Ako gekón získal lepkavé nohy

G. humeralis

Na obrázku G. humeralis z Trinidadu.

Aké kľúčové inovácie sa skrývajú v živočíšnej ríši? Túto otázku chcel preskúmať expert na gekónov Timothy Higham, profesor biolólgie na University of California. Jeho tím evolučných biológov, študoval trpasličí rod gekónov, Gonatodes a v priebehu výskumu gekóna Gonatodes humeralis, zaznamenali evolúciu priľnavosti u gekónov.

″Gekónov lepiaci aparát je jedným z najpozoruhodnejších inovácií poskytujúcu stavovcami a bol intenzívne študovaný posledných 16 rokov, pričom v popredí záujmu boli nanotechnológia a biomimikry,″ povedal Higham. ″Ale takmer nič nebolo známe o evolúcii tejto schopnosti prilepiť sa. Nový objav Gekóna humeralis v Južnej Amerike ukazuje, ako gekóni mohli k tejto schopnosti prísť. Naše integračné analýzy tohto gekóna nečakane ukazujú, že pod svojimi prstami má mikroskopické chĺpky, nazývané setae, ktoré ,mu umožňujú robiť niečo dramaticky iné ako ostatné gekóny rodu Gonatodes, teda priľnúť sa k hladkým povrchom ako napr. lístie. Deje sa to bez zložitej štruktúry prstov, ktoré sú pre gekónov tak  typické. V laboratóriu sa dokáže tento gekón vyšplhať zvislo po hladkých plochách pomocou svojho vznikajúceho lepiaceho systému.″

Higham vysvetlil, že setae integrujú s povrchmi cez atraktívne van der Waallsové sily. V jednoduchosti povedané G. humeralis poskytujú obrovskú výhodu na typických hladkých plochách s nízkym trením, šikmých plochách ako sú listy a klzké stonky. G humeralis sa vyhýba predátorom  tak, že zaberá stanovištia, kde ďalší členovia rodu nemôžu. Dokážu sa totiž bezpečne prilepiť nielen na vertikálne bambusové výhonky, tak ako to robia napríklad iné druhy rodu Gonatodes, ale aj na drsné kmene, skaly, spadnuté palmy a pohybovať sa na zemi, kde o dravcov nie je núdza.

G. humeralis

″Relatívne jednoduchý lepiaci systém G.humeralis poukazuje na to, že drobné úpravy môžu výrazne ovplyvniť funkčné výsledky a ekologické odchýlky, ktoré môžu byť využiteľné,″ povedal Higham. ″Tento gekón nám zjavne ponúka zaznamenanie – kľúčového medzistupňa- evolúcie lepiaceho aparátu. Jasne nám to hovorí: Takto začína gekón získavať priľnavosť.″

Ďalšie výsledky poukazujú, že získanie lepkavosti gekónov bolo postupné a viedlo k hlavným zmenám v ekológii a funkcii. Prišli k záveru, že jemné morfologické zmeny sú schopné zrýchliť ich vývoj.

Chĺpky G. humeralis sú krátke a jednoduché v porovnaní s tými, ktoré má napr. gekón tokay. Chĺpky sú umiestnené v tesnej blízkosti, čím pomáhajú zlepšiť trenie malých výstupkov (spinuly), ktoré nehrajú žiadnu úlohu pri priľnavosti a ktoré sa nachádzajú pod nohami mnohých jašteríc a gekónov. Autori tvrdia, že chĺpky G. humeralis sú výsledkom transformácie spinúl.

″Až doteraz sme nevideli gekóna ukazujúceho nám začiatky lepiaceho systému,″ povedal Higham. ″Všetky tie inovácie v živočíšnej ríši, môžeme len zriedka vidieť na vlastné oči pri ich začiatkoch. Naše výsledky slúžia ako dobrý dôkaz pre inteligentné dizajnové nápady. Vývoj prebieha v čiastkových krokoch a pomocou snímkov postupne uvádzame výsledky. Zložitosť nezačína zložitosťou. Drobné úpravy však môžu viesť k zložitosti. Kľúčové inovácie môžu prísť po malých čiastkových krokov a viesť k procesom, ktoré majú za následok zložitejšie stvárnenie týchto systémov. Náš výskum ponúka viac experimentálnych dôkazov, aby ukázal kde je pravda.″

Hignam a jeho kolegovia objavili G. humeralis v Trinidade a Francúzskej Guyany. Najprv použili skenovací elektrónový mikroskop a skúmali mikro anatómie pod prstami a morfometriu gekónov, aby ich porovnali s ich blízkymi príbuznými. Po týchto počiatočných pozorovaniach, tím študoval tento druh v laboratóriu pomocou kombinácie vysokorýchlostného videa, zameraného na pohyb a silomery, za účelom kvantifikovať lepkavú schopnosť, objavenú iba pri G. humeralis a ktorá im pomáha generovať silu priľnutia a vyšplhať sa na zvislé a hladké povrchy.

″Naša práca by mohla zaujímať výskumníkov v nanotechnológii a biomimikry, pretože skúma otázku: ″Aké minimálne stavebné úpravy umožňujú priľnavosť?″. Roboty inšpirované gekónmi majú úplne vyvinuté lepiace sytémy. Ale je to nutné? Naša práca ukazuje, že pre získanie dobrej priľnavosti toho veľa nepotrebujete a preto jednoducho pomôže prístup biomimikry a laboratórium.″


Zdroj: nanowerk.com

Leave a Comment