Ptaki wyczuwają wiosnę

Ptaki przygotowują się na nadejście wiosny. Zamiany zachodzące w ich organizmach mają umożliwić im jak najszybsze rozmnażanie się po zakończeniu zimy.

Ptaki przygotowują się na nadejście wiosny. Zamiany zachodzące w ich organizmach mają umożliwić im jak najszybsze rozmnażanie się po zakończeniu zimy. Japońscy naukowcy odkryli, w jaki sposób na organizmy zwierząt wpływa ocieplenie się aury.

 

Badacze ustalili, że zmiany pory roku wpływają na aktywność genów przepiórki japońskiej. Zmiany są spowodowane wydłużeniem się dnia. Naukowcy wykorzystali do swych doświadczeń przepiórkę, gdyż bardzo szybko reaguje ona na zmieniającą się intensywność oświetlenia. To właśnie fotoperiod – długość dnia – jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na życie zwierząt i roślin.

Dzięki badaniom udało się opisać, w jaki sposób warunki pogodowe wpływają na pracę mózgu ptaków, zmieniając ich metabolizm. Ma to przygotować ich organizm do prokreacji.

W prowadzonym doświadczeniu naukowcy badali, jak zmienia się aktywność genów pod wpływem ich naświetlania. Badacze wykazali, że pod wpływem światła w mózgu dochodzi do aktywizacji genów w dwóch falach. Pierwsza zachodzi po 14 godzinach od znaczącego wydłużenia się dnia. Następna zaś ma miejsce zaledwie dwie godziny później. Zaktywowane geny aktywizują się przygotowując organizm do rozmnażania. Jednym z przejawów przygotowań jest powiększenie się gruczołów płciowych zwierzęcia.

Badania wykazały, że kluczowym gruczołem odpowiedzialnym za zmianę metabolizmu ptaków jest tarczyca. Odpowiada ona u zwierząt za rozwój i dojrzewanie organizmu. Nieprawidłowości w funkcjonowaniu tego organu prowadzą do bardzo niebezpiecznych schorzeń i upośledzeń. Podczas wydłużonego naświetlania dochodzi do aktywizacji genu odpowiedzialnego za wydzielanie tyreotropiny. Wydzielona tyreotropina odpowiedzialna jest za pracę gruczoły tarczycy. Według naukowców, rejonem mózgu, reagującym na promienie świetlne, jest podwzgórze. Ono wraz z przysadką mózgową są odpowiedzialne za rozpoczęcie szeregu zmian w organizmie ptaków.

Poprzez tyreotropinę następuje w tarczycy zwiększone wydzielanie tyroksyny – jednego z głównych hormonów tego gruczołu. Tyroksyna ma bardzo rozległe działanie. Jest odpowiedzialna m.in. za zwiększenie aktywności somatotropiny i glikokortykoidów. Oddziałuje także na gruczoły płciowe, reguluję przebieg porodu i laktację.

Działanie tyroksyny zamyka całą kaskadę zmian metabolicznych zapoczątkowanych przez zwiększone naświetlanie czułych rejonów mózgu w ptaka. Dzięki niej następuje powiększenie gruczołów rozrodczych i przygotowanie organizmu do rozrodu. Przebadany mechanizm biologiczny jest bardzo ważny dla zwierząt. Ponieważ zwierzęta wyższe przyjmują strategię rozrodczą o małej liczbie potomstwa, starają się rodzić młode w jak najlepszych warunkach. Zwiększa to możliwość przeżycia świeżo narodzonych. Gdyby nie istniał mechanizm uzależniający proces rozrodu od długości życia, zwierzęta mogłyby masowo rodzić swoje małe np. zimą. W znakomitej większości przypadków oznaczałoby to dla nich śmierć. Młode większości zwierząt zamarzałyby natychmiast. Ponieważ prokreacja wymaga od organizmu rodziców nie lada wysiłku, genowa kontrola chroni zwierzęta przed zmarnotrawieniem tego wysiłku.

Ostatnie badania japońskich naukowców dotyczyły ptaków, ale podobne wyniki dało takie samo doświadczenie prowadzone na chomikach. Udowodniło ono, że informacja o wydłużeniu się dnia jest transportowana inną drogą niż u ptaka, ale jej skutki są podobne. Zdaniem specjalistów wyniki badań można odnieść także do gromady ssaków, do której należy człowiek. Być może właśnie przenoszone w ten sam sposób informacje o długości dnia wpływają na apatyczność, jaka dopada część osób w okresie zimowym.

Ścibor Gniazdkowski

Na podstawie: NATURE