zawsze.
Jakieś dane, jakaś publikacja,
to że ukaże się publikacja,
to jest przecież normalny proces
i tak było wielokrotnie już wcześniej.
Temu wiemy więcej.
Tak jest, absolutnie.
Myślę, że właśnie badania nad symbiozami owadów,
jest to temat bardzo słabo poznany.
Obecnie badania są prowadzone
na jakieś dość intensywne,
dość może dochodzące do mechanizmów.
Są prowadzone w konkretnych
organizmach modelowych,
między innymi u pszczół.
Natomiast jest niesamowicie duża przestrzeń
do dokonywania nowych odkryć.
Także właśnie tutaj, jeżeli chodzi o zmianę wiedzy,
moje badania dotyczące tych ewoluujących,
rozpadających się symbioz cykad
doprowadziły nas do właśnie pewnych konkluzji
odnośnie tego, jak te procesy mogą przebiegać,
jakie są presje ewolucyjne.
Natomiast właśnie odkryliśmy
bardzo podobne zjawisko u piewika,
który występuje w bardzo dużych ilościach na kampusie.
I wydaje się, że tutaj zupełnie inne mechanizmy
powodują występowanie tych bardzo pofragmentowanych
kompleksów symbiotycznych.
Także właśnie jakieś interpretacje,
analizy odnośnie, w jaki sposób
ewolucja tego może przebiegać u cykad
nie odzwierciedlają tego, co występuje u tych piewików,
więc na pewno mocno to wpłynie na
może naszą interpretację ogólnej ewolucji symbioz.
A może też możliwości, bo teraz przyszło mi do głowy,
że tak jak istnieje i jest coraz bardziej zaawansowana
inżynieria genetyczna, to mogłaby istnieć
inżynieria symbiotyczna i być może
takie jakieś przygotowane specjalnie bakterie
można by rozpylać czy na przykład wczepiać
w organizmów i one na przykład nabywałyby odporność z tego powodu.
Tak jest, czyli właściwie wykazano u pszczół
bardzo przekonująco moim zdaniem.
Rzeczywiście wprowadzenie zmodyfikowanej bakterii
w miejsce oryginalnie występującej
bardzo wyspecjalizowanej bakterii pszczół
nadaje im jakieś nowe funkcje, zwiększa ich odporność
na konkretne wyzwania środowiskowe,
bo w ten sposób uważam, traktuje atak pasożyta.
Natomiast tak, na pewno można by,
czy jest potencjał do wykorzystywania
także innych mikroorganizmów w podobny sposób.
Wiadomo, że te symbioty mogą bardzo mocno wpływać
na rozmaite funkcje, mogą się dość szybko rozprzestrzeniać
dzięki tym pozytywnym efektom, które dają.
Tak, także na pewno jest tutaj potencjał wpływania
także na organizmy hodowlane czy naturalne populacje
przez wprowadzenie bakterii symbiotycznych.
To już się zresztą robi, ale w jakimś ograniczonym zakresie
jest np. taka bakteria Thuringensis.
Ona jest używana w rolnictwie właśnie.
Thuringensis, tak. Z tego co wiem, to to jest właśnie...
Nie zajmowałem się nią, więc tutaj nie jestem ekspertem,
ale patogen, czy bakteria, która produkuje właśnie toksyny,
które bardzo skutecznie uderzają w niektóre gatunki roślinożerców.
Czyli tutaj mamy chyba dosyć dobrą tę selektywność,
o którą wychodziło to, co pan mówił wcześniej.
Tak się wydaje, że jest to dużo bardziej precyzyjne niż
rozpylanie pestycydów o szerokim spektrum działania.
Tak też na pewno jest spory potencjał w tym, żeby uderzać
konkretnie w białka lub mechanizmy interakcji pomiędzy symbiontem a gospodarzem,
np. u biewików, do których należy wiele patogenów,
wektorów różnych wirusów roślinnych np.
Choćby u mszyc, gdybyśmy znaleźli cząsteczki, które zaburzą wymianę informacji
lub przepływ jakichś ważnych składników pomiędzy bakterią symbiotyczną a mszycą,
to moglibyśmy bardzo specyficznie uderzyć właśnie w mszycę,
jako nasz główny szkodnik może na danym polu,
nie szkodząc innym organizmom.
Tak że tutaj na pewno są też dość ekscytujące możliwości.
Wiem, że są prowadzone badania właśnie celem wdrożenia takich metod.
Też kiedyś właśnie prowadziłem tutaj dyskusję też o mojej możliwości
włączenia się w takie prace.
Tak też wiadomo, wykazano teraz już na dużą skalę,
że zmodyfikowanie bakterii symbiotycznych,
czy wprowadzenie bakterii symbiotycznej do niektórych nimi komarów
blokuje ich możliwość transmisji wirusów, takich wirusów Dengue na przykład,
czy Zika.
Ale też jest dosyć spory opór z tego, co czytam.
Tak jest, a jednocześnie właśnie przez to, że bakterie wpływają na reprodukcję owada,
to w sposób może dość skomplikowany, którego już tutaj nie będę omawiał,
to po wprowadzeniu dużej ilości takich zainfekowanych osobników do lokalnej populacji
jest realna szansa, że ta odporność, to blokowanie transmisji wirusa,
czy bakteria symbiotyczna blokująca to, może rzeczywiście się utrzymać w populacji
w wysokiej abundancji.
Więc w ten sposób można by doprowadzić do zastąpienia
lokalnej populacji komarów przenoszących tego groźnego patogena
ludzkiego populacją komarów tego samego gatunku, którego nie przenoszą.
Więc jak najbardziej też takie możliwości są.
Dziękuję panie Piotrze za rozmowę owocną.
Dziękuję bardzo.
Napisy stworzone przez społeczność Amara.org