Kategorie:

Po co badać niesporczaki? Polscy naukowcy robią ważne na skalę światową badania na niesporczakach

O niesporczakach słyszał prawie
każdy. To bardzo popularne bezkręgowce, wdzięczne zwłaszcza do click-baitowych
nagłówków w mainstreamowych mediach. Na tym jednak ich rola się nie kończy (ani
nawet nie zaczyna). Bezkręgowce te są naprawdę ciekawymi stworzeniami, o
których warto się czegoś dowiedzieć. Na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w
Poznaniu
(UAM) zespół naukowy dr. hab. Łukasza Kaczmarka i prof. Hanny
Kmity prowadzi badania dotyczące niesporczaków, którym poświęcę dzisiejszy
artykuł.

Niesporczaki
Niesporczak Echiniscus merokensis (Włochy);
zdjęcie Milena Roszkowska, Magdalena Gawlak i Łukasz Kaczmarek

Czym się
charakteryzują niesporczaki?

Niesporczaki to typ bezkręgowców,
do którego zalicza się wiele gatunków, mogących bytować w rozmaitych warunkach,
w tym ekstremalnych. Zwierzęta te znane są właśnie ze swojej niezwykłej
odporności na różnego rodzaju zewnętrzne czynniki środowiskowe. Potrafią znosić
wysokie stężenia soli, wysokie i bardzo niskie temperatury czy spore dawki
promieniowania jonizującego i UV – choć oczywiście wszystkie te zdolności mają
swoje gatunkowe specyfikacje, czyli zależą też od gatunku. Niesporczaki
potrafią również przeżyć wiele lat, pomimo swoich drobnych rozmiarów
(największe niesporczaki sięgają troszkę powyżej 1 milimetra, zwykle jednak
mierzą poniżej tej granicy). Ciężko jest więc dostrzec je gołym, nieuzbrojonym
okiem, a niejednokrotnie jest to po prostu niemożliwe.

Badania na niesporczakach

Na Wydziale Biologii Uniwersytetu
im. Adama Mickiewicza w Poznaniu prowadzone są rozległe, interdyscyplinarne i
bardzo ciekawe badania nad niesporczakami. Jednym z ich wspólnych mianowników
jest astrobiologia, czyli testowanie funkcji życiowych w niekorzystnych i
skrajnie nieprzyjaznych warunkach. Ponadto, naukowcy badają jakie strefy klimatyczne
zasiedlane są przez określone gatunki niesporczaków w kontekście czynników
ekologicznych (na przykład wysokości nad poziomem morza, rodzaju zajmowanego
siedliska czy jego wilgotności). Dotychczas badania te zaowocowały m.in.
odkryciem ponad 80 nowych gatunków niesporczaków! Naukowcy weryfikują też – w
odniesieniu do niesporczaków – zasadę Bergmanna, zgodnie z którą temperatura
zajmowanego przez gatunek obszaru ma wpływ na rozmiary ich ciała (im zimniej,
tym zwierzęta są większe). W tym celu poznańscy badacze swoje eksperymenty
prowadzą właściwie na całym świecie – od krajów europejskich (w Polsce,
Rumunii, Bułgarii czy Norwegii), przez Argentynę, Chile, Peru, Ekwador,
Kostarykę, Meksyk, USA, aż po Nepal, Mongolię i Chiny.
To jednak nie koniec. Biolodzy z
Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu w odniesieniu do astrobiologii badają też to, jak na niesporczaki działa brak ochronnego pola
magnetycznego Ziemi (których niezwykłą odporność testują także w tym zakresie)
oraz niedobór lub brak dostępu do wody, i w efekcie anhydrobioza. Badacze
sprawdzają w tym drugim celu aktywność białek mitochondrialnych oraz to, co
dzieje się z mitochondriami przy narażeniu na niedobór wody i jak długo
poszczególne gatunki niesporczaków mogą ten brak wytrzymać, a także czy się w tym
czasie starzeją (hipoteza Śpiącej Królewny). We współpracy z Uniwersytetem
Gdańskim prowadzone są badania mikrobiomu niesporczaków, które dotyczą
identyfikacji oraz przeżycia symbiotycznych bakterii w bardzo niekorzystnych
warunkach. Do oznaczenia mikroorganizmów naukowcy z UAM (we współpracy z
naukowcami z Uniwersytetem Gdańskim) wykorzystują sekwencjonowanie nowej
generacji (NGS – new generation
sequencing
).

Techniki
wykorzystywane w badaniach na niesporczakach

O techniki badań wykorzystywane
przez biologów UAM zapytałem prof. Hannę Kmitę z zespołu niesporczakowego.
„Wykorzystujemy techniki takie jak przyżyciowe znakowanie sondą fluorescencyjną
elementów komórkowych, mikroskopia świetlna, fluorescencyjna i konfokalna,
pomiary oksygraficzne w obecności i przy braku roztworu wodnego, badania
metabolomiczne, tj. niecelowane profilowanie metaboliczne, oparte na
wykorzystaniu chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas, reakcja
łańcuchowa polimerazy-PCR, elektroforeza białek i kwasów nukleinowych,
immunodetekcja białek, detekcja białek metodą chromatografii cieczowej
sprzężonej z tandemową spektrometrią mas, narzędzia bioinformatyczne” –
wymieniła prof. Kmita. Dodam, że jest to jedynie część technik, z której
korzystają naukowcy, obejmująca badania dotyczące mitochondriów. Unaocznia to
jak zróżnicowanymi i zaawansowanymi technikami badań i analiz badacze UAM
operują (czasem we współpracy z innymi uczelniami, np. z Politechniką Poznańską
czy Instytutem Bioinformatyki na Uniwersytecie w Münster w Niemczech).

Po co badać
niesporczaki?

Dlaczego i w jakim celu bada się
niesporczaki? Oprócz zdobycia wiedzy samej w sobie na ich temat, badania mogą
przynieść także konkretne korzyści uzupełniające naszą podstawową wiedzę o
życiu oraz potencjalnie mogące mieć charakter aplikacyjny. Dr hab. Łukasz
Kaczmarek z niesporczakowego zespołu UAM twierdzi, że badania nad
niesporczakami są istotne z kilku względów „Po pierwsze są ważne z punktu
widzenia badań podstawowych, czyli w dobie bardzo szybkiego wymierania
gatunków, poznania wszystkich gatunków niesporczaków zasiedlających naszą
planetę zanim wyginą. Po drugie, musimy zrozumieć sposób życia tych organizmów
oraz ich wpływu na ekosystemy które zamieszkują, a do dziś wiemy o tym bardzo
niewiele. Po trzecie, musimy poznać i zrozumieć w jaki sposób niesporczaki są w
stanie przetrwać w skrajnie niekorzystnych warunkach, takich jak brak wody,
skrajnie niskie temperatury, wysokie dawki szkodliwych substancji czy nawet
brak tlenu. Dzięki temu niesporczaki oraz mechanizmy które umożliwiają im
przeżycie w takich warunkach mogą potencjalnie znaleźć zastosowanie w
medycynie, biotechnologii czy przemyśle: ochrona przed promieniowaniem,
konserwacja produktów spożywczych czy organów do przeszczepu, opóźnianie
procesów starzenia się itp. Ponadto niesporczaki są szeroko wykorzystywane w
badaniach kosmicznych jako organizmy wybitnie odporne na skrajne warunki
panujące w przestrzeni kosmicznej. Wszystko to sprawia, że jest to grupa bardzo
ciekawa pod wieloma względami, a najciekawsze odkrycia są wciąż przed nami.”

Niesporczakowe
badania na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza (UAM)

Poznański zespół badaczy (oraz
osoby blisko współpracujące z innych ośrodków) zajmujących się niesporczakami
składa się przede wszystkim z pracowników naukowych: Łukasza Kaczmarka, Hanny
Kmity, Małgorzaty Wojtkowskiej, Darii Grobys, Andonisa Karachitosa, Wiktorii
Szydło, Moniki Mioduchowskiej (Uniwersytet Gdański), Izabeli Poprawy
(Uniwersytet Śląski); doktorantów: Mileny Roszkowskiej, Amita Kumara
Nagwaniego, Pushplaty Kayastha, Weroniki Erdmann; i studentów: Tomasza
Bartylaka, Adama Kulpy, Konrada Drygalskiego. Obco brzmiące nazwiska słusznie
sugerują, że ta drużyna naukowców jest międzynarodowa, a więc i anglojęzyczna,
co jest jej kolejnym atutem, który wraz z m.in. zaawansowanymi technikami
badawczymi, interdyscyplinarnością oraz rozległością i innowacyjnością badań,
świadczy o wysokim poziomie.
Z pewnością znajdą się tacy,
którzy zapytają, po co badać jakieś tam niesporczaki, jakieś drobne, nudne
bezkręgowce, których nie można nawet zobaczyć gołym okiem? Po co to komu? Nie
doprowadzi to do wynalezienia leku na raka trzustki, wyhodowania odmiany ryżu,
która pomoże w walce z głodem na świecie, ani nie wyprowadzi nas na Marsa. Rzecz
w tym, że nie bezpośrednio. Jednak badania podstawowe dają podwaliny bardziej
złożonych zastosowań aplikacyjnych. Dzięki badaniom taksonomicznym i odkrywaniu
nowych gatunków niesporczaków oraz ich niezwykłej odporności może uda się
odkryć białka o działaniu terapeutycznym w określonych chorobach. Idźmy dalej –
jeżeli udałoby się dokładnie zbadać mechanizm chroniący niesporczaki przed
promieniowaniem jonizującym czy UV, może przełożyłoby się to po dalszych
testach na produkcję skuteczniejszych preparatów przeciwsłonecznych albo
ochrony na czas wykonywania diagnostyki obrazowej, jak np. tomografia
komputerowa (wstępne badania z niesporczakowymi białkami pokazały, że mogą one chronić komórki przed
promieniami Roentgena). To tylko pojedyncze, potencjalne korzyści z dziesiątek
kolejnych, jakie nasuwają się na myśl i które sprawiają, że badania poznańskich
biologów nad niesporczakami są nie tylko ciekawe i fascynujące, ale zwyczajnie
bardzo wartościowe i przydatne.
Artykuł napisałem w ramach współpracy z Uniwersytetem im.
Adama Mickiewicza (UAM) w Poznaniu.

 

Najnowsze wpisy

`

6 myśli w temacie “Po co badać niesporczaki? Polscy naukowcy robią ważne na skalę światową badania na niesporczakach

  1. A czy badania obejmują symbiozę niesporczaków z intergalaktyczną grzybnią – w szczególności jaka panuje relacja między niesporczakami a zarodnikami kosmicznych grzybów?

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *