Biologia

Kto nie może w nocy spać?

Utworzono: poniedziałek, 27 styczeń 2020 Anna Leszkowska

Wyobraź sobie, że idziesz samotnie przez ciemny las. Co chwilę się potykasz, a do twoich uszu dochodzą podejrzane odgłosy. To, co za dnia nie zwróciłoby twojej uwagi, teraz urasta do rangi śmiertelnego niebezpieczeństwa. Czy to jakieś dzikie zwierzę czai się w ciemnościach, czy po prostu nadłamana gałąź kołysze się niespokojnie na wietrze? Człowiek prowadzi aktywność dzienną, dlatego nie jest dostosowany do nocnego trybu życia. Jednak gdy my udajemy się na spoczynek, do życia budzą się ci, których zmysły doskonale radzą sobie w zupełnych ciemnościach.

Nocne marki

Stojak JPojawia się pytanie, dlaczego wiele ssaków prowadzi nocny tryb życia. Niewątpliwie wynika to z zajmowanej przez nich niszy ekologicznej, czyli biologii i ekologii gatunku. W ciemnościach łatwiej się ukryć przed drapieżnikiem czy innym potencjalnym zagrożeniem. Gatunki powiązane ze sobą w łańcuchu pokarmowym dostosowują czas swojej aktywności tak, aby móc się spotkać.
Drapieżnik musi wyruszyć na polowanie dokładnie w czasie, gdy z kryjówki wychodzi jego potencjalna ofiara. Mrok zapewnia łowcom doskonały kamuflaż. Dodatkowo, w nocy temperatury znacznie spadają i zmiana aktywności z dziennej na nocną pozwala zapobiec utracie wody w organizmie. Jest to szczególnie istotne na obszarach pustynnych.

Skoro jednak ludzie w nocy śpią, to skąd wiadomo jak wygląda nocne życie różnych ssaków? W badaniach nocnej aktywności zwierząt pomocne są między innymi fotopułapki i telemetria. Fotopułapki to małe pudełeczka z kamerą, które w odpowiedzi na ruch rejestrują zdarzenia w miejscu ich umieszczenia.
Dzięki nim wiadomo jaki gatunek był obecny w obserwowanym miejscu, o jakiej godzinie, którego dnia i co zwierzę robiło w uchwyconym czasie. Z kolei telemetria polega na śledzeniu zwierząt z założonymi wcześniej nadajnikami. Metoda ta dostarcza informacji o wielkości areału osobniczego (obszaru, na którym zwierzę żeruje i odpoczywa), trasach wędrówek czy obszarze hibernacji.

Aktywność nocna wymaga jednak innych rozwiązań niż aktywność dzienna, dlatego wszystkie zmysły nocnych ssaków uległy znacznym przekształceniom.

Zmysły nocy

Nocne zwierzęta doskonale widzą w ciemności. Jest to możliwe dzięki temu, że ich oczy są duże, a duża źrenica wyłapuje każdą dostępną wiązkę światła. Oczy nocnych ssaków mają bardzo mało, albo w ogóle nie mają czopków, komórek fotoreceptorowych siatkówki, odpowiedzialnych za widzenie w kolorze. Rekompensuje to znacznie większa liczba pręcików, komórek fotoreceptorowych siatkówki odpowiedzialnych za widzenie czarno-białe. Taka kombinacja umożliwia jeszcze lepszą rejestrację ruchu i identyfikację niewyraźnych w mroku kształtów. Na przykład wyraki, nocne zwierzęta występujące w lasach tropikalnych i przesypiające dzień na drzewach, mają największe oczy w stosunku do wielkości ciała spośród wszystkich ssaków.

Nocą, gdy powietrze jest wilgotne, dźwięki rozchodzą się lepiej. W takich warunkach przydają się duże i ruchome uszy, poruszające się niczym radary, zwracające się w kierunku, z którego dochodzą dźwięki. Duża powierzchnia ułatwia lepsze wychwycenie i zlokalizowanie fali dźwiękowej. Ta strategia doskonale sprawdza się na przykład u mrównika, który w poszukiwaniu pożywienia nasłuchuje tupotu kopiących korytarze mrówek.

Kolejnym niezwykłym rozwiązaniem jest echolokacja, którą posługują się między innymi nietoperze, ryjówki czy wspomniane już wyraki. Zasada echolokacji jest niezwykle prosta, ale bardzo skuteczna. Zwierzę wytwarza krótkotrwały dźwięk o wysokiej częstotliwości, który wędrując w przestrzeni natrafia na przeszkodę i odbija się, powracając do nadawcy w postaci echa. Seria takich dźwięków i odbić pozwala ocenić położenie i wielkość przeszkody lub trajektorię lotu ofiary, na przykład lecącego owada. Co ciekawe, to głównie nietoperze kojarzą się nam z echolokacją, ale tę umiejętność posiada tylko 85% z nich.

Zwierzęta prowadzące nocny tryb życia mają również bardzo dobrze rozwinięty zmysł chemiczny, czyli węch. Powierzchnia nabłonka węchowego takich zwierząt zawiera miliony komórek wychwytujących zapach. Na przykład wilki mają węch aż 100 razy bardziej czuły niż ludzie. Jest to możliwe dzięki temu, że ich nosy są wyposażone w 280 milionów receptorów węchowych. W praktyce oznacza to, że przy sprzyjającym wietrze są w stanie wywęszyć swoją ofiarę nawet z odległości 1-2 kilometrów.

Wiele nocnych zwierząt posiada również wibrysy czuciowe – długie, grube i proste włosy, nazywane czasem wąsami. Najczęściej zlokalizowane są na policzkach, na górnej i dolnej wardze czy w okolicy oczu. Mieszek włosowy takiego wibrysa znajduje się blisko zatoki żylnej, bogatej w zakończenia nerwowe. W ten sposób sygnały dotykowe bardzo precyzyjnie trafiają do mózgu, pomagając w orientacji w przestrzeni w zupełnych ciemnościach. Szop pracz wykorzystuje wibrysy na palcach (wokół pazurów) do poszukiwania pędraków (larw owadów stanowiących pożywienie szopów) pod kamieniami.

Uciążliwi sąsiedzi

Okazuje się, że człowiek i jego zachowania są jednym z ważniejszych czynników wpływających na aktywność zwierząt żyjących w jego otoczeniu. Porównanie aktywności dobowej kuny domowej i kuny leśnej wykazało, że kuna leśna żyjąca w znacznym oddaleniu od siedzib ludzkich była aktywna prawie przez całą dobę, podczas gdy mieszkająca obok ludzi kuna domowa aktywna była jedynie nocą, w dzień unikając spotkań z człowiekiem.

Badania nad jeleniami potwierdzają tę zależność. Jelenie prowadzą zmierzchowo-świtowy tryb życia, jednak okazuje się, że nie wszystkie. Populacja jeleni zamieszkująca rezerwat ścisły w Białowieskim Parku Narodowym, nie niepokojona przez ludzi, jest aktywna także za dnia i w nocy, w zależności od potrzeb.

Czy faktycznie zwierzęta nie mogą w nocy spać przez nas? Nad tym problemem pochylił się zespół naukowców z Uniwersytetu w Berkeley w Stanach Zjednoczonych. Przeprowadzono monitoring aktywności 62 gatunków ssaków w rejonach o małym i dużym natężeniu działalności ludzi, uwzględniając tereny mieszkalne, rolnicze i obszary, na których prowadzone są polowania. Obserwowano zwierzęta z różnych stref klimatycznych, zaczynając od dobrze nam znanych jeleni i dzików, poprzez populacje bardziej odległych nam oposów, kojotów, antylop czy lemurów.

Wyniki badań były jednoznaczne – wraz z aktywnością człowieka wzrastała aktywność nocna zwierząt zamieszkujących sąsiednie obszary. Na 141 obserwacji aktywność nocna zwiększyła się aż u 83% obserwowanych gatunków. Wzrost ten zaobserwowano niezależnie od typu działalności człowieka i typu siedliska. Okazuje się, że nasza aktywność zmusza zwierzęta do zmiany wzorców żerowania oraz obniża ich płodność.

Powyższe badania wykazały na przykład, że antylopy w Zimbabwe z powodu częstych wizyt wycieczek ograniczyły wyjścia do wodopoju jedynie do pory nocnej. Z kolei kalifornijskie kojoty, które kiedyś polowały w ciągu dnia na wiewiórki i ptaki, zmieniły tryb życia na nocny, polując obecnie na myszy, szczury i króliki. Doprowadziło to do sytuacji, w której populacje wiewiórek i ptaków znacznie się powiększą, natomiast populacje unikających do tej pory drapieżnika myszy, szczurów i królików ulegną znacznej redukcji.

Można postawić pytanie – jak zwierzęta będą sobie dalej radzić z ekspansywną aktywnością człowieka i czy można jakoś przeciwdziałać ich zepchnięciu w noc? Ile z gatunków, które zmieniły lub będą zmuszone zmienić tryb aktywności dobowej przystosuje się do nowych warunków doskonale, a ile z nich niestety zapłaci zbyt wysoką cenę? Na pewno jest to problem wart skrupulatnego rozważenia.
Joanna Stojak


Instytut Biologii Ssaków PAN w Białowieży

Neandertalczyk - historia prawdziwa

Utworzono: środa, 23 wrzesień 2020 Anna Leszkowska

Stojak JW 2010 roku, po wielu latach wzmożonych wysiłków w laboratorium, prof. Svante Pääbo z Instytutu Maxa Plancka w Lipsku ogłosił, że jego zespołowi udało się w końcu zsekwencjonować genom neandertalczyka.
Poznanie pełnej informacji genetycznej pozwoliło na jeszcze lepsze poznanie naszego wymarłego krewnego i przede wszystkim na odkrycie nowych, nieznanych faktów z naszej zamierzchłej przeszłości.
Pozwoliło odpowiedzieć na pytanie kim jesteśmy my, ludzie współcześni i jak daleką drogę musieliśmy przejść, aby żyć w takim świecie jaki mamy obecnie.

Nieznany kuzyn

Pierwszy niekompletny szkielet neandertalczyka został znaleziony w II połowie XIX wieku w niemieckiej dolinie Neanderthal. Nie od razu zidentyfikowano go jako szczątki nowej, nieznanej linii ewolucyjnej człowieka. Podobny los spotkał wiele innych neandertalskich skamieniałości, bardzo długo klasyfikowanych jako osobniki człowieka rozumnego Homo sapiens. Dziś neandertalczyk jest jednym z najlepiej opisanych hominidów. Jego szczątki znaleziono w niemalże całej Europie (w Hiszpanii i Portugalii, Francji, Włoszech, Belgii, Rumunii, Czechach, na Bałkanach) i na Bliskim Wschodzie. Niektóre badania sugerują, że przedstawiciele neandertalczyków mogli także dotrzeć do północnej Afryki.

Najstarsze znalezione w Polsce (w Jaskini Ciemnej w województwie małopolskim) kości ludzkie należały do neandertalskiego dziecka i miały ponad 100 tysięcy lat! W Jurze Krakowsko-Częstochowskiej z kolei natrafiono na zęby neandertalczyka sprzed 50 tysięcy lat.

Liczne skamieniałości zgromadzone z obszarów Europy pozwoliły na odtworzenie wyglądu przedstawicieli tych hominidów. Posiadali mocne i krępe ciało. Mężczyźni osiągali średnio 1,65 metra wysokości i ważyli 90 kilogramów, ale wśród skamieniałości znalazły się szczątki osobnika, który mierzył 190 cm! Kobiety były niższe, średnio mierzyły 1,55 metra. Neandertalczycy mieli krótkie i masywne kończyny oraz bardzo dobrze rozwinięte mięśnie klatki piersiowej, ramion i barków. Ich żuchwy były duże i masywne, kości twarzoczaszki szerokie, a na czole posiadali silnie rozwinięte łuki nadoczodołowe. Rekonstrukcje ich twarzy sugerują, że mieli jasne oczy (szare lub niebieskie) i jasne włosy.

Szacuje się, że neandertalczycy pojawili się na świecie około 400 tysięcy lat temu, podczas gdy linia Homo sapiens powstała dopiero 200 tysięcy lat później. Przez jednych uznawany jest za podgatunek człowieka rozumnego (Homo sapiens neanderthalensis), a inni uważają go za odrębny gatunek (Homo neanderhalensis). Niewątpliwie jednak jest to nasz najbliższy kuzyn, z którym łączyły nas bardzo bliskie stosunki, nie tylko ewolucyjne.

Niebezpieczne związki

Bardzo długo neandertalczycy i człowiek rozumny żyli na oddalonych od siebie obszarach, zapewne nie wiedząc o swoim istnieniu. Jednak nadeszła w końcu chwila wymarszu Homo sapiens z Afryki, który bardzo szybko (około 80 – 40 tysięcy lat temu) natrafił na neandertalskie obozowiska. To spotkanie zrewolucjonizowało naszą historię.
Porównanie genomu neandertalczyków i ludzi współcześnie żyjących ujawniło, że nawet 3% genów Europejczyków i Azjatów jest pochodzenia neandertalskiego. W populacji afrykańskiej zidentyfikowano ich jedynie 0,3%. Oznacza to, że w przeszłości doszło (i to wielokrotnie) do krzyżowania się między człowiekiem rozumnym i neandertalczykiem na obszarach Bliskiego Wschodu. Dopiero po tym wydarzeniu przedstawiciele Homo sapiens byli w stanie ruszyć w dalszą drogę, jeszcze dalej na północ.

Być może to właśnie geny przejęte od naszych kuzynów umożliwiły nam zmasowaną ekspansję. Okazuje się bowiem, że wspominane wyżej neandertalskie geny, obecne u współczesnych populacji, odpowiadają za bardzo konkretne cechy fenotypowe, umożliwiające przystosowanie do życia w zimnym klimacie: jasną skórę, jasne włosy i oczy, lepszy metabolizm tłuszczów i mniejszą wrażliwość na zimno. Od naszych kuzynów uzyskaliśmy również lepszą odporność na infekcje i zdolność do szybszego gojenia się ran, a także mniejszą podatność na przypadłości takie jak schizofrenia czy choroba Alzheimera. Niestety, wszystko ma swoją cenę i w pakiecie dostaliśmy także większą podatność na cukrzycę typu II, tocznia czy nawet… Covid-19!

Podczas gdy człowiek rozumny rozprzestrzeniał się po całym globie, populacja neandertalczyka drastycznie kurczyła się. Ostatnie pozostałości ich społeczności, szacowane na 28 -24 tysiące lat temu, odnaleziono w Portugalii i Rumunii. Winą próbuje się obciążyć niepokornego Homo sapiens, jednak prawda jest znacznie bardziej skomplikowana i wciąż nie do końca poznana.
Proces wymierania neandertalczyka był długi i złożyło się na niego wiele czynników, a do spotkania z człowiekiem rozumnym doszło w czasie, gdy sytuacja naszych kuzynów już była dramatyczna. Mała liczebność populacji prowadziła do chowu wsobnego, wysokiej umieralności i obniżenia odporności. Na dodatek klimat na obszarach zajmowanych przez neandertalczyków był coraz bardziej surowy. Zanim jednak te niezwykłe hominidy wymarły, zdążyły przekazać naszym przodkom nie tylko geny, ale i bardzo przydatne umiejętności. Okazuje się bowiem, że neandertalczycy wcale nie byli takimi prymitywnymi troglodytami, jakimi chcielibyśmy ich dzisiaj widzieć.

Dusza artysty

Neandertalczycy byli sprawnymi myśliwymi i zbieraczami. Wytwarzali kamienne i drewniane narzędzia, posługiwali się także bronią miotającą. Produkowali klej roślinny, a także liny i sznurki. Umieli rozpalać ogień i przyrządzać na nim potrawy. Mieszkali w jaskiniach, których sposób użytkowania niejednego wprawi w osłupienie – wydzielali w nich odrębne sekcje: salon, kuchnię, sypialnię czy warsztat. Potrafili również budować namioty z gałęzi, kości mamutów i skór zwierząt, co pozwalało im na poszukiwanie nowych obszarów do zamieszkania.
Nasz bliski kuzyn żył w grupach, których członkowie wzajemnie o siebie dbali. Analiza skamieniałości wykazała, że w neandertalskich społecznościach opiekowano się osobami starszymi, posiadano także wiedzę o leczniczych właściwościach ziół, które aplikowano chorym. Najwyraźniej wierzono w życie pozagrobowe, co sugerują liczne odkryte rytualne pochówki, m.in. we Francji i w Iraku. Starannie ułożone ciała zmarłych ozdabiano koralikami z kości, a znalezione na kościach pyłki mogą sugerować obsypywanie ich kwiatami. Do grobów wkładano także jedzenie.

Bardzo długo odmawiano neandertalczykom zdolności posługiwania się mową, najnowsze badania jednak potwierdzają, że nasi kuzyni biegle porozumiewali się w sposób bardzo zbliżony do naszego. Co więcej, okazuje się, że byli niezwykłymi artystami, którzy być może nauczyli człowieka rozumnego sztuki wykonywania malowideł naskalnych.
Metody stosowane w antropologii sądowej pozwoliły na odtworzenie czynności wykonywanych przez neandertalczyków i ludzi rozumnych, żyjących w Europie około 40 tysięcy lat temu. Precyzyjne pomiary miejsc przyczepu ścięgien i mięśni do kości umożliwiły przygotowanie trójwymiarowych modeli dłoni badanych osobników, a tym samym obliczenie siły i sposobu wywieranego podczas czynności nacisku mechanicznego.
Okazało się, że w większości dłonie neandertalczyków były małe i delikatne, nawykłe do precyzyjnej pracy. Ich ręce miały rozbudowane mięśnie na kciuku i palcu wskazującym, co jest cechą charakterystyczną dla malarzy i zegarmistrzów. Z kolei dłonie ludzi rozumnych rozbudowane były głównie na kciuku i małym palcu, co wskazuje, że raczej wykonywali pracę fizyczną.
Powyższe wnioski są zgodne z odkryciami z hiszpańskich jaskiń, gdzie znaleziono najstarsze (być może jedne z pierwszych!) malowidła naskalne w Europie. Datowanie oparte na rozpadzie promieniotwórczym izotopów uranu i toru pozwoliło obliczyć ich wiek na 64 tysiące lat! Należy pamiętać, że wtedy człowiek rozumny wciąż przebywał w Afryce, którą miał opuścić dopiero za kolejnych 20 tysięcy lat.

Zatem to nie Homo sapiens, ale neandertalczycy byli pierwszymi artystami. I określenie to jest jak najbardziej na miejscu, wystarczy przyjrzeć się wspomnianym już malowidłom. Nie znajdziemy tam żadnych bazgrołów, ale niezwykle precyzyjne i kolorowe wizerunki różnych zwierząt, kształty geometryczne oraz… odciski dłoni. Już wtedy autorzy lubili podpisywać się pod swoimi dziełami: albo maczano rękę w barwniku z sadzy lub ochry i odbijano ją niczym stempel na ścianie, albo przykładano rękę do skały i opluwano nabraną do ust farbą. Gdzieniegdzie można nawet natrafić na kształt przypominający… drabinę! Oglądając prehistoryczne malowidła możemy wyobrazić sobie jak wyglądał świat naszych przodków.

Geny piękna

Historia współczesnych społeczeństw zaczęła się dawno temu, w ciemnych i wilgotnych jaskiniach. Część z nich była zamieszkana, ale zajmowano obszary zlokalizowane blisko wyjścia. W głąb grot zapuszczali się tylko nieliczni, wybrańcy, artyści-szamani. Tam, w ciemnościach narodziły się obrzędy religijne. W Jaskini Obłazowej na Podhalu odkryto jedno z takich prehistorycznych sanktuariów. Grota nigdy nie była zamieszkana, znaleziono w niej jednak ułożony z kamieni okrąg, który symbolizował granicę między światem żywych i umarłych. W kręgu starannie ułożono bumerang, amulety z kości zwierząt i rozcieracz do pigmentu. Dopełnieniem były amputowane ludzkie paliczki dłoni.

W kilku jaskiniach we Francji i Hiszpanii odkryto niezwykłe malowidła, przedstawiające odbite na ścianach lewe dłonie bez palców. Odkrycie wzbudza wiele kontrowersji i jest tematem wzmożonych dyskusji, bo trudno dopatrzeć się w nich jakiegokolwiek wzorca. Przedstawiają dłonie różnej wielkości, należące do wielu osób, którym brakowało różnych palców. Naukowcy są niemal pewni, że nie był to błąd, ale faktycznie odbicia wykonano okaleczonymi rękami. Analiza malowideł sugeruje, że najczęściej amputowane były kciuk, mały i serdeczny palec. Najprawdopodobniej był to znak rozpoznawczy szamanów. Domyślać się można, że takie drastyczne zabiegi często prowadziły do zakażeń i śmierci wybrańców, dlatego zaczęto szukać innych rozwiązań. Początkowo cięcie imitowały linie z czerwonego barwnika, ale były zbyt nietrwałe i zaczęto zastępować je zawiązywanymi na palcach pętelkami ze sznurków, a później pierścieniami i sygnetami z bardziej trwałych materiałów. Ta tradycja została z nami do dziś.

Kunszt neandertalskich artystów przetrwał tysiąclecia i nadal zachwyca. Słynna jaskinia Lascaux przeżywała takie oblężenie, że w 1963 roku została zamknięta dla turystów. Dziś można podziwiać wierną kopię tych naskalnych malowideł, jednak zamknięcie jaskini nie zapobiegło licznym zniszczeniom. Stabilne warunki środowiskowe zostały bezpowrotnie zaburzone w dniu przypadkowego odkrycia prehistorycznego arcydzieła przez czterech chłopców. Wilgoć i dwutlenek węgla doprowadziły do rozwoju grzyba, który pokrył rysunki ciemnymi plamami.
Neandertalczycy wyginęli, ale zostawili po sobie ogrom skarbów. Wśród nich być może jest wciąż wiele tych nieodkrytych. Należy jednak pamiętać, że nasi starsi bracia żyją w każdym z nas, a ich geny umożliwiły ludziom zasiedlenie całego świata. Być może zaszczepili nam również poczucie piękna.
Joanna Stojak
IBS PAN

Niesamowita historia powstania człowieka

Utworzono: czwartek, 29 październik 2020 Anna Leszkowska

Stojak JW porównaniu do wieku Wszechświata czy wieku Ziemi, historia człowieka stanowi bardzo mały fragment wydarzeń, które rozegrały się w przeszłości. Dla naszego gatunku był to jednak czas żmudny, długotrwały i obfitujący w liczne wzloty i upadki.
Procesy biologiczne, które doprowadziły do rozwoju biologii, ekologii i budowy anatomicznej charakterystycznej dla człowieka rozumnego określa się mianem antropogenezy (zlepek greckich słów oznaczających człowieka – ánthrôpos i pochodzenie – génesis). Droga tego rozwoju była wyboista, a odkrywanie jej kolejnych etapów i rozgałęzień możliwe jest dzięki dostępności i wykorzystaniu coraz nowocześniejszych technik.

Dziś identyfikacja często zbrakowanych, zniszczonych przez czas szczątków naszych przodków opiera się nie tylko na morfologii, ale i na genetyce. Całkiem niedawno odczytano pełną sekwencję genomu zarówno człowieka współczesnego, jak i jego bliskiego kuzyna, neandertalczyka.
W przeszłości istniało bardzo wiele linii hominidów (przedstawiciele rodziny człowiekowatych), z których wszystkie, z wyjątkiem naszej, okazały się ewolucyjnymi ślepymi uliczkami.

Historia wielkiej wędrówki

Trudno ze stuprocentową pewnością wyjaśnić pochodzenie naszego gatunku. Według jednej z dwóch teorii, historia zaczęła się 200 tysięcy lat temu w Afryce. Początkowo na sawannach we wschodniej części kontynentu zamieszkiwały nieliczne populacje wczesnych hominidów, które falami wyruszały przed siebie, szybko wymierając z powodu braku dostosowania do panujących poza Afryką warunków środowiskowych. Jednak fala wypraw, która wyruszyła 160-80 tysięcy lat temu zakończyła się sukcesem. Ludzie zasiedlili wszystkie kontynenty. Najpierw przedostali się na Bliski Wschód, skąd jedna grupa powędrowała przez Europę i północną Azję do istniejącego wówczas pomostu lądowego (Beringia) i dalej do Ameryki Północnej i Południowej. Druga grupa, przemieszczając się wzdłuż południowych wybrzeży Azji, dotarła aż do Australii.

Teorię „wyjścia z Afryki” wydają się potwierdzać zarówno badania paleontologiczne, jak i genetyczne. Analiza mitochondrialnego DNA, który dziedziczony jest tylko w linii matczynej, pozwoliła na obliczenie wieku pierwszej ludzkiej kobiety, nazywanej „mitochondrialną Ewą”. Okazuje się, że matka Homo sapiens żyła na Ziemi właśnie 200 tysięcy lat temu.
Hipoteza alternatywna (tzw. multiregionalna) zakłada, że zróżnicowanie populacji ludzkiej wynika z tego, że ewoluował on równocześnie w wielu miejscach, po czym dochodziło do kontaktu i wymiany genów pomiędzy tymi rozproszonymi grupami.
W obu tych hipotezach wspólnym mianownikiem jest ciekawość, która popchnęła naszych przodków do porzucenia świata, który znali i ruszenia przed siebie. Z każdym krokiem zmieniali się, dostosowując do nowych warunków środowiskowych. Nic już miało nie być takie same.

Człowiek, czyli kto?

Podobno kiedyś nasi przodkowie spędzali leniwie dni na drzewach, aż w końcu pojawił się impuls, który sprawił, że zeszli na ziemię i zamieszkali na sawannie. Wysoka trawa i bujne krzewy ograniczały widoczność, więc łatwo można było stać się łupem drapieżników. Około 4 milionów lat temu hominidy zaczęły chodzić na dwóch nogach, w pozycji wyprostowanej. Aby było to możliwe, ich kręgosłup stopniowo wydłużył się i wygiął w kształt litery S. Do tego doszła trudna sztuka koordynacji kończyn w ruch naprzemienny – najpierw lewa noga, potem prawa ręka, potem prawa noga i lewa ręka. Zwiększanie się wielkości ciała usprawniało termoregulację i tym samym lepiej chroniło przez upałami.

Nie wspinaliśmy się już po drzewach, zatem i chwytna stopa nie była nam już do niczego potrzebna. Liczba kości pozostała wprawdzie taka sama, ale duży palec u nogi zmienił położenie. Przeciwstawny kciuk umożliwił niezwykłą sprawność i wykonywanie najtrudniejszych nawet czynności. Wraz z opanowaniem ognia zmieniła się dieta hominidów, pozwalając na powiększenie się objętości mózgu i tym samym powstania mowy.
Zaczęła się rewolucja, która trwała miliony lat. Znajdowane na całym świecie skamieniałości pozwalają naukowcom - kawałek po kawałku -odtworzyć przebieg ewolucji człowieka. Niemożliwym jest opisanie wszystkich istniejących w przeszłości form hominidów, warto jednak wspomnieć przynajmniej niektóre z nich.

Wczesne gatunki człowieka

W 2013 roku w jaskini w RPA odkryto kolejny kopalny gatunek człowieka, który nazwano Homo naledi. Jego wiek oszacowano na 335-236 tysięcy lat. Odnalezione osobniki mierzyły około 150 cm i ważyły około 45 kg. Drzewo genealogiczne komplikowało się coraz bardziej.
Pierwsi ludzie (Homo habilis i Homo rudolfensis) wyewoluowali od żyjącego ponad 2,5 miliona lat temu australopiteka (Australopithecus africanus) i posługiwali się udoskonalonymi kamiennymi narzędziami otoczakowymi (np. pięściakami), które ułatwiały polowania i ochronę przed drapieżnikami. Oba gatunki żyły w Kenii i Etiopii.
H. habilis („człowiek zręczny”) prawdopodobnie był padlinożercą, polującym na niewielką zwierzynę (m.in. żółwie, gryzonie). Miał wysuniętą do przodu twarzoczaszkę i rozbudowane wały nadoczodołowe. H. rudolfensis, pierwotnie zaliczany do H. habilis, miał mniejszy mózg niż równolegle żyjący „człowiek zręczny”, ale jego twarzoczaszka kształtem przypominała twarz ludzi żyjących współcześnie.

Około 1,9 mln lat temu w Afryce pojawił się Homo ergaster. Był wyższy i miał lepiej rozwinięty mózg w części czołowej (odpowiedzialnej za myślenie abstrakcyjne i mowę) niż pozostałe hominidy. Pozwoliło mu to na produkcję bardziej skomplikowanych narzędzi i tworzenie zwartych grup, których członkowie aktywnie współpracowali. To właśnie przedstawiciele H. ergaster opuścili Afrykę i dotarli na tereny Bliskiego Wschodu, gdzie dali początek kolejnemu gatunkowi, H. erectus.

Człowiek staje mocno na nogi

Homo erectus panował nad ogniem, którym się ogrzewał w chłodniejszym niż afrykański klimacie, odstraszał drapieżniki i na którym przyrządzał mięso. Wielkość jego mózgu i ciała były bardzo zbliżone do tych, które posiadał człowiek rozumny. Gatunek ten zamieszkiwał w jaskiniach lub budował obozowiska, dzięki czemu potrafił dotrzeć naprawdę daleko.
Odkryte na Jawie szczątki hominida nazwanego Meganthropus africanus należały zapewne do podgatunku H. erectus. Z kolei w Gruzji odkryto szczątki gatunku człowieka, Homo georgicus (sprzed 1,8 miliona lat), który był formą pośrednią pomiędzy H. habilis a H. erectus.
Innymi podgatunkami H. erectus byli m.in. człowiek nankiński (Homo erectus nankinensis, sprzed 620-580 tysięcy lat, znaleziony w Chinach), człowiek pekiński (sinantrop, Homo erectus pekinensis, 550 tysięcy lat, Chiny), człowiek z Lantian (Homo erectus lantianensis, 600 tysięcy lat, Chiny), człowiek z Solo (Homo erectus soloensis, 550 tysięcy lat, Jawa) i człowiek z Tautavel (Homo erectus tautavelensis, 450 tysięcy lat, Francja).

Ostatecznie około 43-10 tysięcy lat temu z całej plątaniny genealogicznej wyłania się w końcu człowiek rozumny. Jednym z pierwszych przedstawicieli jest człowiek z Cro-Magnon (Homo sapiens fossilis), którego szczątki odkryto we Francji. Znalezione osobniki miały budowę anatomiczną niemalże identyczną jak ludzie współcześni. Byli wysocy (nawet do 180 cm!) i posiadali duży mózg (nawet 1600 cm3). To właśnie kromańczycy rozpoczęli wytwarzanie przedmiotów takich jak kobiece figurki paleolitycznej Wenus. Pozostałości ich bytności znaleziono również na Śląsku i w Małopolsce.

Przedstawiciele Homo sapiens byli coraz lepiej przystosowani do warunków środowiskowych panujących na świecie. Przetrwali ostatnie zlodowacenie, a po ustąpieniu lodowca zasiedlili wszystkie kontynenty. Ten „happy end” nie jest jednak zakończeniem historii powstania człowieka. Okazuje się bowiem, że ludzie rozumni mieli wielu bliskich kuzynów, z którymi nie raz wchodzili w skomplikowane interakcje. Badania genetyczne udowodniły, że sukces Homo sapiens w dużej mierze może być skutkiem tych spotkań w przeszłości.

Nieznani kuzyni

Najbardziej znanym bliskim kuzynem człowieka rozumnego jest neandertalczyk (p. Neandertalczyk - historia prawdziwa). W Niemczech i na Węgrzech odkryto najstarsze europejskie szczątki i pozostałości po obozowiskach hominida, który był formą pośrednią pomiędzy H. erectus, H. sapiens i neandertalczykiem. Gatunek ten nazwano Homo heidelbergensis. Miał duży mózg, posługiwał się prymitywnymi narzędziami oraz zajmował się łowiectwem i zbieractwem. Prawdopodobnie powstał w Afryce, skąd dotarł do Europy 500 tysięcy lat temu. Gatunek ten wymarł około 250 tysięcy lat temu, ale sugeruje się, że część z jego przedstawicieli wyewoluowało dając początek neandertalczykom.

Jednym z ciekawszych odkryć było natrafienie na skamieniałości ludzi (kości palca dłoni i zęby, należące do różnych osobników) w Denisowej Jaskini w górach Ałtaj na Syberii. Ich wiek oceniono na 41 tysięcy lat. Dziś denisowianie nadal stanowią zagadkę filogenetyczną. Charakteryzują się bardzo niskim zróżnicowaniem genetycznym, ale w ich DNA znaleziono dowody na krzyżowanie się z neandertalczykami i drugim, nadal nieznanym gatunkiem człowieka. Z kolei geny denisowian są obecne w azjatyckich populacjach człowieka rozumnego, najwięcej u Papuasów (6%).
Zdarzało się, że niektóre gatunki hominidów wymarłe w innych częściach świata, nadal występowały w małej liczbie w pojedynczych lokalizacjach. Przykładem jest człowiek z Flores (Homo floresiensis), którego kilka kompletnych szkieletów i narzędzi (sprzed 190-50 tysięcy lat) odkryto na indonezyjskiej wyspie Flores. Hominidy te były bardzo niskie i miały mały mózg, dlatego naukowcy czasem nazywają je… hobbitami! Innym nieznanym gatunkiem hominida był Homo luzonensis, którego pojedynczą kość śródstopia (sprzed 67 tysięcy lat) odnaleziono w jaskini na Filipinach.

Koniec mitów

Historia powstania człowieka może przyprawić o zawrót głowy. Warto jednak pamiętać, że nie pochodzimy od małpy, co stanowi jeden z największych mitów na temat ewolucji. Jest to przykład niekorzystnego przeinaczenia, które od wieków pokutuje w naszej świadomości. Ludzie i szympansy mają wspólnego przodka, z którego powstały dwie odrębne linie – Homo i Pan. Rozdział ten nastąpił najprawdopodobniej 6-4 milionów lat temu i od tej pory poszliśmy własną drogą.
Antropogeneza pokazuje jak wiele wysiłku kosztowało nas to, aby stać się gatunkiem, którym jesteśmy obecnie. Ewolucja jednak nie zatrzymała się, a współcześni ludzie wciąż zmieniają się, dostosowując do otaczającego świata. Jednak to nasza linia wygrała w tej grze o wszystko. Przetrwał najlepiej przystosowany i był nim Homo sapiens.
Joanna Stojak
IBS PAN

 

Pszczoły w mieście

Utworzono: niedziela, 26 maj 2019 Anna Leszkowska

Na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Śląskiego prowadzone są badania wpływu środowiska miejskiego na kondycję pszczół.

W sierpniu 2017 roku na dachu Wydziału Prawa i Administracji, gdzie panują raczej trudne warunki środowiskowe, postawiono sześć uli. Pomysłodawcami utworzenia pasieki byli doktorant mgr Łukasz Nicewicz oraz dr Agata Bednarek z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska UŚ, opiekę nad całym przedsięwzięciem sprawują prof. UŚ Mirosław Nakonieczny, kierownik Katedry Fizjologii Zwierząt i Ekotoksykologii UŚ, oraz dr hab. Alina Kafel z tejże katedry.

Do badań użyto wyselekcjonowanej odmiany owadów, które miały gromadzić pyłek z miododajnych roślin występujących na pobliskich terenach. Na potrzeby eksperymentu w tym samym czasie powstała druga, tradycyjna pasieka w przestrzeni wiejskiej oddalonej około 100 km od Katowic. Naukowcy obserwują funkcjonowanie obu rojów, aby porównać, jak radzą sobie w środowisku miejskim i wiejskim.

Już wiedzą, że miejskie rodziny osiągają zdecydowanie większe liczebności oraz że w poprzednim roku wyprodukowały dwa razy więcej miodu – mimo, że w mieście istnieje ograniczona baza pokarmowa. Dbałość o tereny zielone sprawia jednak, że pomimo niewielkich powierzchni zielonych w mieście cały czas coś kwitnie. Na przykład Muzeum Śląskie programowo nasadza rośliny miododajne, więc owady miały duży dostęp do pożywienia.

Kiedy porównywaliśmy ilość zgromadzonego pyłku i nektaru w katowickich ulach do tego, który zebrały ich siostry w pasiece tradycyjnej, okazało się, że pszczoły miejskie potrafiły pozyskać prawie dwukrotnie więcej pożywienia, a co za tym idzie, wyprodukować także więcej miodu. To było zaskakujące odkrycie – mówi Łukasz Nicewicz. W tym sensie wiejskie pola rzepaku i gryki przegrały z niepozorną wydawałoby się przestrzenią w centrum Katowic.
Wczesną wiosną można się więc było zachwycać miodem z wierzb rosnących nad Rawą. Potem pszczoły produkowały miód z lipy z okolicznych parków z domieszką kocimiętki z terenów Muzeum Śląskiego. Akurat ten miód lipowy miał bardzo interesujący, lekko ziołowy posmak. Na koniec nieliczni mogli spróbować jeszcze miodu spadziowego – wyjaśnia doktorant.

W związku z tym, że pasieka zlokalizowana jest w środowisku miejskim, zarówno miód, jak i pyłek pszczeli zostały przebadane pod kątem obecności ołowiu, kadmu, a także cynku i miedzi. W planach są także oznaczenia wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Dotychczasowe wyniki wykazują, że miód z uniwersyteckich uli nie różni się pod względem czystości od produktu z pasieki tradycyjnej.

Naukowcy zwracają uwagę na inne ważne aspekty, które mają wpływ na funkcjonowanie pszczół i pokazują, jakim wyzwaniem dla owadów może okazać się miejska przestrzeń. Analizy z wykorzystaniem biomarkerów stresu pokazały m.in., że na uniwersyteckie pszczoły działa więcej czynników stresogennych niż na owady żyjące w pasiece kontrolnej. Oznacza to, że w organizmach pszczół żyjących w kampusie UŚ wytwarzanych jest więcej mechanizmów obronnych przed uszkodzeniami DNA wynikającymi na przykład z obecności jonów metali ciężkich w środowisku.

W tym przypadku mamy do czynienia ze zjawiskiem kompensacji. Z jednej strony można mówić o występującym w mieście zjawisku multistresu, na który składa się wiele czynników stresogennych, działających jednak na niskim poziomie. O ile każdy z nich, rozpatrywany oddzielnie, nie ma istotnego wpływu na funkcjonowanie żywego organizmu, o tyle skumulowane i działające w dłuższym czasie (przez całe życie pszczoły) oddziałują już w sposób znaczący. Z drugiej strony – są takie aspekty, które wynagradzają ów miejski stres – wyjaśnia prof. Mirosław Nakonieczny.
Takimi czynnikami rekompensującymi mogą być: większa dostępność pokarmu oraz mniejsza liczba wyspecjalizowanych drapieżców polujących na pszczoły.

Celem kolejnych badań było sprawdzenie, które osobniki lepiej radzą sobie z odnajdowaniem pokarmu. W tym przypadku okazało się, że przodują owady żyjące w tradycyjnej pasiece. Naukowcy tłumaczą ten wynik trudniejszym i okresowym dostępem do roślin miododajnych na wsi, w wyniku czego tamtejsze pszczoły muszą być bardziej wrażliwe na poszukiwania. Sprawdzali również umiejętność orientowania się w przestrzeni i zapamiętywania drogi do ula i w tym przypadku bieglejsze okazały się pszczoły żyjące w mieście.

W najbliższym czasie prowadzone będą m.in. badania, których celem jest sprawdzenie, czy czynniki stresogenne nasilają się w określonych miesiącach. Wyniki pozwolą jeszcze lepiej zaplanować opiekę nad uniwersytecką pasieką. W przyszłości naukowcy chcą także dzielić się wiedzą i doświadczeniem z innymi osobami zajmującymi się miejskimi pasiekami lub chcącymi je założyć.
Małgorzata Kłoskowicz

Więcej - https://www.us.edu.pl/slodko-gorzkie-zycie-miejskiej-pszczoly

 

Our website is protected by DMC Firewall!