Prima pagină Natura

Superputerile animalelor

Mihaela Stanescu | 09.05.2006 | ● Vizualizări: 717
Superputerile animalelor     Superputerile animalelor + zoom
Galerie foto (3)

Omul este inteligent si capabil sa creeze unelte (si ce unelte!), are constiinta de sine si poseda un limbaj incredibil de complex. Dar si animalele au capacitati uimitoare, in fata carora omul nu se poate simti altfel decat jalnic de inferior. Ar fi oare posibil ca insusirile omului sa le egaleze pe cele ale animalelor in domeniile in care acestea din urma exceleaza? Raspunde Mihaela Stanescu.

De ce este un caine capabil sa perceapa urma trecerii unui om sau a altui caine, ori sa-si recunoasca semenii dupa miros, iar noi nu? Deoarece cainii au de 20-40 de ori mai multi receptori olfactivi decat noi. Specialistii au impartit mamiferele in categorii dupa acuitatea simtului lor olfactiv: cele macrosmatice, cum sunt cainii si rozatoarele, isi intemeiaza viata sociala si relatiile cu mediul inconjurator pe miros.

Ele percep si definesc lumea din jur cu ajutorul simtului olfactiv asa cum noi (mamifere microsmatice) o facem folosindu-ne de simtul vederii. Practic, aceste animale traiesc intr-un „peisaj de mirosuri“, recunoscand fiecare membru al grupului dupa miros, intocmai cum ne identificam noi cunoscutii dupa chip.

Oare cum ar fi daca am putea si noi?
Debra Ann Fadool, de la Universitatea din Florida, cerceteaza de zor o gena numita Kv1.3, importanta in perceperea si diferentierea mirosurilor. Gena pare sa aiba rolul de a diminua sensibilitatea olfactiva, motiv pentru care blocarea sau chiar eliminarea ei ar putea spori capacitatea de a distinge mirosuri. La soareci, inlaturarea genei a crescut sensibilitatea olfactiva de 1.000-10.000 de ori.

Si oamenii au gena Kv1.3, asa incat se crede ca blocarea ei pe cale medicamentoasa ori chiar suprimarea ei prin terapie genica ar putea creste sensibilitatea olfactiva la persoanele care au suferit diminuari ale simtului mirosului. Dupa parerea Debrei Fadool, schimbarea ar putea fi avantajoasa si pentru un degustator profesionist de bauturi sau pentru un creator de parfumuri.

Dar, pentru intensificarea sensibilitatii olfactive, exista si un procedeu mai putin drastic: antrenamentul si iar antrenamentul. Sensibilitatea olfactiva normala nu trebuie subestimata. La fel ca si alte abilitati umane, ea poate fi imbunatatita prin exercitiu. Este parerea lui Mathias Laska, de la Facultatea de Medicina a Universitatii Yale. El citeaza cazul creatorilor francezi de parfumuri, a caror pregatire in vederea exercitarii acestei pretentioase meserii dureaza intre cinci si sapte ani.

La incheierea perioadei, cursantii trebuie sa fie capabili sa identifice aproximativ 600 de mirosuri de baza. De fapt, acesta este doar ABC-ul meseriei; cei mai „bazati“ parfumieri sunt in stare sa recunoasca aproximativ 3.000 de mirosuri diferite ale substantelor utilizate la elaborarea parfumurilor.

Dar putem sa ne imbunatatim capacitatile olfactive chiar daca nu ne ocupam de parfumuri, sustine Laska. Este cazul mirosurilor cu o puternica incarcatura emotionala. In doar cateva zile, putem invata sa recunoastem mirosurile personale ale prietenilor si ale membrilor familiei.

Sunete infra si ultra
Urechea umana este capabila sa perceapa sunete cu frecvente cuprinse intre 20 si 20.000 Hz. Dar natura e plina de numeroase glasuri inaudibile pentru om. Liliecii emit si receptioneaza ultrasunete – unde sonore cu frecvente ce depasesc 20.000 Hz, prag la care se opreste capacitatea de percepere a aparatului auditiv uman.

Si delfinii si unele pasari „vorbesc“ prin ultrasunete. Cercetatoarea Katy Payne, specialist in bioacustica la Universitatea Cornell, a studiat elefantii timp de 13 ani si afirma ca acestia comunica prin infrasunete – sunete cu frecvente sub 20 Hz.

Tehnologia si chirurgia ar putea largi considerabil limitele „benzii noastre de frecvente“. Dispozitive (asemanatoare aparatelor auditive deja existente pe piata) implantate direct in nervul auditiv sau in ariile auditive din creier ne-ar putea darui un auz la fel de ager ca si cel al unui liliac. Dar nu-i suficient sa auzi un sunet, trebuie sa-l si intelegi, sa-i atasezi o semnificatie.

Pentru adulti ar putea fi mai greu, dar, in ceea ce-i priveste pe copii, Robert Shannon de la House Ear Institute din Los Angeles, care a realizat, in 2004, primul implant cerebral de proteza auditiva, sustine ca acestia, pe masura ce cresc, ar invata sa integreze ultrasunetele in perceperea globala a lumii inconjuratoare.

Stam destul de prost, comparativ cu animalele, si in ceea ce priveste localizarea sursei sonore. Fred Wightman, de la Institutul Heuser pentru Studiul Auzului din Louisville, SUA, ne incurajeaza (?!) cu propunerea de a ne reproiecta urechile – ca forma si marime –, pentru a distinge mai bine directia din care vine un sunet. In cautarea urechii perfecte, au fost realizate experimente in care oamenilor li s-au „remodelat“ (cu ceara) respectivele organe si, in mod impresionant, creierul s-a adaptat in cateva saptamani la schimbarile survenite in modul de percepere a sunetelor. Ar mai ramane doar sa ne adaptam la noul aspect al urechilor noastre.Vrei un picior nou? Fa-ti-l singur!
Daca un om isi pierde un deget, o mana, un picior sau cine stie ce alta portiune anatomica, este nevoie de interventii complicate si nu intotdeauna reusite pentru a i se reatasa partea respectiva. La salamandra, treaba e mult mai simpla. Si-a pierdut un picior? Nici o tragedie, in trei luni ii creste altul. Cum reuseste?

Pai natura a inzestrat celulele ei adulte cu capacitatea de a reveni la stadiul de celule stem, celule primordiale, in stare sa se divida si sa formeze tesuturi noi. La omul adult, celulele stem existente au o capacitate limitata de a forma noi tesuturi. Doar celulele stem embrionare sunt mai „polivalente“ din acest punct de vedere. Dar iata ca, la alte specii, se pot „intoarce in copilarie“ chiar si indivizii adulti. Celulele stem poarta informatia genetica necesara cresterii unui nou organ pe tiparele prestabilite.

Pana unde am ajuns noi cu progresul in domeniu? La Massachusetts Institute of Technology (MIT), Iannis Yannes a dezvoltat un biomaterial alcatuit din fibre de colagen dispuse sub forma unei retele. Fragmentele, cu dimensiuni de pana la 3 milimetri, sunt implantate in plagi si actioneaza stimuland formarea, in jurul lor, a noi celule dermice.

Vazute si nevazute
Animal diurn, omul nu este facut sa vaneze noaptea; structura ochilor sai arata clar acest lucru. Alte animale, insa, dispun de ochi in asa fel conformati incat sa capteze cea mai mica geana de lumina, sa o amplifice si sa vada in ceva ce omul ar descrie drept intuneric-bezna. Un numar mare de celule cu conuri si, uneori, un strat reflectorizant, asa-numitul tapetum lucidum (datorita caruia ochii animalelor stralucesc in intuneric), sunt secretele tehnologice ale vederii in tenebre.

Ron Douglas, specialist in studiul vederii la City University din Londra, sustine ca o cale de imbunatatire a capacitatilor noastre vizuale ar fi extinderea gamei de frecvente ale radiatiilor pe care le putem vedea. Celulele fotoreceptoare din retina – care sunt de doua tipuri: cu conuri si cu bastonase – contin proteine sensibile la lumina, numite opsine, alcatuite din subunitati numite aminoacizi.

Mici diferente in secventa de aminoacizi a opsinei din diferitele celule fotoreceptoare determina lungimea de unda pe care o absorb astfel de proteine. De acest fenomen depinde tipul de radiatie pe care o poate vedea un animal. Omul percepe radiatii cu lungimea de unda de 400-700 de nanometri; pe acestea le numim spectrul vizibil. Radiatiile cu lungimea de unda sub 400 nm (ultraviolete), respectiv peste 700 nm (infrarosii) sunt invizibile pentru noi, dar nu si pentru alte specii.

Teoretic, ar fi posibil sa introducem la om o gena care sa determine producerea unui tip de opsina capabila sa absoarba o anumita lungime de unda. De pilda, am putea sintetiza opsina de caras auriu si, uite-asa, am putea sa vedem in ultraviolet, cum face carasul.

Daca invidiem acuitatea vizuala a pasarilor de prada, trebuie sa stim ca aceasta exceptionala capacitate se datoreaza marii densitati a celulelor cu conuri. Ca sa putem distinge si noi miscarea unui iepure de la distanta de un kilometru, tot ce am avea de facut (ce simplu suna!) ar fi sa ne implantam in retina mai multe celule cu conuri. Numai ca ne-ar trebui si ochi cu mult mai mari decat ne-a dat natura.

Nu speram si, poate, nici nu ar trebui sa ne dorim vreodata ca, sfidand intelepciunea naturii, sa ajungem sa facem tot ceea ce fac animalele. Dar minunatele lor capacitati, dobandite in urma a milioane de ani de evolutie, pot fi exceptionale surse de inspiratie pentru noi.

FACTS


Animal fact

Si multe, multe alte lucruri uimitoare fac animalele: realizeaza salturi spectaculoase (nu doar cangurii, ci si unele insecte minuscule, precum puricii), emit lumina (lumea e plina de vietati specialiste in bioluminiscenta), cara poveri incredibil de mari in comparatie cu dimensiunile corpului lor, pot hiberna luni intregi fara a consuma vreo farama de hrana...

Tine-ti respiratia

Daca pentru om aceasta reprezinta o performanta uluitoare, pentru mamifere precum focile Weddell (Leptonychotes weddellii) e o nimica toata. Ele se scufunda, in cautarea prazii, pana la 600 de metri adancime. Daca, din punctul de vedere al timpului, recordul uman la tinerea respiratiei este de aproximativ 7 minute, focile pot petrece, fara sa respire, 30 de minute.


Ar fi oare posibil ca oameni precum Patrick Musimu sa devina la fel de performanti ca focile? Atunci cand acestea se scufunda, cea mai mare parte a sangelui lor este dirijata spre structurile nervoase, care au nevoie de o alimentare cu oxigen continua. Si totusi, nici celulele musculare nu sufera de pe urma lipsei de sange oxigenat, deoarece contin o mare cantitate de mioglobina – proteina capabila sa fixeze mult mai mult oxigen decat hemoglobina –, fapt ce asigura rezerva de oxigen necesara pentru intervalul cand cantitatea de sange care iriga muschii scade.


Shane Kanatous, de la Universitatea din Texas, studiaza puii de foca, nascuti cu o cantitate relativ mica de mioglobina in organism, pentru a intelege cum isi dezvolta adultii asemenea uimitoare insusiri. Cercetarile sale ar putea duce la descoperirea unor metode prin care sa se poata spori concentratia de mioglobina din muschiul uman.


Focile nu sunt singurele animale care pot trai cu concentratii scazute de oxigen in anumite tesuturi. Micii rechini Hemiscyllium ocellatum esuati pe tarm pot supravietui in acest mediu ostil lor cateva ore bune. Cercetarile lui Gillian Renshaw, de la Universitatea din Queensland, Australia, au drept scop descoperirea genelor care sunt activate atunci cand nivelul de oxigen scade si care permit rechinilor sa supravietuiasca. Renshaw sustine ca, daca am avea si noi asemenea gene in stare latenta, le-am putea activa sau am putea identifica, fabrica si injecta la om proteinele a caror producere este coordonata de genele respective.


Daca asemenea abordari indraznete ar avea succesul scontat, foloasele ar fi foarte mari: ar putea fi prevenita afectarea creierului si a inimii la oamenii care au suferit atacuri vasculare cerebrale sau infarcturi, ori la nou-nascutii care au suferit de lipsa de oxigen in timpul nasterii.O lunga insomnie


EXPERTS


Mai otravitor, mai atragator


In lumea vegetala exista mii de specii de plante toxice pentru om, dar pe care diverse animale le consuma fara nici o problema. Printre foarte numeroasele insecte fitofage (care se hranesc cu plante), exista specii care s-au adaptat atat de bine toxinelor vegetale, incat nu numai ca le tolereaza, dar le si dau utilizari surprinzatoare. Astfel, fluturii din familiile Danaidae, Ithoniidae, Arctiidae si Ctnenuchidae sunt atrasi de plantele bogate in substante toxice (pentru om) – alcaloizi pirolizidinici.

Acesti compusi servesc, in mod normal, plantelor drept protectie contra fitofagilor, insa omizile fluturilor in cauza stocheaza compusii respectivi in corpul lor si-i transmit mai departe adultilor, care devin astfel, la randul lor, necomestibili pentru animalele insectivore. Coloritul viu si contrastant al fluturilor toxici serveste drept avertisment pentru pradatori care, dupa ce gusta o data dintr-un fluture necomestibil, evita, pe viitor, sa mai aiba de-a face cu o astfel de prada. In plus, masculii unora dintre aceste specii folosesc alcaloizii pirolizidinici drept precursori pentru biosinteza feromonilor sexuali. Cu alte cuvinte, cu cat mai otravitor, cu atat mai atragator. Avantajul pentru fluturi este evident.

Unii traiesc intr-o continua criza de timp: pur si simplu nu le ajung cele 24 de ore ale fiecarei zile si li se pare ca, dormind cateva ceasuri pe noapte, pierd de fapt timpul. Ce-ar fi daca am putea functiona aidoma acelor pasari migratoare care dorm foarte putin vreme de luni intregi sau asemenea mamelor-delfin care, dupa cat se pare, nu dorm deloc in luna de dupa nasterea puilor lor?

Jerry Siegel, de la Institutul Semel pentru Neurostiinta si Comportament Uman al Universitatii California din Los Angeles, studiaza neurochimia creierului delfinilor in conditiile lipsei de somn. Dupa parerea lui, capacitatea acestor animale de a sta treze saptamani in sir sugereaza faptul ca si oamenii ar putea avea potentialitati neexplorate in aceasta directie. Comportamentul pasarilor migratoare are, de asemenea, implicatii in problema.

Daca am gasi un medicament capabil sa stimuleze ariile cerebrale pe care pasarile le folosesc pentru a ramane in stare de veghe timp indelungat, atunci am putea sta treji zilnic 20 de ore din 24, crede Verner Bingman, de la Universitatea din Ohio, SUA.

El studiaza comportamentul sturzului american Catharus ustulatus (foto mic), care migreaza 5.000 de kilometri, din padurile Canadei pana in Peru, si care, pe parcursul perioadei de migratie, trece de la un regim de somn de 10-12 ore pe zi, la unul de numai 2,5 ore din 24. Adaptarea pasarilor se realizeaza in diverse moduri. De pilda, atunci cand migreaza, ele isi acorda cate un microsomn de 10-20 de secunde de mai multe ori pe zi. Scurt, dar foarte eficient. Bingman incearca, prin cercetarile sale, sa stabileasca durata optima a unor asemenea microsomnuri pentru oameni.

De asemenea, pasarile, se pare, sunt capabile sa doarma doar „pe jumatate“: tin deschis un singur ochi, mentinand activa jumatatea corespunzatoare a creierului, si isi adorm cealalta emisfera cerebrala, totul in timp ce continua sa zboare spre destinatie. Biochimia creierului le este adaptata astfel incat organismul lor sa poata face fata vreme indelungata acestui soi de odihna pe jumatate. Functiile de felul acestora sunt inca putin cunoscute, dar, studiindu-le, este posibil sa ajungem in cele din urma la dezvoltarea unor medicamente care sa mentina buna functionare a organismului in conditiile lipsei de somn.

In anumite profesii si in anumite situatii, asemenea substante, folosite cu grija, s-ar putea dovedi utile. Pana atunci, cate un micro… somnic, din cand in cand.

Dorel Rusti, biolog la Muzeul Grigore Antipa



Nu acum
Mamiferele marsupiale sunt in stare de o performanta incredibila. Cand conditiile climatice sunt cu totul nefavorabile, cand hrana e putina sau cand bantuie vreo epidemie, femelele de wallaby, de pilda, opresc dezvoltarea ovulului fecundat, in asteptarea unor vremuri mai bune.


Embrionul intra in diapauza, un fel de „stare de asteptare“, din care iese de indata ce conditiile redevin propice. Oare nu s-ar putea realiza asa ceva si la om? Implicatiile ar putea fi foarte importante. Controlul nasterilor ar diferi mult de cel practicat astazi. Am putea concepe copiii la o varsta tanara, in conditii mai bune de sanatate, fertilitate si vigoare ale ambilor parinti, urmand ca nasterea sa aiba loc peste ani.


Sau, cum subliniaza Geoff Shaw, de la Universitatea din Melbourne, Australia, de ce n-am incerca sa inducem diapauza la celulele canceroase, oprind formarea metastazelor si cresterea tumorilor?


Marine fact
Unii traiesc intr-o continua criza de timp: pur si simplu nu le ajung cele 24 de ore ale fiecarei zile si li se pare ca, dormind cateva ceasuri pe noapte, pierd de fapt timpul. Ce-ar fi daca am putea functiona aidoma acelor pasari migratoare care dorm foarte putin vreme de luni intregi sau asemenea mamelor-delfin care, dupa cat se pare, nu dorm deloc in luna de dupa nasterea puilor lor?

Jerry Siegel, de la Institutul Semel pentru Neurostiinta si Comportament Uman al Universitatii California din Los Angeles, studiaza neurochimia creierului delfinilor in conditiile lipsei de somn. Dupa parerea lui, capacitatea acestor animale de a sta treze saptamani in sir sugereaza faptul ca si oamenii ar putea avea potentialitati neexplorate in aceasta directie. Comportamentul pasarilor migratoare are, de asemenea, implicatii in problema. Daca am gasi un medicament capabil sa stimuleze ariile cerebrale pe care pasarile le folosesc pentru a ramane in stare de veghe timp indelungat, atunci am putea sta treji zilnic 20 de ore din 24, crede Verner Bingman, de la Universitatea din Ohio, SUA.

El studiaza comportamentul sturzului american Catharus ustulatus, care migreaza 5.000 de kilometri, din padurile Canadei pana in Peru, si care, pe parcursul perioadei de migratie, trece de la un regim de somn de 10-12 ore pe zi, la unul de numai 2,5 ore din 24. Adaptarea pasarilor se realizeaza in diverse moduri. De pilda, atunci cand migreaza, ele isi acorda cate un microsomn de 10-20 de secunde de mai multe ori pe zi. Scurt, dar foarte eficient. Bingman incearca, prin cercetarile sale, sa stabileasca durata optima a unor asemenea microsomnuri pentru oameni.

De asemenea, pasarile, se pare, sunt capabile sa doarma doar „pe jumatate“: tin deschis un singur ochi, mentinand activa jumatatea corespunzatoare a creierului, si isi adorm cealalta emisfera cerebrala, totul in timp ce continua sa zboare spre destinatie. Biochimia creierului le este adaptata astfel incat organismul lor sa poata face fata vreme indelungata acestui soi de odihna pe jumatate.
Functiile de felul acestora sunt inca putin cunoscute, dar, studiindu-le, este posibil sa ajungem in cele din urma la dezvoltarea unor medicamente care sa mentina buna functionare a organismului in conditiile lipsei de somn. In anumite profesii si in anumite situatii, asemenea substante, folosite cu grija, s-ar putea dovedi utile. Pana atunci, cate un micro… somnic, din cand in cand.
Tag-uri: Superputeri | animale