Pracuje w Instytucie Zoologii i Badań Biomedycznych na Wydziale Biologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Bada mechanizmy ewolucji życia, koncentrując się na roli rekombinacji genetycznej i doboru płciowego w kształtowaniu różnorodności biologicznej. W swoich badaniach wykorzystuje głównie niesporczaki (Tardigrada), mikroskopijne zwierzęta znane z niezwykłej odporności i globalnego zasięgu. Łączy metody taksonomii integratywnej z zaawansowaną bioinformatyką, angażując jednocześnie studentów i młodych naukowców we wspólne projekty badawcze.
Skandalistki ewolucyjne: tak mój dzisiejszy gość, prof. Łukasz Michalczyk z Wydziału Biologii UJ, nazywa swoje malutkie podopieczne (bo są to głównie samice). Mają od 0,1 do 1,2 milimetra długości, większość z nich do rozmnażania nie potrzebuje samców, występują na całym świecie, a niektóre poleciały nawet w przestrzeń kosmiczną i wtedy świat okrzyknął je nieśmiertelnymi. Rozmawiamy oczywiście o niesporczakach.
Pierwsza sprawa jest taka, że nieśmiertelne nie są. Rzeczywiście posiadają pewną fascynującą umiejętność: w niesprzyjających warunkach potrafią zapadać w kryptobiozę. – To jakby hibernacja, tylko znacznie głębsza – wyjaśnia biolog. Zwierzę zawiesza procesy życiowe i zamienia się w przetrwalnik, u którego nie da się wykryć oznak życia. Najlepiej sobie radzą z anhydrobiozą (wysychanie w sytuacji braku wody) i z kriobiozą (w niskich temperaturach). Kiedy niekorzystne warunki się zmieniają, zwierzę się wybudza i uruchamia kolejną supermoc: naprawia sobie uszkodzone w czasie kryptobiozy DNA.
Fascynujące jest to, że niesporczaki potrafią przy tym korzystać… z DNA innych stworzeń. – Może się zdarzyć, że mechanizm, który ma za zadanie naprawić DNA niesporczaka, wbuduje takie obce DNA do genomu – opowiada mój gość. Czyli mechanizm naprawczy może wychwycić fragment genomu czegoś, co przed kryptobiozą zostało przez niesporczaka zjedzone, na przykład mchu, i użyć go do naprawienia własnego.
A jeśli naprawi nim komórkę jajową, to nowa cecha genetyczna będzie replikowana w kolejnych niesporczakach! Szaleństwo, co? Bo większość znanych nam gatunków niesporczaków jest partenogenetyczna, czyli samice rozmnażają się same, tworząc coś w rodzaju swoich klonów. Raz na jakiś czas w populacji pojawiają się też samce, chociaż nie zawsze: naukowcy zaobserwowali już linie, w których przez dziesiątki lat nie pojawił się żaden. To prawdziwy skandal ewolucyjny, ale jeszcze nie koniec zachowań płciowych niesporczaków: są wśród nich też gatunki dwupłciowe oraz hermafrodytyczne.
W odcinku usłyszycie też, jak zaobserwować niesporczaka w warunkach domowych, co wspólnego z niesporczakami ma piosenkarka Madonna i jak to jest z tym niesporczakowym genomem, który poleci (trzymamy kciuki!) w kosmos ze Sławoszem Uznańskim-Wiśniewskim.
TRANSKRYPCJA
Karolina Głowacka: Radio Naukowe w podróży, Kraków, jestem u profesora Łukasza Michalczyka, dzień dobry.
Łukasz Michalczyk: Dzień dobry.
K.G.: Zakład Ewolucji Bezkręgowców, Instytut Zoologii i Badań Biomedycznych, Wydział Biologii, Uniwersytet Jagielloński. Na początek powiedzmy od razu: czy da się zabić niesporczaka?
Ł.M.: Uuu, to widzę, że zaczynamy od mrocznych tonów.
K.G.: Tak.
Ł.M.: No cóż, ale śmierć to nieodłączna część życia, tak?
K.G.: Chociaż niekoniecznie morderstwo.
Ł.M.: Niekoniecznie. Dla osób, które kochają niesporczaki i cenią niesporczaki, to może być szokujące, ale codziennie na całym świecie życie tracą setki milionów, jeśli nie miliardy niesporczaków, i tak się dzieje od setek milionów lat. Więc krótko: tak, niesporczaka da się zabić i dzieje się to codziennie.
K.G.: To pytanie oczywiście wynika ze sławy, jaką niesporczaki zdobyły swoimi różnymi zdolnościami przetrwania w najtrudniejszych warunkach, ale właśnie to jest bardzo szczególna sytuacja, kiedy one mogą to robić, i o tym wszystkim oczywiście opowiemy, ale na początek chciałabym, żebyśmy przedstawili niesporczaki i ustawili je na takiej drabinie taksonomicznej. To znaczy: jak są różnorodne? Czy bardziej są jak psowate, czy są jak ssaki, czy są jak kręgowce, czy jeszcze wyżej są na tej drabinie? Jakie one są?
Ł.M.: Jeszcze wyżej.
K.G.: Jeszcze wyżej?
Ł.M.: Jak strunowce.
K.G.: Strunowce!
Ł.M.: Dokładnie.
K.G.: Czyli my i karp na przykład to jest podobne podobieństwo jak niesporczak i inny niesporczak?
Ł.M.: Dokładnie.
K.G.: No to jest na grubo.
Ł.M.: To jest na grubo. Niesporczaki to typ w klasyfikacji systematycznej, formalnie rzecz biorąc. Takich typów zwierząt mamy nieco ponad 30 i właśnie my należymy do strunowców, a niesporczaki należą do niesporczaków. Po prostu mają swój własny typ Tardigrada.
K.G.: Jak o nich myśleć? Czy to są jakieś istoty z innego porządku właśnie, jak bakterie? Czy one są jednak jak zwierzęta właśnie, blisko nam? Kim one są?
Ł.M.: To są zwierzęta, tak jak i my, pomimo że nie jesteśmy jakoś może bardzo blisko spokrewnieni, bo dzieli nas co najmniej pół miliarda lat ewolucji, to są to zwierzęta, które pomimo że są małe, drobne, w większości przypadków nie przekraczają pół milimetra długości, to mają takie w zasadzie wszystkie podstawowe systemy, jakie posiadamy i my, czyli układ pokarmowy, układ nerwowy, układ rozrodczy, a także wydalniczy, także zdecydowanie nie są bakteriami, jest im do bakterii tak samo daleko ewolucyjnie jak nam.
K.G.: Kiedy się patrzy na niesporczaki, a ja miałam tę przyjemność dzięki tobie, bo zabrałeś nas do laboratorium, oglądać właśnie niesporczaki na żywo, jak się poruszają, to jest takie wrażenie, że one są miniaturowymi wersjami czegoś, co mogłoby żyć sobie tutaj w naszej takiej skali, powiedziałabym, makro. I stąd pewnie też takie zauroczenie nimi, nie? Że to są takie istoty właśnie zaskakująco bliskie nam, chociaż w tym maluteńkim świecie. Ale czy to jest tak, że one mają w tych miniaturowych swoich wersjach rzeczy dobrze nam znane właśnie z bycia zwierzęciem, czyli otwór gębowy, jelita, wątrobę, serce, układ krwionośny. Czy to są jak małe ssaki? No bo tak się o nich mówi, że niedźwiadki, nie?
Ł.M.: Tak, rzeczywiście mówi się o nich niedźwiadki. To jest nazwa potoczna niesporczaków, wodne niedźwiadki. Ona się wzięła stąd, że nieco ponad 250 lat temu, dokładnie w 1773 roku, niemiecki badacz Johann Goeze pierwszy raz je zobaczył pod mikroskopem i tak mu właśnie przypomniały małe niedźwiadki. Nazwał je kleiner Wasserbär, czyli po niemiecku to oznacza dokładnie mały wodny niedźwiedź. Wydaje mi się, że po polsku ładniej brzmi „wodny niedźwiadek” albo „wodny miś”. I one rzeczywiście wyróżniają się swoją budową, anatomią spośród innych mieszkańców mikroświata. Większość drobnych bezkręgowców, pierwotniaków przybiera bardzo dziwne, fantazyjne kształty, takie, które można byłoby w zasadzie po powiększeniu przenieść do jakichś horrorów science fiction, a niesporczaki wręcz przeciwnie, milutkie.
K.G.: Wydaje się, że można je powiększyć i puścić tutaj po podłodze, żeby sobie przeszły swoimi nóżkami, prawda?
Ł.M.: Dokładnie. Pogłaskać, przytulić.
K.G.: No trochę tę gębę jednak mają taką nieprzyjemną, taką odkurzaczową.
Ł.M.: Być może, być może jest trochę odkurzaczowa, ale myślę, że to można się do tego przyzwyczaić. Więc tak, trudno niesporczaków nie pokochać od pierwszego wejrzenia. Są naprawdę bardzo urokliwe i tak jak już wcześniej mówiliśmy, są zwierzętami. Co prawda nie mają wątroby, nie mają serca, ponieważ przy ich rozmiarach takie organy nie są potrzebne. Wymiana gazowa, tlen, dwutlenek węgla bardzo łatwo przenikają przez kutykula, czyli przez ich skórę.
K.G.: Czyli nie mają też płuc.
Ł.M.: Nie mają też płuc, tak, ale mają takie najważniejsze układy, i to dość o złożonej budowie, jak układ pokarmowy, który zaczyna się od bardzo skomplikowanego aparatu bukalnego, który poza tym właśnie odkurzaczowym otworem gębowym ma też sztylety, zwapniałe, mocne sztylety, które niesporczaki wysuwają na zewnątrz, żeby przekłuć swoją zdobycz, czy to jest roślina, czy to jest jakiś inny zwierz, a następnie za pomocą wielkiej gardzieli mięśniowej wysysają zawartość tego, co zjedzą. Jeżeli trafią na coś mniejszego, to potrafią to połknąć w całości. No więc ten aparat bukalny jest bardzo złożony, układ pokarmowy potem składa się z przełyku, wielkiego jelita.
K.G.: Nie ma żołądka?
Ł.M.: To wielkie jelito środkowe można nazwać żołądkiem. Niesporczaki żywią się w ten sposób, że gromadzą jedzenie, a jak niesporczak robi kupę, to całość zawartości tego jelita, albo prawie całą zawartość, wysuwa na zewnątrz i jest gotowy na dalsze pożywianie się.
K.G.: One mają też często takie pazurki, prawda? To z czego one są? Bo to tak, no nie wiem… To może głupie pytanie, ale jak coś tak małego może mieć pazurki?
Ł.M.: I to jakie złożone pazurki! To nie są byle jakie pazurki. Te pazurki to jest bogate źródło wiedzy o ich ewolucji i pozwala nam je klasyfikować. Między innymi właśnie pazurki obok aparatu bukalnego oraz chorionu, czyli otoczki jajowej, dają nam najwięcej cech, które możemy wykorzystać do klasyfikacji niesporczaków. Jak coś takiego małego może mieć pazurki? Ewolucja jest mistrzynią, jeśli chodzi o takie złożone, drobne struktury. Pazurki są zbudowane z tego samego materiału co kutykula, czyli z chityny.
K.G.: To dobrze nam znany materiał, z owadów na przykład.
Ł.M.: Tak, tak, prawda. I już nam wskazuje, z kim niesporczaki mogą być blisko spokrewnione.
K.G.: A z kim mogą być blisko spokrewnione?
Ł.M.: A są blisko spokrewnione ze stawonogami, czyli między innymi owadami czy pająkami, ale także z pazurnicami. I razem niesporczaki, pazurnice i stawonogi tworzą taki wielki klad Panarthropoda, a razem one wszystkie, ten klad, jest częścią jeszcze większego kladu tak zwanego megakladu Ecdysozoa, czyli wylinkowców. Zwierząt, które kiedy rosną, linieją. Niesporczak czy owad nie rośnie tak jak my, po prostu stopniowo, tylko skokowo. Rośnie, w którymś momencie…
K.G.: Nie mieści się już we własnej skórze.
Ł.M.: Dokładnie: nie mieści się własnej skórze, porzuca ją, wytwarza nową, oczywiście najpierw porzuca ją i wychodzi w większej i w ten sposób właśnie rośnie.
K.G.: A czy można zaryzykować stwierdzenie, że przodkowie niesporczaków byli więksi i dlatego właśnie one są jakieś takie, no, bliższe naszym wyobrażeniom zwierząt niż właśnie tak jak mówiłeś, te pierwotniaki i inne takie, właśnie trochę bardziej z kosmosu?
Ł.M.: Tak jak powiedziałem, niesporczaki są spokrewnione z pazurnicami, a pazurnice to takie podłużne zwierzęta z wieloma parami odnóży i też, jak już sama nazwa wskazuje, mają te odnóża zakończone pazurkami. A niesporczak wygląda troszeczkę jak miniaturka pazurnicy, jest znacznie mniejszy i do tego jeszcze skrócony.
K.G.: Pazurnice jak duże są?
Ł.M.: One mają kilka milimetrów, centymetrów nawet mogą mieć.
K.G.: A, no to już solidne.
Ł.M.: Tak, to już solidne zwierzęta, u nas nie występują, to są tropikalne zwierzaki, a więc może nie są tak powszechnie znane w Polsce. Niesporczaki są jakby troszeczkę miniaturką pazur nic, ale też wersją skróconą. Dlatego że w którymś momencie, i to wydarzyło się bardzo, bardzo dawno temu, na samym początku, kiedy niesporczaki jako linia ewolucyjnie się wyodrębniły, nastąpiła olbrzymia mutacja, polegająca na skróceniu całego ciała, więc można powiedzieć, że niesporczaki są głowami przyczepionymi do tyłków.
K.G.: I to tylko jedna z ich zalet, można powiedzieć.
Ł.M.: Dokładnie.
K.G.: Czyli słuszna intuicja, że wyodrębniły się właśnie z tej grupy, gdzie ich przodkowie byli więksi. I ewolucja „zdecydowała się”, tu cudzysłów, na miniaturyzację, ale to się wydaje fajny pomysł, no bo jak jesteśmy mniejsi, no to więcej zmieści się osobników, to więcej DNA można rozpowszechnić, nie?
Ł.M.: Dokładnie. Mały rozmiar ma bardzo wiele zalet, ale to nie jest jedyna strategia życiowa, bo tak to wszystkie organizmy byłyby małe. Ale niesporczaki „stwierdziły”, tu też cudzysłów, że to jest skuteczna strategia. Jak widać przetrwały ponad pół miliarda lat.
K.G.: A jakie są wady takiego rozwiązania, zminiaturyzowania się?
Ł.M.: Na pewno blokuje to troszeczkę dalszą ewolucję, jeśli chodzi o złożoność. Kiedy mamy małe rozmiary, to mamy też mniejsze możliwości dalszej komplikacji, a często komplikacja oferuje nowe możliwości ewolucyjne.
K.G.: Jak są różnorodne pod względem wyglądu, trybu życia? Bo mówiliśmy o tym, że one są typem, czyli są jak strunowce. No to strunowce są bardzo, bardzo, bardzo, bardzo różnorodne przecież. My jesteśmy strunowcami właśnie. To jak różne mogą być?
Ł.M.: Bardzo różne, ale to oczywiście zależy od tego, jak dokładnie się im przyglądniemy. Dla kogoś, kto zna niesporczaki powierzchownie, w zasadzie mogą się wydawać bardzo do siebie podobne. I mają kilka takich cech wspólnych: wspomniane już kutykula, aparat bukalny ze sztyletami, większość ma też łapki zakończone pazurkami, chociaż mamy także takie gatunki, które mają coś w rodzaju palców. Są też takie gatunki, które pazurki utraciły – to są gatunki, które żyją w glebie i muszą się przeciskać między ziarenkami gleby, więc tam pazurki by im przeszkadzały, one trochę bardziej zachowują się jak węże czy nicienie. A niesporczaki żyjące w wodzie te pazurki mają zazwyczaj większe, no bo muszą się dobrze trzymać, żeby prąd wody ich nie przesunął, gdzie nie chcą być. Mają też właśnie ogólnie podobną budowę ciała, jeśli chodzi o wnętrze: mózg, łańcuszek brzuszny. Co jest ciekawe, mają pojedyncze gonady. Albo mają jedno jądro, albo jeden jajnik, albo jajniko-jądro, też są takie gatunki hermafrodytyczne. Ale pomimo tych podobieństw mamy bardzo dużą różnorodność, szczególnie widoczną wśród niesporczaków żyjących w oceanach. One mają niesamowite wariacje, jeśli chodzi o anatomię, różnego rodzaju wyrostki. Jeden z moich ulubionych gatunków, Tanarctus bubulubus…
K.G.: Dobra nazwa!
Ł.M.: Tak, bardzo odpowiednia nazwa. Ma właśnie na tyłku takie krzaczki z balonikami. One umożliwiają mu unoszenie się na odpowiedniej głębokości wody, tak sobie reguluje swoją wyporność. Natomiast te żyjące na lądzie mogą być pokryte płytkami, które są często bardzo mocno ornamentowane, albo mogą mieć taki bardziej robakowaty kształt, bardziej być zwinne i giętkie. Mogą mieć bardzo różne kolory. Mamy niesporczaki czerwone, pomarańczowe, zielone, brązowe, a nawet czarne, które żyją na lodowcach i w ten sposób chronią się przed promieniowaniem UV. Tak samo ten aparat bukalny może być bardzo różnie zbudowany, bo niektóre rzeczywiście przypominają rurę od odkurzacza. A jeśli…
K.G.: Ale bywają też przezroczyste takie?
Ł.M.: W zasadzie można powiedzieć, że większość niesporczaków jest przezroczysta, bo nawet jeżeli one mają jakąś barwę, to one nie jest taka zupełnie nieprzenikliwa dla światła.
K.G.: No i teraz tak: one są pospolitymi zwierzętami, możemy tak powiedzieć?
Ł.M.: Jak najbardziej.
K.G.: Są pospolite. Jak duże mogą być, albo jak małe?
Ł.M.: Najmniejsze, takie, które zaraz się wyklują, bejbi niesporczaczki, mają gdzieś nawet poniżej 0,1 milimetra, czyli poniżej 100 mikrometrów. Natomiast największe, i do nich należy taki drapieżny tyranozaur rex wśród niesporczaków, czyli rodzaj Milnesium, może sięgać ponad milimetr długości ciała. Dokładnie 1,2 milimetra, to jest rekord, jaki znamy.
K.G.: No to to nie jest tak mało! To pytanie teraz moje jest takie: skoro są to zwierzęta pospolite i są małe, OK, ale jednak milimetr to jest już całkiem sporo, to czemu ich nie widzę na co dzień?
Ł.M.: Niesporczaki lubią prywatność, można tak powiedzieć. Rzeczywiście milimetr to nie jest aż taka mała wielkość, żeby nie zobaczyć gołym okiem takiego niesporczaka, ale możemy to zrobić tylko wtedy, kiedy mamy go wyizolowanego na jakimś jednolitym tle, wiemy, że on tam jest, to rzeczywiście go widzimy. Ale w naturalnym środowisku, czyli w glebie, na mchu, na poroście, one się bardzo łatwo zlewają z tłem. Trzeba byłoby dokładnie wiedzieć, gdzie się taki niesporczak znajduje, i wtedy może gołym okiem udałoby się go znaleźć, ale tak idąc sobie w parku czy zerkając na doniczkę na parapecie, raczej niesporczaka nie zobaczymy.
K.G.: Czyli może być tak, że na przykład będziemy się przyglądać mchowi i będą tam te niesporczaki? Przez to, że są przejrzyste i poruszają się wcale nie tak powoli w skali swojego świata, ale z naszej perspektywy bardzo powoli, to możemy ich nie zobaczyć, a mieć je na dłoniach, tak?
Ł.M.: Dokładnie, tym bardziej, że mech czy porost ma dość złożoną taką przestrzenną strukturę. Jest wiele tam zakamarków, a niesporczaki bardzo lubią zakamarki, szczególnie lubią tam składać jaja, bo są bezpieczniejsze.
K.G.: A gdyby tak chcieć zobaczyć niesporczaka w domowych warunkach?
Ł.M.: W domowych warunkach może być troszeczkę ciężko, ale już nawet taki prosty stereomikroskop, który daje powiększenie kilkadziesiąt razy, 30-40, w zupełności wystarczy. Najlepiej sobie zebrać parę kępek mchu, nawet z parku w mieście, nie jest to żaden problem dla niesporczaków. Mamy niesporczaki wiejskie, miejskie, górskie, wodne i tak dalej, jakie tylko sobie zażyczymy. I namoczyć sobie przez parę godzin w jakimś niewielkim pojemniku, a następnie tę wodę odsączyć i wylać na coś płaskiego, takiego jak szalka. I wtedy przy odpowiednim oświetleniu powinniśmy takie niesporczaki pod prostym stereomikroskopem być w stanie zobaczyć. Z tym, że nie w każdej kępce mchu żyją niesporczaki, więc nie należy się zrażać, jeżeli od razu ich nie zobaczymy. A odpowiednie oświecenie to takie, dzięki któremu zobaczymy niesporczaki łatwiej. I jeżeli oświetlimy sobie nawet latarką z telefonu komórkowego taką szalkę z boku, to wtedy nawet najmniejsze niesporczaki będą nam jasno świeciły.
K.G.: Ja próbowałam już to zrobić, muszę przyznać, przy użyciu takiego mikroskopu dla dzieci, i to się nie udało niestety.
Ł.M.: Ale to był mikroskop czy stereomikroskop?
K.G.: Chyba mikroskop. A czym to się różni?
Ł.M.: Stereomikroskop to jest taka duża lupa, powiedzmy, gdzie oglądamy sobie materiał w trójwymiarze, po prostu kładziemy go na dnie jakby i patrzymy z góry. A w mikroskopie patrzymy na preparat, który jest na szkiełku, i światło wtedy przechodzi.
K.G.: Tak, to był mikroskop.
Ł.M.: No to żeby zobaczyć pod mikroskopem, to by trzeba było zapewne dość duże ilości takiej wody przeglądnąć, żeby trafić w końcu na niesporczaka. Więc najpierw najlepiej przeszukać sobie taką szalkę pod właśnie dużą lupą, która daje duże powiększenie, a potem jeżeli chcemy zobaczyć szczegóły, to pod mikroskopem, więc nie jest to aż takie proste.
K.G.: Ale nie zamierzam się poddawać, chociaż ja tutaj właśnie w laboratorium miałam tę przyjemność widzieć je na żywo, można tak powiedzieć. Zajrzyjcie na radionaukowe.pl, tam jest trochę materiałów właśnie pokazujących te niezwykłe zwierzęta. I właśnie o tej niezwykłości chciałabym też teraz z tobą porozmawiać, bo to jest zresztą źródło ich sławy, te zdolności przetrwania. Kiedy się zaczął taki boom na niesporczaki, taka ich właśnie sława i co ona takiego potrafią, a co nie?
Ł.M.: Tak naprawdę to, że niesporczaki są niezwykłe, że w pewnym sensie niesporczaki mają supermoce, to odkryto dość wcześnie. Tak jak wspomniałem wcześniej, niesporczaki odkryto pod koniec XVIII wieku i już na początku XIX wieku został opisany pierwszy gatunek, czyli też pierwszy rodzaj. I odkrywca, Karl Schulze, nazwał ten rodzaj Macrobiotus, co w takim wolnym tłumaczeniu oznacza „wielkie życie”. I to może się wydawać bardzo dziwną nazwą dla tak drobnego organizmu, ale już wtedy naukowcy zaobserwowali, że one właśnie mogą jakby umrzeć, a następnie wrócić do świata żywego. Ta nazwa Macrobiotus, jakbyśmy ją przetłumaczyli sobie, chcieli wymyśleć polską nazwę, to mógłby to być na przykład „długożytek” albo „wielkożytek”. Nie ma polskich oficjalnych nazw niesporczaków, ale to może być pierwsza. Więc wtedy już dostrzeżono, bardzo dawno temu, ich zdolności. Ale przez długi czas to była tylko ciekawostka. Tak naprawdę boom zaczął się w okolicach 2007–2008 roku, kiedy pierwszy raz niesporczaki zostały wysłane w kosmos w celach eksperymentalnych, następnie wróciły na Ziemię i zostały porównane z tymi, które zostały w laboratorium.
K.G.: I okazało się, że te, które były w kosmosie, były młodsze od tych, które… Paradoks bliźniaka niesporczakowego, tak?
Ł.M.: No, nie do końca, ale niesporczaki kiedy zapadają w kryptobiozę, czyli ten stan życia utajonego, kiedy zatrzymuje się metabolizm, w zasadzie przestają się starzeć, więc jeżeli tak na to popatrzymy, to trochę tak.
K.G.: Mam tutaj na myśli efekty relatywistyczne.
Ł.M.: Domyślam się.
K.G.: Ale możemy faktycznie zostaniemy przy samej biologii, bo skojarzenia są takie, że one są nieśmiertelne, że nie zniszczy ich brak wody, że nie zniszczy ich promieniowanie kosmiczne, że nie zniszczy ich gotowanie, że nie zniszczy ich mrożenie. Czy to prawda?
Ł.M.: Do pewnego stopnia. Niesporczaki obrosły pewnym mitem supermocy. Myślę, że to jest fajne.
K.G.: Kreskówka powinna powstać!
Ł.M.: Zdecydowanie, zdecydowanie! Ja nawet kiedyś myślałem, żeby napisać książkę dla dzieci. Mam zaznajomionego rysownika, który by świetne ilustracje zrobił, ale jak to zwykle, brak czasu. Niesporczaki na pewno są w stanie wytrzymać znacznie więcej niż my i wiele innych stworzeń. Wszystko jest trochę kwestią dawki. Można je zamrozić, to akurat znoszą bardzo dobrze, i to nawet temperatury bliskie zera absolutnego. W pewnym sensie czym zimniej, tym lepiej, bo wtedy wszystko się zatrzymuje. Bo tutaj trzeba zaznaczyć, że niesporczaki w stanie aktywnym, kiedy pojawia się czynnik, który może im zaszkodzić, typu promieniowanie, które niszczy ich DNA, to są w stanie je naprawiać. Czy jakieś wolne rodniki, które właśnie też mogą powodować mutacje, to je naprawią. A w stanie kryptobiozy już te wszystkie mechanizmy… Jak cały metabolizm jest zamknięty, to też te mechanizmy obronne.
K.G.: Kryptobioza to jest ten stan właśnie, gdzie one są wysuszone, tak? Czy niekoniecznie.
Ł.M.: Kryptobioza to jest ogólnie stan wtedy, kiedy nie jesteśmy w stanie wykryć oznak życia. Kryptobioza dokładnie przetłumaczona na polski to „życie utajone”.
K.G.: I zawieszamy swoje funkcje życiowe.
Ł.M.: Dokładnie tak, to jakby hibernacja, tylko znacznie głębsza. I wyróżniamy kilka rodzajów kryptobiozy. Te najbardziej popularne wśród niesporczaków (i w których są najlepsze) to anhydrobioza, czyli wtedy, kiedy nie ma wody, kiedy wysychają, i kriobioza, kiedy zamarzają. I właśnie w te klocki są dobre. Więc możemy je zamrozić do bardzo niskich temperatur, a kiedy je wysuszymy, to są w stanie znieść znacznie więcej, niż jak są w stanie aktywnym. Ale też przez jakiś określony czas. Ponieważ nie mają tych mechanizmów fizjologicznych aktywnych, to jeżeli DNA się uszkadza, to do pewnego momentu OK, bo potem jak się wybudzą, to sobie je naprawią. Ale jeżeli to potrwa zbyt długo, no to może być już tak uszkodzone, że niestety taki niesporczak się nie wybudzi. Także niesporczaki są w stanie wytrzymać znacznie więcej niż my, ale nie są w stanie wytrzymać wszystkiego.
K.G.: Ale te ich supermoce przetrwalne są, uwidaczniają się właśnie w tym stanie kryptobiozy, tak? To nie jest tak, że idzie sobie taki niesporczak, wszystko jest OK, w porządku, zjada coś, zalewamy go wrzątkiem i luz, tak, on się otrzepuje. To nie jest tak?
Ł.M.: Dokładnie, to nie jest tak. Chociaż to też nie tyczy się wszystkich czynników, na przykład promieniowanie jonizujące znoszą całkiem nieźle także w stanie aktywnym. Ale jeśli chodzi o wysoką temperaturę, to tylko wtedy, kiedy są zasuszone. I co więcej, jest jeszcze jeden taki mit, który być może wynika z tego, że niesporczaki uważane są jako coś jednego. To jest bardzo zróżnicowana ewolucyjnie grupa zwierząt, żyjąca w bardzo wielu środowiskach, i adaptacje do właśnie anhydrobiozy są kosztowne, więc jeżeli nie są potrzebne, to ich nie ma. Dlatego u niesporczaków wodnych zazwyczaj te zdolności, supermoce są znacznie bardziej ograniczone niż u tych, które żyją na lądzie.
K.G.: Gdzie się częściej zdarza, że tej wody zabraknie.
Ł.M.: W zasadzie wielokrotnie w trakcie ich życia tak się może zdarzać, więc muszą mieć takie adaptacje, żeby przetrwać.
K.G.: Ale no to oczywiście trochę tak obalając pewien ten mit właśnie, że one są niemalże nieśmiertelne, to jednak są to zdolności imponujące.
Ł.M.: Zdecydowanie.
K.G.: Bo taki niesporczak pozbawiony wody wygląda jak pieprz, nie?
Ł.M.: Tak, one się zamykają w sobie, można tak powiedzieć, zmniejszają wielkość swojego ciała, tak się kurczą, wciągają swoje łapki. Tak, jest takim po prostu przetrwalnikiem. Jak ktoś nie wie, to może nawet nie wiedzieć, że to jest niesporczak wtedy.
K.G.: I potem co, kropelka wody i…?
Ł.M.: Kropelka wody i powoli cała maszyneria, cały metabolizm rusza. Niesporczak zaczyna być aktywny, wszystkie molekuły, które on ma właśnie, które go czynią takim supersprawnym, sprawdzają, czy są jakieś uszkodzenia, jeżeli są, to są naprawiane. I to właśnie kosztuje też energię, tak? To jest jakiś wysiłek energetyczny, więc też nie może być tak w nieskończoność. Niesporczak jeżeli jest niedożywiony, to gorzej sobie radzi z powrotem do życia. Chociaż nie wiem, czy powrót do życia to jest dobre określenie, bo one tak naprawdę trudno powiedzieć, czy są martwe, czy niemartwe. To zależy, jak zdefiniujemy życie.
K.G.: No właśnie one gorsze niż kot Schroedingera, można powiedzieć. Fizyka nam się tutaj gdzieś wplata. Ale powiedz, bo to jest naprawdę ciekawe, dlatego że one w tej formie trochę się wymykają przynajmniej niektórym definicjom życia, bo tu nawiasem mówiąc, to może się wydawać trochę dziwne, ale biolodzy do tej pory jakoś tak trochę się zmagają z definicją życia, nie?
Ł.M.: Oj, biolodzy się zmagają z wieloma rzeczami i definicja życia czy definicja gatunku, takich podstawowych pojęć, to jest problem. Ale wydaje się, że chyba taką najbardziej uniwersalną definicją życia, że życie jest samoutrzymującym się systemem zdolnym do ewolucji darwinowskiej. I przy takiej definicji bardzo szerokiej niesporczaki jak najbardziej są żywe, niezależnie od tego, czy są w stanie anhydrobiozy, czy w stanie aktywnym. Ale takie bardziej klasyczne czy może intuicyjne dla większości ludzi definicje życia, które zawierają w sobie metabolizm, czyli przepływ energii, wzrost i tak dalej, oddychanie chociażby w przypadku organizmów tlenowych, to wtedy niesporczak w stanie kryptobiozy według takiej definicji jest martwy. Więc niektórzy fikuśnie zadają pytanie, czy można zabić takiego niesporczaka, który jest martwy.
K.G.: Tego w tym stanie właśnie?
Ł.M.: Tak.
K.G.: OK. A można?
Ł.M.: No to jest takie bardziej filozoficzne pytanie chyba, więc… Można zrobić tak, że on już się nie obudzi więcej, więc…
K.G.: Ale można? No bo mówiliśmy właśnie o tym, że w tym stanie kryptobiozy wystawiane na temperatury ekstremalnie ujemne, ekstremalnie wysokie, promieniowanie i tak dalej, i tak dalej, że spoko, nic im się nie dzieje. To czy jest coś, co może takie, nie mówię o mechanicznym krojeniu, bo to już bez przesady, ale jakkolwiek inaczej.
Ł.M.: Tak, powyżej pewnej temperatury.
K.G.: Jednak.
Ł.M.: Jednak tak, albo nawet takiej, którą są w stanie tolerować, ale w dłuższym okresie czasu nie dają rady. To promieniowanie też do pewnego momentu. No, cząsteczki biologiczne oparte na węglu, białka, kwasy nukleinowe mają swoją wytrzymałość. Nawet najbardziej, najlepiej chroniona. Tak że kwestia dawki, czasu ekspozycji.
K.G.: Co to nam mówi? Bo to, że oczywiście to wywołuje takie zainteresowanie, to jasne, lubimy ekstrema, ale też przecież dla naukowców to są jednak jakieś tropy. Może można jakoś skorzystać z tych rozwiązań, zobaczyć, jakie tam są właśnie mechanizmy molekularne, które za tym stoją, co jest wbudowane takiego w DNA właśnie niesporczaków, że potem jest w stanie taki organizm, no, powstać z martwych, niech tak będzie, i jakoś, rozumiem, to wykorzystać. Przyjrzeć się temu, nie? Może nawet skopiować.
Ł.M.: Zdecydowanie i oczywiście ludzie, którzy są zainteresowani nauką, nie są naukowcami, ale interesują się nauką, bardzo często pytają: ale co to niesporczaki robią? To znaczy, czy jest z nich jakakolwiek korzyść? Szczerze mówiąc, takie pytania mnie troszeczkę irytują, ale…
K.G.: A jaka jest na Ziemi korzyść z istnienia ludzi?
Ł.M.: Ale ja oczywiście rozumiem takie zaciekawienie, tym bardziej, że badania kosztują, po prostu mnóstwo pieniędzy na to idzie. Ale ja daję wtedy taki przykład: niesporczakami zainteresowaliśmy się z ciekawości, a nie po to, żeby coś z nich mieć. I często daję przykład soku z marchwi, soku z marchwi i ekranów ledowych. Teraz używasz komputera, na którym jest ekran, zresztą one są wszędzie teraz i używamy ich w zasadzie w każdej dziedzinie życia. I był sobie taki botanik austriacki Friedrich Reinitzer, który w 1888 roku wpadł na jakiś dziki pomysł, żeby sobie poobserwować sok z marchwi pod mikroskopem. I to mu nie wystarczyło, więc podgrzewał ten sok i patrzył, co się z nim dzieje. I zobaczył, że raz wygląda tak, raz zmienia kolor, to jakby tęcza się przewalała przez ten obraz, potem w drugą stronę. Zaprezentował to jako ciekawostkę na jakimś tam sympozjum naukowym. Wszyscy byli zachwyceni, ale nikt nie wiedział w ogóle, co to jest, i na jakiś czas o tym zapomniano. Dopiero wiele dekad później ktoś wrócił do tematu i zorientował się, że ten sok z marchwi zawiera ciekłe kryształy i one mają pewne właściwości, że mogą się ustawić jeden koło drugiego albo być w nieładzie. I ta właściwość sprawia, że możemy wykorzystać ciekłe kryształy.
K.G.: I dowiedzieliśmy się tego z soku z marchewki?
Ł.M.: Nie, nie dowiedzieliśmy się tego z soku z marchewki, to się zaczęło od soku z marchewki. Zaczęło się od czystej ciekawości, niepowodowanej chęcią żadnego zysku, bo kto mógł wtedy w ogóle myśleć o komputerach i ekranach? Nie sądzę, żeby największy myśliciel był w stanie to przewidzieć. I myślę, że niesporczaki są kolejnym przykładem, bo zaczęliśmy je badać z ciekawości, też pewnie nikt nie sądził, że można będzie je wykorzystać, a już pierwsze zastosowanie mamy i najprawdopodobniej tych zastosowań będzie całkiem sporo. Pewne możemy przewidzieć, ale pewnie będą też takie, o których właśnie nam się w tym momencie nie śni.
K.G.: Mnie absolutnie nie musisz przekonywać do badań podstawowych i badań z czystej ciekawości, chociaż no jest tak, że jak się widzi właśnie coś tak specyficznego, co już zobaczyliśmy, już z tej ciekawości, już doszliśmy do tego momentu, no to gdzieś tam te myśli krążą. A co można by z tym zrobić? I ja słyszałam na jednym z twoich wykładów, jak mówiłeś dla Copernicusa, że można by przyjrzeć się właśnie niesporczakom i ich zdolnościom do wysychania i później właśnie powracania do życia w kontekście transportu szczepionek, żeby można było suche szczepionki transportować. To ma duże znaczenie, bo jak wiecie, wszyscy się tego nauczyliśmy przy okazji pandemii, szczepionki muszą być transportowane w pewnych określonych warunkach, temperaturze i tak dalej, i tak dalej. A gdyby to robić w taki sposób, że ot, mamy po prostu właśnie w suchej formie, które nie wymagają aż takiego pilnowania warunków? No to taniej, lepiej, bezpieczniej i super, nie?
Ł.M.: Dokładnie i może cię tu zaskoczę, ale takie szczepionki już istnieją.
K.G.: Już istnieją?
Ł.M. Już istnieją, tak. Co prawda nie jest to technologia jeszcze tak dopracowana, żeby można było ją wykorzystać do wszystkich szczepionek, ale do pewnego typu szczepionek opatentowano w Cambridge, takie badania przeprowadzono, stabilizację szczepionek za pomocą trehalozy, to jest taki cukier prosty, który dawno temu myśleliśmy, że jest właśnie kluczem do anhydrobiozy niesporczaków. Okazuje się, że ta sprawa jest trochę bardziej złożona, ale rzeczywiście on też spełnia swoje funkcje i tak jak wspominałaś, szczepionki wymagają odpowiednich warunków przechowywania, mają krótki termin ważności i może w naszym pierwszym świecie to nie jest jakiś duży problem, po prostu musimy za to tylko zapłacić, ale w krajach trzeciego świata to jest poważna sprawa. Więc takie suche szczepionki i potem zalanie ich solą fizjologiczną – rewelacja, więc mam nadzieję, że takie badania będą dalej rozwijane.
K.G.: A te niesporczaki w kosmosie to też oczywiście nie jest tak, że one zostały wystrzelone i sobie gdzieś tam latały dookoła stacji kosmicznej, tylko pewnie żyły sobie w pojemniczkach?
Ł.M.: Żyły, to znowu mamy teraz pytanie, czy żyły?
K.G.: A, bo one były wtedy w tym…
Ł.M.: Tak, w stanie kryptobiozy.
K.G.: Przebywały.
Ł.M.: Bardzo ładne określenie, tak: przebywały w stanie kryptobiozy i przebywały na sondzie kosmicznej. I one były wtedy wystawiane na różne czynniki, tak, żeby można było je rozdzielić. Jedne były wystawione tylko na próżnię kosmiczną, ale osłonięte od promieniowania, a inne wystawione na to promieniowanie i tak dalej, i tak dalej.
K.G.: Bo jedno z pytań patronów jest właśnie takie, o planowane nad niesporczakami badania, które będzie wykonywał Sławosz Uznański-Wiśniewski, i jaki jest cel tych badań? Czy rzeczywiście może się to przełożyć na podbój kosmosu przez człowieka? Pyta jeden z patronów.
Ł.M.: Bardzo ciekawe pytanie. Tak, jest taki projekt. Liderem są badacze ze Szczecina, ale uczestniczą w tym projekcie także nasi koledzy niesporczakowi z Poznania i z Katowic. I pomysł jest taki: zmodyfikowali drożdże, zwyczajne drożdże, genetycznie w ten sposób, że przeszczepiono jeden z genów niesporczakowych do tych drożdży. To jest gen, który koduje białko mitochondrialne, tak zwaną alternatywną oksydazę, która pozwala skrócić łańcuch oddechowy i dzięki temu niesporczaki, ale właśnie też takie organizmy, którym przeszczepimy taki gen, są bardziej odporne, szczególnie na na przykład cyjanek. Cyjanek takiego łańcucha skróconego nie blokuje. Pytanie jest, po to nasz drugi w historii kosmonauta, czy teraz już może bardziej astronauta, zabiera je na stację kosmiczną: żeby zobaczyć, jak sobie takie drożdże radzą. Jeżeli sobie będą radziły lepiej, to mogą być po pierwsze źródłem pożywienia dla astronautów, ale też mogą nam być może pomóc w utrzymaniu innych organizmów na orbicie albo jakiś dłuższych podróżach kosmicznych.
K.G.: Nas też?
Ł.M.: Być może nas też, dlatego że całkiem niedawno nasi japońscy koledzy zmodyfikowali genetycznie ludzkie komórki. Co prawda nie u żywego człowieka, tylko w linii komórkowej, ale tam z kolei przeszczepiono gen, który koduje białko, które chroni przed skutkami promieniowania jonizującego. I takie komórki zmodyfikowane genetycznie, zmodyfikowane genami niesporczakowymi, znosiły wysokie dawki promieniowania, z tego co pamiętam 40% lepiej, niż takie komórki zwyczajne, więc być może, jeżeli będziemy chcieli wysłać człowieka na Marsa i wiemy, że to jest podróż, która trwa miesiące, i nie jesteśmy w stanie zupełnie ochronić ludzi przed promieniowaniem kosmicznym poprzez budowę statku, to może możemy ich uzbroić w te supermoce niesporczakowe, że jeżeli już dojdzie do mutacji, to takie białko niesporczakowe, wyprodukowane już wtedy przez same komórki ludzkie, będzie w stanie to DNA szybko i sprawnie naprawić i unikniemy mutacji, czyli też nowotworów albo innych chorób.
K.G.: Czyli można by zmodyfikować genetycznie przyszłego astronautę?
Ł.M.: Nie no, raczej nie, myślę, że tutaj są złożone kwestie etyczne i wymagana byłaby zgoda. Ale mamy coś takiego jak terapia genowa, także możemy dorosłe organizmy modyfikować genetycznie, również jest to trudniejsze, ale nie niemożliwe, a tym bardziej, że to się bardzo szybko rozwija, więc…
K.G.: A w ogóle wysłałbyś takie niesporczaki też na Marsa, jeśli już tam będzie leciała ekipa?
Ł.M.: Ja myślę, że to jest pewnik, że one będą wśród organizmów, które zostaną zabrane na Marsa.
K.G.: I zostaną! I przetrwają tam.
Ł.M.: Wiesz, to też jest znowu pytanie etyczne, czy my powinniśmy zanieczyszczać Mars naszym życiem ziemskim? Pewnie na początku będziemy bardzo ostrożni i zobaczymy, czy tam jest co chronić, bo jeżeli tam nie ma życia jakiegoś utajonego na Marsie, no to pewnie już nie będzie jakichś takich dużych dylematów, czy możemy wypuścić niesporczaki, żeby sobie pohasały po Marsie.
K.G.: I też oczywiście gdzieś tam się kojarzy, że a, no niesporczak to by sobie przetrwał na Marsie, może by przetrwał nawet te różnice właśnie temperaturowe i tak dalej, i tak dalej, ale jeść w końcu trzeba, jakby już powrócił do życia, a póki co nic nie wiemy o tym, że na Marsie byłoby co jeść. Ale wracam w takim razie do diety niesporczaków, bo tam też jest różnorodnie. I roślinożercy, i myśliwi.
Ł.M.: I wszystkożercy.
K.G.: I wszystkożercy.
Ł.M.: Bardzo różnorodnie jest. Mamy gatunki, które żywią się bakteriami. To w zasadzie połykają je w całości. Czy też roślinami.
K.G.: To się najedzą taką bakterią?
Ł.M.: Oj, bakterii jest multum, więc… Poza tym niesporczaki mają małe brzuszki, więc im aż tak wiele nie trzeba. Są niesporczaki, które żywią się wyłącznie roślinami i mogą jeść troszeczkę większe rośliny, takie jak mchy, wtedy nakłuwają komórki i wysysają zawartość tych komórek. Ale są też takie, które żyją się drobnymi glonami, też mogą je połykać w całości. I tak jak mówiłaś, mamy też myśliwych, niesporczaki drapieżne. Jest cała linia jedna ewolucyjna, która jest wyłącznie drapieżna. To właśnie już wspomniany t-rex wcześniej. Maszyna do zabijania.
K.G.: Naprawdę jest taki dobry?
Ł.M.: Jest dobry, chociaż przyznam, że jak czasami patrzymy na nie na naszych szalkach, to się zastanawiam, jak one były w stanie przetrwać tyle milionów lat, bo są bardzo nieporadne. No ale to nie jest dla nich naturalne środowisko.
K.G.: No właśnie.
Ł.M.: Zdecydowanie nie, więc…
K.G.: Te szalki wasze gładkie takie, to tam trudno pazurkami się złapać.
Ł.M.: Tak, trudno się złapać, ale to mówię w tym kontekście, że mamy niesporczaki wszystkożerne, które nie są tak wyspecjalizowanymi mordercami, a sobie radzą trochę lepiej, potrafią się najeść. To trochę jak labradory, tak, które po prostu nie mają umiaru w jedzeniu. Mamy takie szczepy, które tak się potrafią najeść wrotków, nicieni, a czasami innych niesporczaków, że już tylko leżą na plecach i tylko tak się… Są jak takie nadmuchane baloniki. I tylko z prądem wody lekko się przesuwają na lewo, na prawo i spokojnie trawią. I potem nagle 40 jajeczek potrafią złożyć w jednym rzucie. Więc niby się nie ruszają, ale ciężko pracują nad kolejnym pokoleniem.
K.G.: A jakie są metody drapieżców? Jak tutaj się poluje w takim małym świecie?
Ł.M.: Tak. Niesporczaki głównie posługują się zmysłem chemicznym i dotyku, bo jeżeli mają oczka, to są proste, więc pozwalają im odróżnić światło od cienia, może z którego kierunku światło pada, ale na pewno nie mają zdolności wyraźnego widzenia, więc muszą wyczuć swoją ofiarę. I to nawet wiemy dość dobrze o tym dzięki bardzo prostym eksperymentom, kiedy kładziono na szalki najpierw niesporczaki, które są roślinożerne, potem je usuwano i dawano takiego właśnie mordercę, to on chętniej przebywał w tych miejscach, gdzie wcześniej już był niesporczak roślinożerny, i w drugą stronę: jak wcześniej był drapieżca, a potem daliśmy takiego roślinożernego, to on unikał tych miejsc, gdzie mógł wyczuć, że tam już wcześniej był t-rex niesporczakowy.
K.G.: Ale co, rzucają się pazurami? Wysuwają te swoje…
Ł.M.: Nie, nie muszą. Po prostu zbliżają się do swojej ofiary, często nieświadomej, co się dzieje, i dokładnie najpierw lekko zasysają, powodują lekkie podciśnienie, tak, że ofiara się przykleja do ich odkurzaczowego pyszczka. Kiedy już się dobrze trzyma, to wtedy wbijają w nią sztylety. Jak jest przebita, to wysysają zawartość.
K.G.: A kto zjada niesporczaki?
Ł.M.: No to tak już powiedzieliśmy, czasami są to inne niesporczaki, chociaż niekoniecznie jest to kanibalizm, bo niesporczaki są bardzo zróżnicowane, więc…
K.G.: No właśnie, jak ten człowiek i karpia co zajada.
Ł.M.: Dokładnie, czy tam kurczaka i jakieś inne jeszcze. Więc inne niesporczaki, ale też jakieś drobne stawonogi. Niesporczaki jak są dobrze odżywione, to są całkiem smakowitym tłuściutkim kąskiem. Ale nie tylko zwierzęta. Niesporczaki potrafią zjadać też grzyby. Są grzyby, które w pewnym sensie, można powiedzieć, aktywnie polują na niesporczaki, dlatego że ich strzępki, grzybnia tworzy takie małe lassa. Jak niesporczaki gdzieś tam sobie przejdzie, poruszy takie lasso, to to lasso się zaciska, no i niesporczak jest unieruchomiony. Albo używają jakichś takich lepkich końcówek strzępek grzybni i tam właśnie niesporczak się przyklei.
K.G.: Chyba boczniaki tak polują, ale nie wiem, czy na niesporczaki akurat.
Ł.M.: Nie wiem, ale myślę, że by nie pogardziły niesporczakiem, jeżeli tak rzeczywiście robią.
K.G.: A czy taki niesporczak choruje?
Ł.M.: To jest bardzo dobre i ciekawe pytanie. Bardzo rzadko zdarza nam się widzieć niesporczaki, które chorują. Jeżeli chorują, to najczęściej są to właśnie jakieś grzyby pasożytnicze, czasami pierwotniaki, rzadziej bakterie. I być może wynika to z tego właśnie, z tych ich supermocy. Jeżeli są w stanie wejść w stan anhydrobiozy, a niekoniecznie coś, co by chciało na nich pasożytować, jest w stanie, to mogą się takich pasożytów w ten sposób pozbyć. Są też pierwotniaki, które przyczepiają się do niesporczaków na wierzchu i nie są stricte pasożytami, ale korzystają z podwózki, więc mogą być też obciążeniem dla niesporczaków, ale to się zdarza bardzo rzadko.
K.G.: A kiedy umierają ze starości?
Ł.M.: W naturze nie wiemy, dlatego że bardzo ciężko jest śledzić pojedyncze osobniki niesporczaków w naturze.
K.G.: Jak tu zaobrączkować i znaleźć potem?
Ł.M.: Dokładnie. Na pewno kiedyś będzie taka metoda, jestem przekonany. Ale z naszych badań w laboratorium wiemy, że niesporczaki mogą żyć nawet kilka lat, chociaż większość z nich jednak…
K.G.: To nieźle jak na takie malutkie zwierzęta!
Ł.M.: Chociaż większość żyje co najwyżej kilka miesięcy.
K.G.: Chciałabym też zapytać o kwestię rozmnażania, bo one są bardzo ciekawe i tam się przewijało właśnie już wcześniej, że składają jaja, natomiast rozmnażanie jest ciekawe i sama kwestia płci jest też ciekawa, bo mówiłeś o tym, że bywają też hemafrodyty wśród niesporczaków.
Ł.M.: Hermafrodyty.
K.G.: Hermafrodyty, tak, dziękuję bardzo. A z drugiej strony w zasadzie mówimy o nich, niesporczaki i że coś na niego spadło, ale chyba bardziej powinniśmy mówić na nią, prawda? Bo to w większości są samice.
Ł.M.: Dokładnie. Ostatnio miałem wielką przyjemność rozmawiać z Mają Hawranek, która też mnie pytała o niesporczaki, i jak się dowiedziała, że większość z nich to są samiczki, to powiedziała: „to czemu wy nie macie feminatywu”? Ja mówię, no w sumie nie wiem, rzeczywiście powinniśmy mieć i aż mi było wstyd. I w momencie wymyśliła: niesporczynki. Bardzo mi się to spodobało, więc może powinniśmy zacząć mówić niesporczynki. Tak, jeśli chodzi o rozmnażanie niesporczaków, mamy tutaj bardzo szeroki wachlarz możliwości, już zaczynając od samego sposobu, w jaki składają jaja. Jedne składają jaja takie gładziutkie, do wylinek one są w tych wylinkach chronione, więc składanie jaj jest powiązane, zsynchronizowane z linieniem, i mamy takie gatunki, które składają jaja pojedynczo. One są wtedy bardzo bogato ornamentowane, tak jak chociażby ziarna pyłku. A jeśli chodzi o systemy kojarzeń, to mamy klasyczne dwupłciowe gatunki. Mamy właśnie hermafrodytyczne, których zbyt wiele nie ma, a większość to gatunki partenogenetyczne, czyli takie, w których mamy same niesporczynki. I tutaj też jest pewna różnorodność.
K.G.: Partenogeneza, czyli dzieworództwo.
Ł.M.: Dzieworództwo, tak.
K.G.: Czyli jak to działa? One nie potrzebują partnera do rozrodu?
Ł.M.: Nie potrzebują.
K.G.: Ani partnerki?
Ł.M.: Ani partnerki.
K.G.: Sama sobie?
Ł.M.: Dokładnie, sama sobie statkiem, okrętem, sterem, jak to tam było.
K.G.: I jak to działa? Drożdże to wiemy, tam pączkują, bakterie dzielą się na pół, heja, nie ma już tej pierwszej. To też ciekawe jest właśnie, czy to jedna się rozdziela na drugą, czy ta pierwsza znika i są dwie osoby? To już tutaj też nawiasem mówiąc.
Ł.M.: Filozofia.
K.G.: Tak jest, ale jesteśmy już jednak dość solidnym organizmem. Mówiliśmy o tym, że niesporczak zwierzę, w porównaniu z bakteriami dużo bardziej złożony. No i jak to się dzieje?
Ł.M.: Ja powiem więcej, jakby może kocham niesporczaki całym swoim sercem, to partenogeneza jest dość rozpowszechniona w świecie zwierząt i nawet niektóre jaszczurki mogą być partenogenetyczne, więc zwierzęta, które już są naprawdę nie tak daleko ewolucyjnie od nas. Mamy bardzo wiele typów partenogenezy, ale ogólna zasada jest taka, że po prostu komórka jajowa nie potrzebuje plemnika i albo zwyczajnie się dzieli, albo najpierw przechodzi mejozę, tak jak to się dzieje w normalnym rozmnażaniu płciowym, czyli redukuje liczbę chromosomów o połowę, ale następnie te chromosomy się duplikują i przywracana jest właściwa liczba chromosomów. I z takiego jajeczka, pomimo że ono nie jest zapłodnione, z takiej komórki jajowej rozwija się nowy osobnik, nowa niesporczynka.
K.G.: Ale to jest de facto klon!
Ł.M.: Dokładnie. To jest klonowanie, chociaż w przeróżnych typach partenogenezy nie zawsze to jest taki dokładny klon, mogą być czasami modyfikacje, ale tak, zazwyczaj to jest klonowanie.
K.G.: No to przecież jest nieopłacalne, bo co z wymianą genetyczną?
Ł.M.: To jest bardzo ciekawy i złożony problem, bo przez długi czas myślano w drugą stronę. Po co są samce? Po co cała ta historia, to całe zamieszanie z płcią? Nie dosyć, że połowa populacji, samce, nie produkują potomstwa…
K.G.: Duży wysiłek energetyczny, a potem…
Ł.M.: No po prostu takie marnotrawstwo, by się wydawało, tak? To jest jedna rzecz. Druga rzecz: trzeba się znaleźć, trzeba się sobie spodobać, czasami trzeba powalczyć o tę drugą połówkę. Można wtedy być zjedzonym, można złapać choroby przenoszone drogą płciową. No cała masa problemów, a przy takim klonowaniu każdy się rozmnaża i od razu, tak? Bez żadnych tych wszystkich problemów. Co więcej, jak gdzieś mamy okazję dostać się w nowe miejsce, to możemy je bardzo łatwo skolonizować, bo wystarczy jeden osobnik. Ale jednak z czasem dowiedzieliśmy się poprzez różnego rodzaju badania ewolucyjne, że są bardzo wyraźne korzyści z płci i tak naprawdę w płci nie chodzi o rozmnażanie, chodzi o mieszanie genów. Tak się zdarzyło, że ewolucyjnie te oba procesy się połączyły, mieszanie genów i rozmnażanie, i my jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że to o to w tym chodzi. Nie. Tu nie chodzi o zwiększanie liczby potomków, tylko chodzi o wymieszanie genów.
K.G.: To pozwala właśnie na zmienność, pozwala na jakąś reakcję organizmów czy ewolucji raczej na właśnie zmieniające się warunki. No bo jeśli tego nie ma, warunki się zmieniają, no to umieramy wszyscy na przykład, nie? I koniec, heja nie ma.
Ł.M.: W różnorodności siła, to na pewno, ale to nie jest tak, że klony są identyczne, bo przy każdym podziale komórki następują mutacje. Tylko chodzi o to, że te mutacje dzięki temu, że wyewoluowały dość dobre mechanizmy właśnie ochrony DNA przed uszkodzeniami, są sporadyczne. Znacznie większą zmienność genetyczną możemy uzyskać, mieszając genomy z tego, co już jest, więc wtedy łączymy mutację z miksowaniem. I tak jak mówisz, dokładnie tak jest, że różnorodność genetyczna daje pole do popisu ewolucji, zwiększa szanse na przeżycie, chociaż czasami może być ślepym zaułkiem, tu może nie mamy na to czasu, ale są takie też ciemne strony płci, jak konflikt płciowy, który potrafi doprowadzić do wyginięcia czasami niektórych linii.
K.G.: Tak? To nie, to jak zacząłeś, to musisz to wyjaśnić.
Ł.M.: Czasami kiedy mamy dwie płcie, one mają zazwyczaj rozbieżne interesy, a jak mamy rozbieżne interesy, to mamy potencjał do konfliktu. Zazwyczaj dla samca korzystne jest zapłodnienie jak największej liczby samic. Nieduży koszt, chociaż przy odpowiednio dużym wysiłku to może jest duży koszt, ale i tak nadal jest to opłacalne. Nie opłaca mu się nie kopulować zazwyczaj. Natomiast dla samicy, ponieważ ona wkłada znacznie większy wysiłek energetyczny w produkcję gamet, samica zazwyczaj jest bardziej wybiórcza. No więc jeżeli mamy jedną stronę, która chce się rozmnażać, a druga może niekoniecznie, to mamy konflikt. I ten konflikt może być na wielu poziomach, od fizjologicznego, molekularnego, poprzez behawioralny i tak jak każdy wyścig zbrojeń ma swoje koszty.
K.G.: Nawet wewnątrz gatunku?
Ł.M.: Nawet wewnątrz gatunku, tak. No to jest taki dobry przykład, jak ewolucja działa, że ewolucja jest ślepą siłą.
K.G.: Tu nie ma projektu.
Ł.M.: Nie ma celu, nie ma projektu, nie ma przetrwania gatunku, przedłużenia gatunku. Liczy się to, które kopie genów lepiej się powielają.
K.G.: Ale są takie gatunki zwierząt, które właśnie tak bardzo zaszły daleko w tym podziale płciowym, że się już nie mogą ze sobą dogadać i jest kłopot z rozmnażaniem?
Ł.M.: Zazwyczaj jest tak, że w którymś momencie koszty zaczynają być zbyt duże, jest jakieś equilibrium, jest jakiś stan równowagi, ale żadna z płci nie może z niego wyjść, bo jeżeli by się cofnęła krok niżej, to wtedy ta druga ma przewagę i wtedy jest problem.
K.G.: Wracamy do naszych niesporczynek. Czyli większość z nich to są właśnie samice, tak? Tak w ogóle na świecie, globalnie.
Ł.M.: Globalnie myślę, że można z dużą pewnością powiedzieć, że tak.
K.G.: I w większości rozmnażają się partenogenezą czy jednak jakąś wymianą genów, czy szukają tych samców raz na jakiś czas?
Ł.M.: Tak jak już wcześniej mówiłem, jest wiele typów partenogenezy i można ją podzielić ze względu na to, jak ona cytologicznie przebiega, genetycznie, ale też jak bardziej ekologicznie się przejawia. I mamy gatunki, które są wyłącznie partenogenetyczne i one stanowią zagadkę, o tym może za chwilę jeszcze więcej powiem, ale jednak większość gatunków niesporczaków, która uprawia partenogenezę, to w takich przypadkach jest to partenogeneza cykliczna. Przez długi czas mamy samice, ale raz na jakiś czas pojawiają się samce. Nie do końca wiemy, co to powoduje, jakie są czynniki. Domyślamy się, że po prostu przychodzi moment, kiedy trzeba troszeczkę przemieszać genomy. Być może pogorszenie warunków środowiska albo spodziewane pogorszenie warunków środowiska czy zmiany środowiska i wtedy pojawią się samce.
K.G.: Ale to wtedy jak są te zmiany środowiska, to na przykład z jaj się wykluwają nagle samce? Bo wcześniej te samice.
Ł.M.: Przyznam szczerze, że my nawet nie wiemy, jak wygląda determinacja płci u niesporczaków. Więc wiemy bardzo niewiele. Nie wiemy, jakie są czynniki, które sprawiają, że właśnie mamy same samice i nagle w którymś pokoleniu pojawiają się samce, ale obserwujemy to najczęściej właśnie w okolicach jesieni w naszej strefie klimatycznej, więc kiedy warunki się pogarszają. Zresztą to nie jest nic dziwnego, bo u wielu organizmów partenogenetycznych cyklicznie właśnie tak to się odbywa, więc tak się domyślamy, że jest, ale na 100% jeszcze nie wiemy. To jest jeden z celów naszych badań. Więc mamy takie gatunki, które właśnie mogą korzystać. One są chyba najsprytniejsze, bo korzystają, one działają na takiej zasadzie troszeczkę „zjeść ciastko i mieć ciastko”, tak? Korzystać z uroków partenogenezy i skorzystać z korzyści, wygody. Można się mnożyć na potęgę, małe koszty, a jak trzeba, to wtedy przechodzą na rozmnażanie płciowe na pokolenie jedno czy może dwa, przemieszczają geny i znów. I to też generuje ciekawe pytanie: skoro to jest taka fajna strategia, to czemu nie ma jej większej liczby organizmów?
K.G.: Takiej zmienności, tak?
Ł.M.: Tak. Wyobraź sobie na przykład, gdyby u nas tak było, że są samice przez większość czasu, przychodzi jakiś moment i jednak co któreś dziecko to się rodzi chłopiec. Część takich par się kojarzy i potem znowu są same dziewczynki. To nasze społeczeństwo by zupełnie inaczej wyglądało.
K.G.: Zupełnie inaczej, to jakiś taki… W dużo gorszej sytuacji byłyby samce, mężczyźni w tym. Tak mi się wydaje, byliby w znaczącej mniejszości.
Ł.M.: Być może, ale czy liczba jest taka istotna? Z drugiej strony byliby bardzo pożądaną płcią. Pewnie jakoś tam wielbioną, ubóstwianą.
K.G.: Milczę, bo zastanawiam się nad konsekwencjami społecznymi.
Ł.M.: Wyobrażasz sobie?
K.G.: W ogóle ty to zacząłeś, ale ja cały czas myślałam o tym, jak wcześniej mówiłeś o tym, że no tutaj są różne interesy między płciami i że jedni dążą do tego, drudzy do innego. Tak mi się to kojarzyło z ludźmi, myślę: a, już nie będę mówić, ale sam zacząłeś.
Ł.M.: Ale jesteśmy zwierzętami, jesteśmy ssakami i dobór płciowy bardzo mocno nas ukształtował. Niejednokrotnie rozmawiałeś ze wspaniałymi antropologami i są takie hipotezy, że dobór płciowy był jednym z mechanizmów, które przyspieszyły rozwój naszego mózgu.
K.G.: Bo trzeba było trochę porozkminiać.
Ł.M.: To jest, jak wszyscy wiemy, bardzo trudna i niebezpieczna gra.
K.G.: Ale à apropos w takim razie, jak już się pojawiają u niesporczaków samce niesporczynek, raz na jakiś czas pojawią się niesporczaki, to czy obserwujemy tutaj coś podobnego, co znamy właśnie z takich dużych zwierząt, czyli takie obwąchiwanie się wzajemne, czy mi się podobasz, czy ty mi się nie podobasz? No nie chcę mówić tańce godowe, bo tego już bym się nie spodziewała, ale jednak jakiegoś rodzaju wybredność jednej ze stron.
Ł.M.: Tego jeszcze nie wiemy, dlatego że obserwacji behawioru takiego płciowego niesporczaków jest bardzo niewiele. Tak naprawdę to są jakieś tam bardzo stare doniesienia, ale to są pisane, więc my nie jesteśmy w stanie ich zweryfikować. Teraz możemy nagrać.
K.G.: Bo te wszystkie niesporczynki, które są tutaj u was laboratorium, to samice?
Ł.M.: Nie, nie, nie wszystkie większość szczepów tak, ale nie wszystkie, mamy też rozdzielnopłciowe, ale tak jak wcześniej mówiłem, niesporczaki są takie… Lubią prywatność, więc nie jest łatwo zaobserwować, jak się kojarzą, ale jak już to się stanie i teraz możemy sobie nagrać takie porno niesporczakowe, to okazuje się, że te zachowania są bardzo ciekawe. Rzeczywiście niesporczaki się obwąchują najpierw. Nie za bardzo wiemy, jak są wybredne, bo to jest zbyt wcześnie jeszcze, jesteśmy tu w powijakach, ale w zależności od tego, jak niesporczak składa jaja, to tak też wygląda potem cały proces kojarzenia. Na przykład samice, które składają jaja do swoich wylinek, one siedzą w tych wylinkach jeszcze z jajami, ale już mają taki otwór przygotowany, żeby wyjść. Przychodzi samiec…
K.G.: Czyli siedzą w takim worku…
Ł.M.: Tak, w przedniej części.
K.G.: Ze starej skóry.
Ł.M.: W worku ze starej skóry, w przedniej części, a w tylnej części, tam, gdzie złożyła jaja, te jajeczka są jeszcze takie ubite. Pojawia się samiec, właśnie obwąchują się najpierw, dobra, już się poznaliśmy, przechodzimy do rzeczy.
K.G.: Jest zgoda.
Ł.M.: Tak, jest zgoda obopólna, przechodzimy do rzeczy i wtedy samiec wypuszcza swoje plemniki w okolicach tego miejsca, gdzie był otwór gębowy, gdzie jest teraz ta dziura w starej kutykuli.
K.G.: Aha.
Ł.M.: I samica żeby pomóc tym plemnikom wpłynąć do wnętrza wylinki, używa swojego aparatu bukalnego, po prostu tworzy podciśnienie, zaciąga je i pomaga im wpłynąć do tego wnętrza starej skóry. Jak one się tam znajdą, znajdą jajeczka i je zapłodnią, to wtedy samica sobie wychodzi z takiej wylinki. W innych przypadkach, kiedy samice składają jaja tak pojedyncze do środowiska, niesporczaki najprawdopodobniej, chociaż ostatnio się pojawiły jakieś doniesienia, że być może niektóre gatunki mają narządy do kopulacji, ale większość niesporczaków jednak ma taką dość tutaj prostą budowę, więc nie następuje bezpośredni kontakt, jak na przykład jest u ptaków, kiedy one się na chwilę kloakami stykają, tak, i wtedy nasienie przechodzi z samca do samicy. To samiec ustawia się blisko samicy i wypuszcza plemniki znowu na zewnątrz. I one muszą przepłynąć przez wodę, trafić do samicy i jeszcze tam dotrzeć do tych komórek jajowych, do jajeczek. Tak że to takie połączenie, zapłodnienie jest zewnętrzne, zapłodnienie wewnętrzne, crazy.
K.G.: No tak, ale w środowisku wodnym to jest możliwe właśnie, bo mogą sobie przepłynąć te plemniki, więc to jakoś…
Ł.M.: Tak, ale wydawałoby się, że prościej po prostu się zetknąć i wtedy nie ma żadnych strat, a tu zawsze jakieś tam muszą być.
K.G.: Może się uczą tego dopiero, jak co ileś pokoleń od nowa…
Ł.M.: Może! Może są niedoświadczone.
K.G.: O to tutaj po prostu chodzi. Natomiast w tym tekście dla „Tygodnika Powszechnego”, cytuję go dlatego, że bardzo fajny, pozdrowienia dla autorki Marii Hawranek, która słowo „niesporczynki” wymyśliła…
Ł.M.: Pozdrawiamy!
K.G.: Tam mówisz o horyzontalnym transferze genów, i to niekoniecznie między niesporczakami nawet, tylko między innymi gatunkami. No to jeśli coś jest crazy, to to jest crazy: że ona sobie leży obok innej istoty, wrotki jakiejś, i co? I jak od niej bierze te geny? To jest, to jest jakiś obłęd.
Ł.M.: Tak, konkretnie jakiegoś wrotka.
K.G.: Jakiegoś wrotka? A, tym razem jakiegoś wrotka.
Ł.M.: Tutaj też być może odpowiedniejsze byłyby wrotki, bo też mamy tam bardzo wiele partenogenetycznych gatunków. Horyzontalny transfer genów to jest coś, co dla nas się wydaje być szalone.
K.G.: Siedzę tutaj z tobą i co?
Ł.M.: Nie wymieniam, to znaczy nawet jeżeli jakoś tam przez powietrze jakieś drobinki naszego DNA trafiają do nas, to one po prostu.
K.G.: Nie przesiąknę twoją wiedzą niestety.
Ł.M.: A ja twoją i twoim doświadczeniem, natomiast u takich organizmów drobnych, a szczególnie takich, które właśnie przechodzą kryptobiozę, czyli mają momenty, kiedy DNA może się uszkodzić i trzeba je naprawić, taki horyzontalny transfer genów jest bardziej prawdopodobny, bo DNA jest dość trwałym nośnikiem informacji. Nic dziwnego, że właśnie początkowo najprawdopodobniej było RNA, które jest mniej stabilne i zostało zastąpione ewolucyjnie przez DNA. Czasami nam to przysparza dużych problemów w laboratorium, bo jak się gdzieś tam zanieczyści fragmentem DNA, to ciężko jest się tego pozbyć. Tak naprawdę wybielacz to jest numer jeden produkt w laboratorium, uniwersalny, także właśnie do pozbywania się niechcianego DNA. Ale wracając do tematu: kiedy DNA pęka, taki niesporczak się budzi, to w tym otoczeniu, ponieważ DNA jest trwałe, tego DNA pływa mnóstwo. Różnego: innych niesporczaków, bakteryjnego, właśnie wrotkowego, nicieniowego, roślinnego z mchu czy z jakichś grzybów. I raz na jakiś czas, a niesporczaków mamy populację olbrzymią na świecie, nawet nie podejmuję się szacowania.
K.G.: No ale chociaż rząd wielkości.
Ł.M.: No na pewno miliardy, ale no nie wiem ile. Nie, nie jestem, musiałbym się dobrze nad tym zastanowić i tak pewnie nie byłby to dobry szacunek. I takich wydarzeń, kiedy niesporczaki wysychają i budzą się, jest multum. I może się zdarzyć, że właśnie jakiś fragment DNA innego organizmu przypadkowo przez mechanizm, który ma za zadanie naprawić DNA niesporczaka, wbuduje takie obce DNA do genomu.
K.G.: No ale…
Ł.M.: I najczęściej oczywiście to jest, albo w ogóle nie zadziała, albo uszkodzi jakiś inny gen i się nie udaje, ale raz na jakiś czas to będzie los na loterii.
K.G.: Właściwa cegiełka. Ale to nie jest tak, że zabieram jako niesporczynka, wyrywam DNA innemu organizmowi, ona sobie pływa dookoła?
Ł.M.: Tak. Po prostu ty jesteś zanurzona w takiej zupie DNA, można powiedzieć.
K.G.: No i którędy wpuszczam to DNA? No to są konkretne cząsteczki. I którędy ja je wciskam? Zjadam je? Przez skórę mi przechodzą?
Ł.M.: Przez kutykulę raczej nie, chociaż być może mamy niesporczaki, które mają pory w kutykuli, więc być może tam może się to DNA jakoś przedostać, ale raczej przypuszczam, że przez układ pokarmowy. To może być tak, że coś, co zostało wcześniej zjedzone przez niesporczaka i znajduje się już w niesporczaku, ale nie jest jeszcze całkiem strawione, więc to DNA tam się znajduje, dajmy na to jakiegoś glona czy grzyba. Niesporczak wysycha, to wszystko się jeszcze bardziej kruszy w trakcie wysychania, potem się nawadnia i jakoś to DNA raz na jakiś czas, tak jak mówię, okazji mamy multum, dostaje się do komórek płciowych. No bo to jest istotne: to nie może być byle jaka komórka niesporczaka, bo jeżeli to byłaby komórka jelita, tego ich żołądka, no to wtedy może tam zadziałać, ale już dalej nie przejdzie do kolejnych pokoleń, więc musi trafić jeszcze do komórek jajowych. Mało prawdopodobne, ale nie niemożliwe w takich warunkach.
K.G.: I co to daje? Jakąś właśnie wymianę genetyczną, nowości, przejęcie supermocy od kogoś innego?
Ł.M.: Tak, są takie hipotezy, że niektóre z supermocy niesporczaków zostały zaczerpnięte od innych organizmów, które to wyewoluowały, czy właśnie mchów, które też wysychają, czy jeszcze prostszych bakterii. Ale my się interesujemy horyzontalnym transferem genów z tego powodu, że wśród tych partenogenetycznych linii mamy też takie, które są wyłącznie partenogenetyczne. Tam nigdy nikt nie zaobserwował samców. I oczywiście można zawsze podejrzewać, że może nie patrzyliśmy wystarczająco dokładnie, ale to są jednak dekady lat badań wielu naukowców. Jeżeli nikt nigdy nie zaobserwował żadnego samca, no to najprawdopodobniej ich tam nie ma. I szacuje się, że takie linie potrafią trwać kilkadziesiąt, a może nawet i więcej milionów lat, bez rozmnażania płciowego, co jest nazywane skandalem ewolucyjnym, a w przypadku niesporczynek można powiedzieć, że są to skandalistki ewolucyjne.
K.G.: Dlaczego? Bo to nie ma prawa działać według tych zasad ewolucyjnych? Tyle się zmieniło, rozumiem, w środowisku, a te…
Ł.M.: A one… Samce im są niepotrzebne. Prawdziwa „Seksmisja”. I teraz: no to skoro to mieszanie genów jest takie ważne i bez niego nie da się obyć, bo inaczej linie wymierają, po prostu nie są w stanie stawić czoło nowym wyzwaniom ewolucyjnym…
K.G.: To co tu się dzieje?
Ł.M.: …to co jest grane, tak. Hello! I być może odpowiedzią na to jest rekombinacja genetyczna, czyli mieszanie genów nie poprzez rozmnażanie płciowe, ale horyzontalny transfer genów.
K.G.: A tutaj w laboratorium co badacie, poza takim oglądaniem i rozczulaniem się oczywiście nad niesporczynkami każdego dnia? Bo uwierzcie mi, to jest naprawdę jakieś takie uczucie, nie wiem, z czego to wynika, chyba z tego, że one takie właśnie są misiowate i nieporadne na tych szalkach. Jest poczucie zaglądania do zupełnie nowego świata, który rządzi się swoimi prawami i ma swoją własną skalę i to jest jego skala, a nasza jest inna i to nie znaczy, że jedna jest lepsza od drugiej, to jest bardzo ciekawe naprawdę doświadczenie. No więc poza tym rozczulaniem się to na co zwracacie uwagę, już jako badacze, naukowcy?
Ł.M.: W moim zespole zajmujemy się głównie ewolucją niesporczaków. I interesują nas niesporczaki same w sobie, jak one się zmieniają w czasie i przestrzeni, jak się różnicują. Odkrywamy nowe linie filogenetyczne, nadajemy im nazwy, to też jest zawsze zabawa, nazwać nowy gatunek czy nowy rodzaj albo i wyższe jednostki taksonomiczne. Ale używamy ich też jako modeli do badania bardziej ogólnych zjawisk ewolucyjnych czy ekologicznych, na przykład w jednym z projektów przetestowaliśmy hipotezę „wszystko jest wszędzie, ale środowisko wybiera”. To jest taka hipoteza, która mówi, że drobne organizmy nie mają biogeografii. W przypadku większych organizmów wiemy, że mamy niedźwiedzie polarne w Arktyce, pingwiny mamy w Antarktydzie.
K.G.: Kto wie, ten wie.
Ł.M.: A na przykład misie koala są w Australii, ale nie występują naturalnie w innych krainach świata. Kiedy naukowcy zajrzeli tak jak ty dzisiaj w ten mikroświat, zanurzyli się w ten mikroświat, oczywiście najpierw nauka się rozwijała w Europie i tutaj naukowcy badali ten mikroświat, no ale potem jak łatwiej było się poruszać po świecie i dostarczano im materiał z innych rejonów świata, bardzo egzotycznych, myśleli, że tam też zobaczą takie właśnie dziwne stwory, zupełnie inne. A tutaj zdziwienie: wyglądają dość podobnie. I wtedy pomyślano, że aha, one są tak małe, mogą się przenosić z wiatrem. jeszcze szczególnie jak wyschną, a jeszcze jak są partenogenetyczne i wystarczy jeden osobnik, żeby gdzieś skolonizować nowe środowisko. to nie ma dla nich takich barier jak dla większych organizmów. I właśnie wymyślono, postawiono taką hipotezę „wszystko jest wszędzie, ale środowisko wybiera”, czyli możesz się dostać w dowolne miejsce na globie, jeżeli tam są warunki dobre dla ciebie, to będziesz się rozwijać. Ale jak zaglądniemy w niesporczaki głębiej, a konkretnie w ich geny, to okazuje się, że pomimo że one wyglądają podobnie, to różnią się genetycznie znacząco i wcale nie jest tak, że wszystko jest wszędzie. Są oczywiście gatunki kosmopolityczne, które występują na całym świecie, ale w większości wypadków to jednak są gatunki, które mają swoje lokalne rozmieszczenia, czyli mamy takie odpowiedniki misiów koala czy białych niedźwiedzi polarnych wśród niesporczaków i to udało nam się pokazać, zbierając materiał z całego świata, potem go analizując genetycznie.
K.G.: I o czym to nam mówi? O tym, że ta ewolucja jednak zachodziła, prawda? I się różnicowały w zależności od tego, gdzie mieszkały.
Ł.M.: Tak, to jest kolejny element ich życia, który trochę zbliża je do nas, do większych zwierząt. A to, jak organizmy mogą kolonizować nowe środowiska, bardzo wpływa na to, jak mogą się różnicować, więc ma to dość duże znaczenie dla takich linii ewolucyjnych.
K.G.: A jakie najdziwniejsze nazwy niesporczakom nadaliście? Bo to zawsze jest zabawa.
Ł.M.: To zawsze jest zabawa, tak. Najdziwniejsza, hm…
K.G.: Albo najbardziej znaczące, twoje ulubione.
Ł.M.: To może bardziej ulubione, bo to właśnie czy najdziwniejsze, czy znaczące, to zależy, kto to ocenia.
K.G.: Takie, co inni badacze, jak czytają w publikacji, to mówią tak: „whaaat”?
Ł.M.: Myślę, że nasze środowisko jest dość przyzwyczajone do fantazji, więc może aż tak bardzo nie, ale jednym z takich moich ulubionych gatunków jest gatunek, który nazwałem na cześć Madonny. Pierwotnie znajdował się w rodzaju Echiniscus, więc nazywał się Echiniscus madonnae.
K.G.: Jest tutaj w gabinecie trochę…
Ł.M.: Jest, jest, tak.
K.G.: Trochę pewnych elementów, które mogą wskazywać na to, że słuchasz Madonny.
Ł.M.: Także jestem wielbicielem jej sztuki, tak. Madonna ma pewne rzeczy też wspólne z niesporczakami: jest niewielkich rozmiarów i jest bardzo wytrwała, no bo wytrwać w show biznesie ponad cztery dekady to jest wyczyn jednak. Przesadziłem?
K.G.: Nie, bo ja sobie wyobraziłam jednak Madonnę i tę buźkę niesporczaka obok siebie i pomyślałam, że jak na fana to tak… No dobra, OK, ale faktycznie jest ona…
Ł.M.: Tak, więc mamy niesporczaka, który jest nazwany pierwotnie Echiniscus madonnae, potem trafił do innego rodzaju Barbaria, który z kolei nazywaliśmy na cześć profesor Barbary Węglarskiej, która prowadziła badania nad niesporczakami w ubiegłym wieku, właśnie tutaj na UJ.
K.G.: A kiedy ty się zakochałeś w niesporczynce swojej pierwszej?
Ł.M.: W pierwszej niesporczynce? Właśnie pierwszą niesporczynkę pokazała mi profesor Węglarska i to był rok 2000, więc prekambr z obecnej perspektywy. Starałem się chodzić na wszystkie zajęcia, byłem pilnym studentem i zoologia bezkręgowców była na pierwszym roku. Bardzo mi się podobała, ale z jakichś powodów, już nie pamiętam, czy byłem chory, czy miałem jakiś wyjazd, ominąłem wykład, kiedy były niesporczaki. A to były takie czasy, że o niesporczakach praktycznie się nie wiedziało. Nawet studenci biologii właśnie niekoniecznie o nich słyszeli, a już nie mówiąc o ludziach spoza akademii, spoza biologii. I ja nawet nie wiedziałem, że one są. I potem, kiedy przygotowywałem się do egzaminu, wziąłem podręcznik i zobaczyłem zaledwie półtorej chyba strony o niesporczakach i tak pomyślałem sobie wow, ale niesamowite zwierzęta, no coś wspaniałego, pewnie nigdy takiego nie zobaczę na żywo. Pewnie żyją gdzieś nie wiadomo gdzie. I potem okazało się, że jest na naszym wydziale emerytowana już profesor Węglarska i w zasadzie nie ma nikogo, kto by mógł kontynuować przygodę z niesporczakami, więc ja jak się tylko dowiedziałem, to do niej pobiegłem i ona powiedziała: „Tak? A chce pan zobaczyć niesporczaka?”. No pewnie, że chcę! I wtedy zobaczyłem i to było po prostu tak.
K.G.: To było to!
Ł.M.: Od razu, tak.
K.G.: Miłość od pierwszego wejrzenia. Fantastyczne. Czyli już 25 lat się nimi zajmujesz? Jak to brzmi, o Boże. Przepraszam!
Ł.M.: Ćwierć wieku, tak, tak. Ja w głowie mam 35 lat albo mniej, a tak naprawdę znacznie więcej.
K.G.: Dla mnie 2000 to ciągle był niedawno, więc…
Ł.M.: Dokładnie, tego się trzymajmy.
K.G.: Pozdrawiamy wszystkich słuchaczy, którzy czują podobnie. Piszcie w komentarzach, wpisujcie miasta: 2000 był niedawno, tego się trzymamy. Ale w ogóle Polska jest bardzo mocnym ośrodkiem badania niesporczaków, prawda? Bo też w Poznaniu jest kolega po fachu, którego nazwisko mi teraz umknęło…
Ł.M.: Łukasz Kaczmarek.
K.G.: Właśnie. Dużo gatunków w Polsce zostało odkrytych. Przez polskich naukowców, może nie w Polsce, co przez polskich naukowców.
Ł.M.: Tak. Tak się akurat złożyło, że z Łukaszem naszą przygodę zaczęliśmy w podobnym czasie. On jest rok starszy ode mnie, ja właśnie wtedy zaczynałem drugi rok, on zaczynał trzeci rok biologii w Poznaniu i tak jakoś się spiknęliśmy i zaczęliśmy wspólnie działać i całkiem nieźle nam to wychodziło.
K.G.: Czyli współpracujecie, a nie że jest wielka wojna między dwoma ośrodkami teraz niesporczakologów?
Ł.M.: Tak, teraz każdy z nas ma swój własny zespół. Jest też jeszcze zespół w Katowicach, który zajmuje się bardziej rzeczami anatomicznymi. Tak jak powiedziałem wcześniej, my zajmujemy się ewolucją niesporczaków. Łukasz teraz bardziej interesuje się kryptobiozą, więc jakbyś chciała się więcej na ten temat dowiedzieć, to warto z nim porozmawiać. I fakt, na świecie jest kilka mocnych ośrodków. To Włochy, tam jest długa tradycja badań nad niesporczakami, bo typ niesporczaki, Tardigrada, został nazwany przez Lazzaro Spallanzaniego, Włocha. Niesporczaki pierwszy raz zobaczył Niemiec i nazwał je po niemiecku małym wodnym niedźwiadkiem, ale to była nazwa potoczna już od początku, bo po prostu tak mu przypominały. Natomiast Lazzaro Spallanzani podszedł troszeczkę bardziej formalnie do tematu i zauważył, że niesporczaki względem wszystkich innych mikroorganizmów dookoła poruszają się bardzo powoli, jakby miały wyłożone na wszystko, nie przejmowały się, inni tam pędzą dookoła, one sobie idą spokojnie. Więc nazwał je właśnie il tardi grado, czyli wolno kroczący, i tamta historia…
K.G.: Stąd Tardigrada.
Ł.M.: Stąd Tardigrada, nazwa oficjalnie typu. I dlatego też Włosi mają długą tradycję badań. Tam są dwa mocne ośrodki, jeden na północy, drugi na południu. Jest też zespół duński, Japończycy, kilka zespołów w Stanach, ale my nie mamy się czego wstydzić, dlatego że właśnie w Polsce mamy trzy zespoły i to, czym możemy się pochwalić, jedna z rzeczy, którą możemy się pochwalić, to to, że co piąty obecnie znany niesporczak został opisany przez Polaków.
K.G.: To jakiś nadwiślański jeszcze trzeba, taki gatunek nadać.
Ł.M.: Mamy gatunek nazwany na cześć, poszliśmy tutaj śladami Marii Skłodowskiej-Curie. Trzeba dobrze dobierać idoli. Właśnie wspomniany wcześniej rodzaj Macrobiotus, nazwany na cześć naszego kraju polonicus. Macrobiotus polonicus, czyli po polsku byśmy mogli powiedzieć wielkożytek polski.
K.G.: Piękne, piękne. Trzymam kciuki za kolejne oczywiście odkrycia, nie tylko samych gatunków, jak i, czy może nawet przede wszystkim tej historii ewolucyjnej, bo ona chyba jest gdzieś tam najciekawsza w tym wszystkim. Ta wielka opowieść o historii życia na Ziemi.
Ł.M.:
Dokładnie, tym bardziej, że nie wiemy, co z tego wyniknie.
K.G.: A no tak, bo ona trwa.
Ł.M.: Ona trwa i możemy się dowiedzieć takich rzeczy, które właśnie teraz wydają się być tylko po prostu wiedzą, a kiedyś być może będą podstawą nowej technologii. You never know.
K.G.: You never know. Profesor Łukasz Michalczyk, dziękuję bardzo.
Ł.M.: Dziękuję bardzo.
Pracuje w Instytucie Zoologii i Badań Biomedycznych na Wydziale Biologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Bada mechanizmy ewolucji życia, koncentrując się na roli rekombinacji genetycznej i doboru płciowego w kształtowaniu różnorodności biologicznej. W swoich badaniach wykorzystuje głównie niesporczaki (Tardigrada), mikroskopijne zwierzęta znane z niezwykłej odporności i globalnego zasięgu. Łączy metody taksonomii integratywnej z zaawansowaną bioinformatyką, angażując jednocześnie studentów i młodych naukowców we wspólne projekty badawcze.