Tutkijat ovat ensimmäistä kertaa havainneet eläviä matotorneja luonnossa. Ne ovat rakenteita, jotka liikkuvat, reagoivat ja siirtyvät ryhmissä kuin yksi organismi.Vuosikymmenten ajan nematodien torneja – satojen toisiinsa kietoutuneista mikroskooppisista madoista koostuvat pystysuorat rakenteet – pidettiin laboratoriossa esiintyvänä harvinaisuutena. Pelkkä kokeellinen uteliaisuus, jota havaittiin vain kontrolloiduissa olosuhteissa, ilman mitään vankkaa näyttöä siitä, että nämä muodostumat voisivat syntyä spontaanisti todellisessa maailmassa. Tähän asti.
Sisällysluettelo
Max Planckin eläinkäyttäytymisen instituutin ja Konstanzin yliopiston (Saksa) uusi tutkimus on ensimmäisenä dokumentoinut näiden vaikuttavien ”elävien tornien” olemassaolon luonnollisessa ympäristössä. Lehdistötiedote, joka julkaistiin yhdessä tutkimuksen kanssa Current Biology -lehdessä, vahvistaa, että nämä rakenteet eivät vain ole olemassa laboratorion ulkopuolella, vaan että ne myös ovat elintärkeitä näiden pienten olentojen kollektiiviselle selviytymiselle.
Laboratoriomyytistä Etelä-Saksan hedelmäpuuhun
Kohtaus ei olisi voinut olla arkipäiväisempi: puutarhaan pudonneet omenat ja päärynät mätänivät hitaasti maassa. Mutta tämän näennäisen normaalin pinnan alla tutkijat löysivät jotain epätavallista: parvia nematodeja , jotka kiipesivät toistensa yli muodostaen mutkikkaita pylväitä, jotka nousivat ilmaan . Nämä tornit, jotka koostuivat yksinomaan matoista niiden vakaassa, leviämiseen liittyvässä toukkavaiheessa, eivät olleet satunnaisia ryhmittymiä. Ne olivat rakenteita, jotka oli järjestetty tietyllä tarkoituksella: liikkua yhdessä uusiin elinympäristöihin.
Avain tähän löytöön ei ole vain sen havainnointi luonnossa, vaan myös sen toiminnan vahvistaminen. Tornit eivät olleet biologinen kapina, vaan evoluution strategia helpottamaan kollektiivista kuljetusta. Kun hyönteisiä havaitaan lähistöllä, nämä matojen pylväät voivat irrota maasta ja kiinnittyä eläimen kehoon, siirtyen näin parempiin paikkoihin ravinnon ja selviytymisen kannalta.
”Superorganismi” liikkeessä
Ymmärtääkseen näiden tornien toimintaa, tutkijat toivat osan niistä takaisin laboratorioon. Siellä he pystyivät aiheuttamaan samanlaisen käyttäytymisen hyvin tunnetulla mallimatoilla Caenorhabditis elegansillä, jotka oli asetettu agarmaljoille ilman ravintoa. Kun ympäristöön asetettiin yksinkertainen harja, madot alkoivat muodostaa torneja hämmästyttävällä nopeudella, vain kahdessa tunnissa.
Mielenkiintoisinta oli, että tornit eivät olleet staattisia. Kun niitä koskettiin varovasti lasitikulla, ne reagoivat välittömästi venyttämällä itseään ärsykkeen suuntaan, ikään kuin ne olisivat olleet yhtenäinen kokonaisuus . Jotkut ryhmät jopa ojensivat tutkijoiden käsiä tavoitellakseen viereisiä pintoja, muodostaen siltoja ja asuttaen uusia alueita.
Mutta ehkä kaikkein hämmästyttävin asia oli sisäisen hierarkian puuttuminen. Kaikki madot, nuorimmat ja vanhimmat, osallistuivat yhtä lailla tornin muodostumiseen. Ainakaan kloonatuissa laboratoriopopulaatioissa ei ollut määriteltyjä rooleja tai toiminnallisia erikoistumisia. Luonnossa, jossa geneettinen monimuotoisuus on suurempi, on vielä tutkittava, säilyykö tämä yhteistyö ilman johtajaa vai syntyykö monimutkaisempi dynamiikka.
Kollektiivisesta käyttäytymisestä inspiraatioksi robotiikkaan
Tällä löydöllä on vaikutuksia, jotka ulottuvat biologian ulkopuolelle. Se, miten nämä yksinkertaiset organismit koordinoivat liikkeitään toiminnallisten rakenteiden muodostamiseksi, on herättänyt kiinnostusta tutkijoissa niin erilaisilla aloilla kuin robotiikka ja aktiivisten järjestelmien fysiikka. Mahdollisuus kehittää teknologioita, jotka jäljittelevät näiden matojen kykyä sopeutua kollektiivisesti ympäristöön, ei ole mahdoton.
Lisäksi näitä käyttäytymistä ohjaavien aistimekanismien ymmärtäminen – olipa kyse sitten kosketuksesta, kemiallisista signaaleista tai värähtelyistä – voi valaista primitiivisiä viestinnän ja organisoitumisen muotoja biologisissa järjestelmissä. Tällä tiedolla on paitsi akateemista arvoa, myös käytännön merkitystä tilanteissa, joissa tarvitaan keskittämättömiä kollektiivisia päätöksiä.
Muinaista strategiaa, jota emme näe?
Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun yksinkertaiset eläimet osoittavat monimutkaista kollektiivista käyttäytymistä. Muurahaiset rakentavat siltoja ja elviä lauttoja; limakalvot muodostavat hedelmäkappaleita leviämistä varten; punkit kietoutuvat silkkiklöntteihin selviytyäkseen. Mutta nematodien tornit ovat erityisiä niiden yksinkertaisuuden vuoksi: ilman aivoja ja monimutkaisia aisteja nämä madot saavuttavat hämmästyttävän koordinaation.
Tähän asti niiden läsnäolo luonnossa on jäänyt huomaamatta. Osittain siksi, että ne ovat lähes näkymättömiä paljaalla silmällä. Mutta myös siksi, että tiede on taipuvainen keskittämään huomionsa vaikuttavampiin ilmiöihin. Tämä tutkimus rikkoo tämän trendin ja muistuttaa meitä siitä, että jopa maaperä jalkojemme alla kätkee yllättäviä salaisuuksia.
Nyt tutkijat aikovat tutkia, miten tornit käyttäytyvät sekavassa, geneettisesti monimuotoisessa populaatiossa . He haluavat myös selvittää, onko tornien muodostumiskyvyissä eroja nematodien lajien välillä, jotka käyttävät eri eläimiä levittäjinä.
Yksi mielenkiintoisimmista hypoteeseista on, että tornit voivat olla välivaihe yksilöllisen liikkuvuuden ja aidosti sosiaalisen käyttäytymisen välillä. Evoluution käännekohta, joka ei vielä saavuta organisoitua yhteiskuntaa, mutta osoittaa ryhmätoiminnan edut, kun ympäristö muuttuu vihamieliseksi.
Sillä pohjimmiltaan nämä matojen pylväät eivät ole vain biologinen kuriositeetti. Ne ovat elävä esimerkki siitä, kuinka yhteistyö, jopa yksinkertaisimpien olentojen keskuudessa, voi olla voimakas väline selviytymiseen ja menestymiseen.
