• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Uchwycić noc: odkryte tajemnice widzenia w nocy ssaków nocnych

    20.04.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Zwierzęta nocne zawdzięczają zdolność widzenia w nocy szczególnej strukturze DNA w obrębie komórek fotoreceptorowych w oku. Odkrycie to, dokonane przez zespół naukowców w Niemczech i Wielkiej Brytanii, zostało opublikowane w czasopiśmie Cell. Badacze opisują, jak dzięki unikalnemu DNA same jądra komórki pręcikowej stają się małymi obiektywami zbierającymi światło.

    "Jądra dzienne są w zasadzie przeszkodą, ponieważ rozpraszają światło" - tłumaczy dr Jochen Guck z Uniwersytetu Cambridge w Wielkiej Brytanii. "U zwierząt nocnych, są to natomiast małe obiektywy. W jednej sytuacji, światło jest rozpraszane we wszystkich kierunkach a w innej jest skupiane w jednym kierunku". A w każdym oku są ich miliony. W ten sposób, każda odrobina światła jest zbierana i może przedostawać się głębiej do oka, gdzie jest odbierana.

    U zwierząt nocnych struktura jądrowa komórek pręcikowych (komórki fotoreceptorowe w siatkówce oka) jest odwrócona w porównaniu z innymi niepodzielnymi komórkami, wykazującymi właściwie uniwersalny wzór, który można znaleźć w organizmach jedno- i wielokomórkowych.

    Jądro komórki posiada zazwyczaj tzw. heterochromatynę na obrzeżu i euchromatynę wewnątrz. Chromatyna jest kombinacją DNA, RNA i protein, która tworzy chromosomy. W heterochromatynie DNA jest bardzo ciasno spakowane, podczas gdy w euchromatynie jest mniej zagęszczone. Zwierzęta nocne mają odwrotną strukturę oczu; euchromatyna na obrzeżach, heterochromatyna wewnątrz.

    Aby rzucić światło na różnice pomiędzy widzeniem dziennym i nocnym, przebadano myszy. Komórki pręcikowe myszy - tak, jak innych zwierząt nocnych - wykazują odwróconą strukturę jądrową. Jednakże myszy rodzą się ze zwykłą strukturą, która przekształcana jest dopiero później.

    Ponieważ oczy zwierząt nocnych muszą być znacznie bardziej wrażliwe na światło, mają one również większą ilość komórek pręcikowych, co z kolei zwiększa grubość zewnętrznej warstwy siatkówki. Znajdują się tu słupki specjalnych jąder, które optymalizują transmisję światła i kierują je do segmentów pręcików odbierających światło. "Odwrócenie u zwierząt nocnych zapewnia przekazanie światła z jednego jądra do następnego. Jest przekazywane w taki sposób, że nie dochodzi do jego rozproszenia" - stwierdza dr Guck.

    Z punktu widzenia ewolucji, faworyzowana jest konwencjonalna struktura komórki pręcikowej. Jednakże z upływem czasu jest ona w pewnych sytuacjach modyfikowana - dodaje dr Boris Joffe z Ludwig-Maximilians University w Monachium w Niemczech.

    "Uwzględniając wszystko razem, dane paleontologiczne, molekularne i morfologiczne zdecydowanie sugerują, że odwrotny wzór pojawił się w ewolucji ssaków bardzo wcześnie jako adaptacja do widzenia nocnego w tej głównie nocnej grupie zwierząt" - stwierdza się w opracowaniu. Dane te sugerują również, że "odpowiednio, wzór konwencjonalny był wielokrotnie nabywany przez zwierzęta, które przyjmowały ponownie dzienny tryb życia, a przywrócenie konwencjonalnej struktury najprawdopodobniej wymagało wybiórczej presji na przyjęcie konwencjonalnej struktury jądrowej. Porównanie odwrotnych i konwencjonalnych wzorów może więc uwydatnić korzystne cechy, które określają z góry prawie uniwersalną dominację konwencjonalnej struktury jądrowej".

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji można uzyskać na stronie internetowej:
    http://www.cell.com/

    Źródło danych: Cell Press
    Referencje dokumentu: Solovei, I et al. (2009), Nuclear architecture of rod photoreceptor cells adapts to vision in mammalian evolution, Cell 137:356-68, opublikowano w Internecie 17 kwietnia; DOI 10.1016/j.cell.2009.01.052.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Perspektywizm – teoria filozoficzna, w myśl której nie jest możliwe poznanie obiektywne – wszystko jest subiektywną interpretacją podmiotu, który doświadcza i poznaje ze swojej konkretnej perspektywy. Prawda jest więc zrelatywizowana do jednostkowego punktu widzenia, który jest zależne od wielu czynników, takich jak kontekst historyczny, doświadczenia podmiotu czy w końcu poznanie zmysłowe. Perspektywizm znalazł też zastosowanie na gruncie antropologii gdzie odnosi się do wizji świata amazońskich Indian, zgodnie z którą sposób w jaki człowiek widzi zwierzęta, rośliny, duchy, zjawiska meteorologiczne oraz wszystkie inne fenomeny oraz byty występujące w kosmosie, różni się diametralnie od sposobu w jaki one same postrzegają i siebie i człowieka. W ten sposób zwierzęta mogą postrzegać siebie nawzajem jako ludzi, natomiast ludzi widzą pod postacią zwierząt. Bodziec dyskryminacyjny zwany też bodźcem różnicującym to pojęcie z zakresu teorii warunkowania. Jego zastosowanie wynika stąd, że ze zwierzęciem trudno się porozumieć i np. wyjaśnić mu zasady oczekiwanego zachowania. Eksperymentatorowi zdaje się, że pies podczas warunkowania reaguje na światło (zaangażowane ośrodki wzrokowe) a on słyszy dźwięk klawisza (zaangażowane ośrodki słuchowe) włączającego to światło. Stąd reaguje tak samo na światło czerwone, zielone itd. Nawet jeśli nie ma dodatkowych, niezauważonych przez eksperymentatora bodźców, to psu może być obojętne jakiego koloru jest światło (psy nie widzą niektórych kolorów) i w którym miejscu się zapala. Takie zjawisko nazywamy generalizacją bodźca. Eksperymentator chcąc mieć pewność że zwierzę reaguje na ten i tylko ten bodziec np. światło koloru czerwonego musi go zróżnicować. W tym celu wzmacnia np. pokarmem tylko pożądaną reakcję i tylko na określony kolor światła, pozostałe kolory nie wzmacniane stają się bodźcami hamującymi (negatywnymi), na które reakcja odruchowa wygasa. Nibytkankowce (Parazoa), określane też jako przedtkankowce, nietkankowce (Ahistozoa), a dawniej beztkankowce – podkrólestwo zwierząt (Animalia) grupujące zwierzęta, które w swoim rozwoju nie wykształciły właściwych tkanek, organów (narządów), układu mięśniowego i nerwowego. Charakteryzują się dużą samodzielnością komórek. Ich komórki zróżnicowane są na warstwy okrywającą i wewnętrzną.

    Zoosocjologia, socjologia zwierząt (z gr. zoon=zwierzę + "socjologia") – nauka zajmująca się badaniem społecznego życia zwierząt, wzajemnych relacji pomiędzy nimi, strukturą i funkcjonowaniem ich skupisk, a także badaniem ewolucji zbiorowości społecznych. Jest to dziedzina nauki ściśle związana z socjologią ogólną i etologią. Włączana jest czasem do socjologii jako kierunek nazywany biosocjologią. Fotorecepcja – wszystkie biologiczne reakcje organizmu powstające wskutek jego stymulacji przez światło, a także mechanizm, poprzez który zwierzęta odbierają zmysłowe dane przenoszone poprzez światło (długość fali, intensywność, modele czasowe, polaryzacja) i wykorzystują je do swoich potrzeb. Podstawową reakcją fotorecepcyjną u roślin jest fotosynteza, a reakcjami pośrednimi - występującymi zarówno u roślin, jak i wielu zwierząt - są uzależnienie wzrostu, rozwoju oraz modeli reprodukcyjnych od corocznych, cyklicznych zmian dostępności światła słonecznego. Człowiek ma ograniczoną zdolność do odbierania bodźców świetlnych i reagowania na nie.

    Scenedesmus – rodzaj glonów z gromady zielenic. Wałeczkowate komórki tworzą najczęściej czterokomórkowe cenobia ustawiając się w rządku. Cenobia mogą być również dwukomórkowe lub ośmiokomórkowe, rzadziej o nieparzystej liczbie komórek. Komórki mogą występować także pojedynczo. Krańcowe komórki cenobiów często wytwarzają kolce. Postuluje się, że tworzenie cenobiów jest mechanizmem obronnym przed pochwyceniem przez zwierzęta, rodzajem cyklomorfozy, choć nie można wykluczyć hipotezy, że taki kształt jest próbą zapobieżenia opadaniu w toni wodnej. Za pierwszą hipotezą przemawiają obserwacje indukcji tworzenia cenobiów przez wydzielane przez zwierzęta planktonowe kairomony. Struktura tensorowa — jest to struktura wielowymiarowa zarządzania strategicznego. Łączy kryteria funkcjonalne, obiektowe i regionalne. Czasem zamiast kryterium regionalnego wprowadza się do wymiaru obiektowego komórki sztabowe, które pomagają kierownikom w wykonywaniu ich funkcji. Ważnym problemem w przypadku tej struktury jest rozdział uprawnień i odpowiedzialności pomiędzy kierowników z wyodrębnionych wymiarów. Struktura ta pozwala przezwyciężyć problemy koordynacji, które występują w strukturach jednowymiarowych, umożliwia także połączenie korzyści wynikających z poszczególnych rodzajów działalności.

    W przetwarzaniu komputerowym, trwała struktura danych albo czysto funkcyjna struktura danych to struktura danych, która zawsze zachowuje swoje poprzednie wersje, kiedy są modyfikowane. Takie struktury danych są w efekcie niezmienne, jako że operacje na nich nie powodują zmiany samej struktury, lecz powoduje powstanie nowej, uaktualnionej jej wersji. Trwała struktura danych nie jest strukturą danych składowaną na trwałym nośniku danych, takim jak dysk; jest to inne i niepowiązane znaczenie słowa "trwały". Definicja intuicyjna:
    Automat komórkowy to system składający się z pojedynczych komórek, znajdujących się obok siebie. Ich układ przypomina szachownicę lub planszę do gry. Każda z komórek może przyjąć jeden ze stanów, przy czym liczba stanów jest skończona, ale dowolnie duża. Stan komórki zmieniany jest synchronicznie zgodnie z regułami mówiącymi, w jaki sposób nowy stan komórki zależy od jej obecnego stanu i stanu jej sąsiadów.

    Błona odblaskowa, makata odblaskowa (tapetum lucidum) – odbijająca światło warstwa w oku wielu gatunków zwierząt kręgowych. Błona odblaskowa jest położona pomiędzy blaszką naczyniową a blaszką naczyń włosowatych. Zbudowana – w zależności od gatunku – z delikatnych włókien kolagenowych (błona odblaskowa włóknista – tapetum lucidum fibrosum) lub z komórek zawierających kryształy guaniny (błona odblaskowa komórkowa – tapetum lucidum cellulosum). Odbite od nich światło kierowane jest do fotoreceptorów, przez co zwiększa się skuteczność widzenia w warunkach słabego oświetlenia.

    Struktura funkcyjna: Struktura funkcyjna - należy tutaj zwrócić uwagę, że wielu autorów nie rozróżnia w terminologii struktury funkcyjnej od funkcjonalnej lub używa nazwy "funkcjonalna" dla obu tych różnych klasyfikacyjnie struktur. Jest to jedna ze struktur organizacyjnych. Jej cechą jest grupowanie komórek organizacyjnych według ich funkcji. Taki sposób wyodrębnienia komórek jest tradycyjnie i najczęściej stosowany. Posiada standardowe, dokładnie opisane metody zarządzania, łatwość w pozyskiwaniu i szkoleniu kadr. Wymaga koordynacji pomiędzy komórkami, które mają tendencję do autonomizacji ponieważ nie są odpowiedzialne za główny cel przedsiębiorstwa, to jest za zyski .

    Humanitarna ochrona zwierząt – termin wypracowany przez doktrynę prawa na oznaczenie ogółu przepisów mających na celu ochronę każdego zwierzęcia przez cierpieniem zadawanym ze strony człowieka. Jest częścią prawa ochrony zwierząt obok gatunkowej i użytkowej ochrony zwierząt. Oczy złożone, oczy mozaikowe, oczy fasetkowe (l.poj. oko złożone – łac. oculus compositus) – rodzaj oczu występujący u owadów, wijów i niektórych skorupiaków. Składają się z ułożonych w charakterystyczny wzór mozaikowy omatidiów (zwanych oczkami prostymi lub fasetkami), z których każdy posiada własną rogówkę, aparat dioptryczny, komórki barwnikowe i receptory i odbiera tylko wąski wycinek pola widzenia. Daje to obraz mozaikowy, który zostaje przetworzony w układzie nerwowym. Oko złożone dostrzega intensywność światła i jego zmiany, ale nie umożliwia ostrego widzenia kształtów. Pole widzenia oczu złożonych jest bardzo szerokie i może dochodzić nawet do 360° (u drapieżnych owadów). Oczy stawonogów dają im możliwość dostrzegania szerszej gamy barw, np. pszczoły widzą ultrafiolet, a także rozróżniają polaryzację światła. ułatwia im to orientację przy pochmurnym niebie.

    Dodano: 20.04.2009. 15:11  


    Najnowsze