Żaby

Regeneracja kończyn: żaby pokazują potencjał, ludzie mogą być następni

Szponiaste żaby afrykańskie: model do badań nad regeneracją

Szponiaste żaby afrykańskie są wyjątkowe wśród zwierząt ze względu na swoją zdolność do odrastania utraconych kończyn. Na wolności płazy te nie są w stanie regenerować złożonych kończyn jak ludzie, ale nowa eksperymentalna technika pomaga im zastąpić utracone części ciała, dając nadzieję, że regeneracja kończyn u ludzi może być kiedyś możliwa.

Koktajl pięciu leków

Naukowcy z Tufts University i Harvard University amputowali nogę dorosłej samicy żaby szponiastej afrykańskiej, a następnie pokryli kikuta specjalnym koktajlem pięciu leków. Leki zawierały hormony wspomagające wzrost nerwów i mięśni oraz inny lek zapobiegający wytwarzaniu przez organizmy żab kolagenu, który prowadzi do powstawania blizn.

Czapeczka BioDome

Aby pobudzić wzrost nowej nogi, naukowcy zastosowali silikonową czapeczkę zwaną „BioDome” na ranę każdej żaby. Czapeczka zawierała koktajl pięciu leków i naśladowała wypełniony płynem worek, w którym rozwijają się zarodki, tworząc środowisko sprzyjające regeneracji.

Proces trwający rok

Przez następny półtora roku dorosłe żaby odtworzyły funkcjonalną strukturę przypominającą nogę z nerwami, mięśniami, kośćmi i wypustkami przypominającymi palce u nóg. Zregenerowane kończyny nie były idealne, brakowało im paznokci i trochę błony pławnej, ale żaby były w stanie używać swoich nowych nóg do pływania.

Komórki macierzyste a regeneracja

Zwierzęta takie jak jaszczurki, które potrafią regenerować kończyny, wykorzystują komórki macierzyste na końcu rany, aby odbudować utracony wyrostek. Szponiaste żaby afrykańskie, podobnie jak ludzie, nie mają takiej zdolności, ale leki i czapeczka BioDome wydają się aktywować uśpione zdolności regeneracyjne u tych zwierząt.

Potencjał regeneracji kończyn u ludzi

Sukces eksperymentu z żabami szponiastymi afrykańskimi dał naukowcom nadzieję, że regeneracja kończyn u ludzi może być możliwa w ciągu kilku dekad. Naukowcy uważają, że integracja inżynierii biomedycznej i biologii doprowadzi do nowych osiągnięć, które uczynią to rzeczywistością.

Wyzwania i przyszłe badania

Chociaż wyniki badań z udziałem żab szponiastych afrykańskich są obiecujące, naukowcy przyznają, że zastosowanie tej techniki u myszy będzie wiązało się z nowymi wyzwaniami. Myszy mają inny układ odpornościowy i proces gojenia ran niż żaby, więc leki i czapeczka BioDome mogą wymagać modyfikacji.

Pomimo tych przeszkód naukowcy są optymistami, że ich praca ostatecznie doprowadzi do powstania terapii, które pomogą ludziom regenerować utracone kończyny. Wierzą, że zdolność do odrastania złożonych struktur, takich jak kończyny, miałaby głęboki wpływ na życie osób, które doznały amputacji lub innych urazów kończyn.

Słowa kluczowe typu long tail

W jaki sposób czapeczka BioDome naśladuje środowisko owodni? Czapeczka BioDome to silikonowa czapeczka zawierająca mieszankę pięciu leków. Jest zaprojektowana tak, aby naśladować wypełniony płynem worek, w którym rozwijają się zarodki, tworząc środowisko sprzyjające regeneracji.
Jakie są przeszkody w zastosowaniu techniki regeneracji kończyn u myszy? Myszy mają inny układ odpornościowy i proces gojenia ran niż żaby, więc leki i czapeczka BioDome mogą wymagać modyfikacji, aby były skuteczne u myszy.
Kiedy naukowcy spodziewają się, że regeneracja kończyn u ludzi stanie się możliwa? Naukowcy uważają, że regeneracja kończyn u ludzi może być możliwa w ciągu kilku dekad. Uznają jednak, że zanim stanie się to rzeczywistością, należy pokonać jeszcze wiele wyzwań.

Innowacje godowe w świecie płazów

W sferze zachowań zwierząt żaba nocna z Bombaju wyróżnia się niezwykłą strategią godową. Naukowcy niedawno odkryli nową pozycję godową, znaną jako „nowy dosiad grzbietowy”, u tego fascynującego gatunku płazów. To wyjątkowe zachowanie odróżnia żabę nocną z Bombaju od zdecydowanej większości innych gatunków żab, które zazwyczaj stosują tylko sześć innych strategii godowych.

„Nowy dosiad grzbietowy”

W porze monsunowej samce żaby nocnej z Bombaju zakładają swoje terytorium na gałęziach, liściach lub skałach zwieszających się nad górskimi potokami. Śpiewają serenady pobliskim samicom, mając nadzieję na zwabienie partnerki. Kiedy samica się zbliża, odwraca się do samca plecami i opiera tylne nogi na jego pysku. Następnie samiec wspina się na nią i chwyta powierzchnię, na której siedzą.

Ta niezwykła pozycja pozwala samcowi złożyć spermę na grzbiecie samicy, a jednocześnie zapewnia mu pewny chwyt, aby utrzymać swoją pozycję podczas procesu godowego. Samica zazwyczaj pozostaje w tej pozycji przez kilka minut, zanim wygnie grzbiet i odepchnie samca. Następnie składa jaja i siedzi na nich, aż zostaną zapłodnione przez spermę.

Znaczenie ewolucyjne

Pozycja godowa „nowego dosiadu grzbietowego” jest wysoce niezwykła w świecie płazów. Uważa się, że wyewoluowała jako adaptacja do specyficznych warunków środowiskowych pasma górskiego Ghaty Zachodnie w Indiach, gdzie żyje żaba nocna z Bombaju. Wilgotne i deszczowe warunki podczas pory monsunowej mogły sprzyjać rozwojowi tej unikalnej strategii godowej, która pozwala samcowi żaby utrzymać stabilną pozycję podczas składania spermy.

Nawoływanie samic i jego cel

Oprócz charakterystycznej pozycji godowej żaby nocne z Bombaju wykazują inne niezwykłe zachowanie: nawoływanie samic. Chociaż samice żab zazwyczaj nie nawołują, zaobserwowano, że ten gatunek wydaje odgłosy, chociaż jest to stosunkowo rzadkie zjawisko. Naukowcy uważają, że nawoływanie samic może służyć kilku celom, takim jak informowanie samców, że są gotowe do złożenia jaj lub wskazywanie ich lokalizacji.

Obawy dotyczące ochrony

Pomimo swoich unikalnych zachowań godowych, żaby nocne z Bombaju stoją w obliczu poważnych wyzwań związanych z ochroną. Ich niewielki i rozczłonkowany zasięg występowania wynoszący około 7700 mil kwadratowych doprowadził do ich klasyfikacji jako „zagrożonych” przez Międzynarodową Unię Ochrony Przyrody (IUCN). Wylesianie, poważne zagrożenie dla płazów na całym świecie, jeszcze bardziej pogarsza sytuację tych żab.

Znaczenie podstawowych badań historii naturalnej

Badania nad zachowaniami godowymi żaby nocnej z Bombaju i innych gatunków podkreślają znaczenie podstawowych badań historii naturalnej. Zrozumienie różnorodności adaptacji godowych i strategii rozrodczych ma kluczowe znaczenie dla wspierania działań na rzecz ochrony. Zdobywając wgląd w zwyczaje godowe tych zwierząt, naukowcy mogą opracowywać bardziej skuteczne strategie ochrony i zachowania ich populacji.

Wniosek

Żaba nocna z Bombaju, ze swoją wyjątkową pozycją godową „nowego dosiadu grzbietowego” i zachowaniem nawoływania samic, jest świadectwem niezwykłej różnorodności świata przyrody. Wyzwania związane z ochroną, przed którymi stoi ten gatunek, podkreślają, jak ważne jest ochrona i zachowanie tych fascynujących stworzeń dla przyszłych pokoleń.

Regeneracja kończyn: żaby pokazują drogę, ludzie wkrótce pójdą w ich ślady