![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/1542/image_eIn2130vB85fAo5.jpg)
Celotna raznolikost oblik adaptivnih reakcij živih organizmov je razdeljena na dve skupini. Instinkti so se razvili kot prilagoditve stalnim in občasnim okoljskim pojavom.
Druga skupina združuje vrste vedenja, ki so jih živali zasledile v posameznikovem življenju, natančneje, da jih je vsaka zver razumela in trpela s svojim umom. Te reakcije pomagajo telesu, da se prilagodi nepričakovanim, hitro spreminjajočim se razmeram obstoja.
Obe obliki prilagoditvenih aktivnosti vključujeta zaporedne vrste ukrepov, katerih cilj je doseči koristne rezultate za organizme. Vendar se lahko programiranje takšnih ukrepov znotraj prirojene in pridobljene dejavnosti izvaja na različne načine.
Zlata jajca osa in polža Aplis
Praviloma nagonska dejavnost temelji na togih programih. Proučujoč življenje žuželk je izjemni francoski naravoslovec J. Fabre opozoril na zanimivo obliko nagonskega vedenja rumenokrilnega osa - sfeksa.
Na določeni stopnji razvoja teh osi se pod vplivom notranjih hormonskih sprememb in okoljskih dejavnikov (predvsem temperature zraka in dneva) začne zorenje jajčec. Treba jih je tudi odložiti. Ta stopnja vedenja mesojede osi je značilen primer nagonske dejavnosti.
Osi se začnejo s kopanjem določene oblike na osamljenem mestu. Nato odleti v lov na divjad, ki naj bi bila ličinki hrana, takoj ko se izležejo iz jajc. Igra za sfex je terenski kriket. Sfex zazna kriket in ga paralizira z močnimi bolečinami v živčnih vozlih. Če ga potegne do luknje, ga osip pusti blizu vhoda, sama se spusti v luknjo, da preveri situacijo.
Potem ko se prepriča, da v luknji ni nobenih tujcev, osel povleče tja svoj plen in na prsi odloži jajca. V luknjo lahko vleče še nekaj čričkov, da z njimi zapečati vhod. Potem odleti in se ne bo vrnila na to mesto.
Če natančno preučite vse faze obnašanja osa, boste opazili, da so vsi njegovi premiki razporejeni v skladu z edinstvenim programom, pod pogojem enega samega rezultata - odlaganja jajc. Znanstvenik J. Fabre je večkrat potisnil kriket nazaj, ki ga je osa pustila na vhodu med pregledom luknje. V tem primeru je po tem, ko je šla iz luknje in opazila, da je plen predaleč, spet pograbila, potegnila do vhoda in se spustila v luknjo, vendar spet sama. Osi je neumorno ponavljal vsa dejanja: povlekel je kriket, nato pa ga spustil, preveril minko, da se je po njej spet vrnil.
Vsak prejšnji rezultat svoje dejavnosti, usmerjen v doseganje mejničnega rezultata, v obnašanju osi določa razvoj naslednjega ukrepanja. Če osi ne prejme signala o uspešnem zaključku prejšnje faze, ne bo nikoli nadaljeval na naslednjo.
Vse to kaže, da se vedenje osi gradi na podlagi strogega programa. Sprožijo jo notranje potrebe, motivacija. Toda izvajanje programa določajo postopni in končni rezultati prilagajanja dejavnosti živali. Kaj je, kažejo naslednja opažanja. Ko je osa obzidala vhod, lahko dobesedno uničite njena prizadevanja pred njenimi očmi. Usoda jajčeca osi ne zanima več, saj je njegova misija končana.
Celoten program določajo dedni mehanizmi. Konec koncev se potomci osi nikoli ne bodo srečali s starši in se od njih ne bodo ničesar naučili. Vendar ti dedni mehanizmi začnejo veljati le ob prisotnosti določenih okoljskih dejavnikov. Če jih osi ne najdejo, recimo mehka tla za minke, se celotna veriga ukrepov zmede in zlomi. In potem umre celotna populacija osi v tem nesrečnem kraju.
Zdi se, da se gradijo vse oblike nagonske dejavnosti.To so potrdili znanstveniki, ki so na vseh celinah in v breznih morij in oceanov preučevali načine in navade krilatih, štirinožnih, luskastih, trnih, zemeljskih in drugih naših sosedov na planetu.
Čim širša je bila človeku razkrita raznolikost instinktivnega vedenja živali, bolj privlačno ga je privlačila največja skrivnost žive narave. Katere so notranje lastnosti telesnih nagonov? Po odprtju v letih 1951-1953. J. D. Watson, F. Crick in M. Wilkins o strukturi DNK so to vprašanje konkretizirali in zdaj zveni tako: kako so prirojeno vedenje kodirano v genih in kako ga obvladujejo?
![](http://nationalgreenhighway.org/img/kipm-2020/1542/image_PrDiUOjoyhYp3fPl7V6P4lf.jpg)
Najbolj živo in informativno je odgovorila na to vprašanje skupina ameriških nevroznanstvenikov, ki jo je vodil E. Candel. Pregledali so enako obliko vedenja pri morskih polžih aplizia kot pri sfexu - odlaganje jajc. Polaganje jajc aplizij, pravijo udeleženci teh poskusov, je vrvica, ki vsebuje več kot milijon jajc. Takoj, ko se mišice kanala hermafroditske žleze skrčijo, kjer pride do oploditve, se jajčeca začnejo potiskati ven, polž se preneha premikati in jesti. Poveča se njeno dihanje in srčni utrip.
Polž z usti zagrabi vrvico jajčeca in s premikanjem glave pomaga iz kanala, nato pa ga zvije v dlesen. Nazadnje žival s premikom glave pritrdi zidanje na trdno podlago.
E. Kandel in I. Kupferman sta v trebušnem gangliju (tj. Nabiranje nevronov) našla aplisijo, tako imenovane aksilarne živčne celice. Iz njih smo dobili izvleček in ga vnesli v telo drugih polžev. In izkazalo se je, da je bila moč nekaterih snovi iz tega ekstrakta nad obnašanjem mehkužcev tako velika, da so polži takoj začeli odlagati jajčeca, četudi njihova zrelost še ni prišla. Poleg tega so neplodni polži, prejeli takšen izvleček, ločili od rituala odlaganja jajc.
Znanstvenike zanimajo snovi, ki sestavljajo aktivni princip izvlečka aksilarnih celic. Izkazalo se je, da gre za 4 peptide (t.i. kratke verige aminokislin), od katerih se je eden imenoval GOY - hormon odlaganja jajc. Upoštevajte le, da to odkritje ni bilo popolno presenečenje. Med drugimi biološko aktivnimi snovmi se peptidi zdaj najbolj intenzivno preučujejo.
Navsezadnje ti drobni proteini, ki delujejo v zanemarljivih količinah, uravnavajo skoraj vse vitalne procese v telesu: prehrano, dihanje, izločanje, razmnoževanje, termoregulacijo, spanje itd. Število peptidov, izoliranih iz različnih tkiv, je že preseglo 500. Veliko jih je se sintetizirajo v živčnem tkivu in neposredno nadzorujejo vedenje.
Enaka je bila tudi vloga "aksilarnih" peptidov aplizie. Ameriški znanstveniki so v živčnem sistemu aplzije našli 7 nevronov, na katere imajo ti peptidi najmočnejši in selektivni učinek. Po mnenju biologov teh 7 celic deluje kot komandni nevroni. Z drugimi besedami, nadzorujejo preostale živčne celice aplisije, ki so del funkcionalnega sistema, ki zagotavlja odlaganje jajčec. V katerikoli aplozi začnejo te celice pod vplivom "aksilarnih" peptidov hkrati ustvarjati električne impulze, zvok njihovega "govora" v tem primeru pa je popolnoma drugačen kot v drugih primerih, ko ti nevroni oddajajo električni "glas".
Štirje peptidi iz aksilarnih celic so poleg lansiranja teh komandnih nevronov imeli tudi druge poklice, ki so bili tesno povezani zaradi enega končnega cilja - odlaganja jajc. En peptid upočasni srčni utrip. Druga prereže kanal hermafroditske žleze, tako da popkovnica izide. Tretji zatirajo polžji apetit, da neokusna mati ne poje na svojem potomstvu.
Iz reproduktivnega sistema kohleje F. Strumwasser in njegovi sodelavci so izolirali še dva peptida. Imenovali so jih peptid A in peptid B.Prav oni so prisilili aksilarne celice, da izločijo štiri opisane peptide. Zahvaljujoč temu odkritju so mehanizmi za zagon funkcionalnega sistema odlaganja jajc postali jasnejši.
Tako je bilo potrjeno, da so peptidi »združili« živčne celice v eno delovno združbo, iz skupine možnih nevronskih spojin pa izbrali tiste, ki so pod vplivom njihovega delovanja, in jih vključili v funkcionalne sisteme. Skupaj z nevroni peptidi združujejo tudi periferne celice v skupnost. Kot rezultat peptidno koordinirane aktivnosti tega celotnega ogromnega celičnega ansambla je dosežen rezultat uporabnega vedenja.
Zdi se, da je tukaj vse logično in premišljeno. Toda v resnici je zelo pomembno vprašanje ostalo nerešeno, dokler nevroznanstveniki niso začeli sodelovati z dešifriranimi geni.
Po čigavem vrstnem redu so začeli celotni štirje peptidi izločati aksilarne celice po strogem zaporedju? Pod delovanjem peptidov A in B? Seveda. Toda navsezadnje so te snovi le sprožile skrivnostni mehanizem v aksilarnih celicah. Kako torej deluje?
To vprašanje je zelo pomembno. Navsezadnje je bilo vredno tega zaporedja in sorazmernosti pri dodeljevanju peptidov in na tem je temeljilo, da je bilo zgrajeno trdo programiranje nagonskega vedenja aplizie, ki se je vsaj na nek način zlomilo in ne bi odlagala nobenih jajc. Očitno bi se to zgodilo tudi s sfeksom, kjer se ugiba tudi "rokopis" neke skupine peptidov.
Nevroznanstveniki so najprej predlagali in nato dokazali, da narava sinteze peptidov iz ene funkcionalne skupine zaupa en in isti gen ali vsaj več genov, vendar je tesno povezana s skupnostjo regulativnih mehanizmov.
Ameriški raziskovalci so z metodami genskega inženiringa za tri gene aplisije identificirali in v celoti vzpostavili nukleotidno zaporedje. Prvi so v strogo določenem zaporedju "natisnili" štiri peptide aksilarnih celic. Dva druga gena sta sintetizirala peptide A in B. Analiza nukleotidnega zaporedja teh genov je pokazala, da sta podvojena mesta. To pomeni, da vsi trije geni izvirajo iz iste predhodnice. Med evolucijo je bil verjetno mutiran. Na primer, število kopij tega gena se lahko poveča (podvoji). Zaradi novih mutacij, ki vplivajo na že na novo oblikovane gene, so začeli svojo evolucijo. Posledično je podvajanje genov z oblikovanjem novih peptidnih družin povzročilo povečanje števila telesnih funkcij, na primer prirojenih programov vedenja.
Težko je preceniti pomen tega dela za biologijo. Bilo je mogoče razviti in nadaljevati idejo o vlogi, ki tvori sistem za peptide. Postalo je jasno, kako posredujejo pri delovanju "splošnih zbiralcev" funkcionalnih genskih sistemov na različnih celicah. Evolucijska pot, ki vodi od genetskih mutacij do množenja in zapleta programov nagonskega vedenja, je postala jasnejša.
Ne glede na to, kako te hipoteze so bile mamljive, jih je treba še vedno potrditi na drugih živalih, razen aplisije. Šele takrat bi lahko govorili o univerzalnosti v naravi načela nadzora nad reakcijo celotnega telesa enega gena, ki kodira skupino funkcionalno povezanih peptidov. In to je že bilo storjeno.
Ameriški znanstveniki N. I. Tublitz in njegovi sodelavci so dokazali, da več med seboj povezanih genov kodira skupino peptidov, ki nadzorujejo končno stopnjo metamorfoze tobačnega molja - izstop žuželke iz lutke. Ta strog vedenjski program sproži en velik peptid. Sintetizira se v živčnem sistemu in se začne izpuščati v kri dve uri in pol, preden se izleže molj. Vzpenja se iz lutke, žuželka razširi krila. Trije drugi peptidi nadzorujejo te procese. Dva od njih prispevata k polnjenju krvnih žil, od koder se izliva v krvne žile kril in jih širi.Tretji peptid deluje na vezivno tkivo kril. Medtem ko se ravnajo, jim daje plastičnost, nato pa - konstantno togost.
V letih od 1980 do 1983 so v laboratorijih profesorja S. Numa (Japonska) in dr. P. Siburga (ZDA) vzpostavili zaporedje genskega tiska proteopreopiomelanokortina. V možganih to ogromno molekulo razrežejo encimi v več kratkih verig - peptidov. Preopopiomelanokortinski peptidi pri živalih in ljudeh tvorijo en sam funkcijski sistem. Vsi smo seznanjeni z njegovim delovanjem. Zahvaljujoč njej se naše telo odzove na močne in nepričakovane dražljaje z prirojeno reakcijo - stresom.
En peptid iz družine prepopiomelanokortina poveča izločanje glukokortikoidnih nadledvičnih hormonov. Ti pa povišajo krvni obtok v mišicah, povečajo njihovo kontraktilnost, povečajo glukozo v krvi. Drugi peptid spodbuja razgradnjo maščob. Zaradi glukoze in maščob se sprosti rezervna energija. Tretji peptid povečuje izločanje insulina in zagotavlja uporabo glukoze v tkivih. Četrti ugasne bolečino. Zato tudi hudih poškodb med vznemirjenjem, stresom ne opazimo takoj. Tako narava omogoča, da žive stvari v skrajnih razmerah dokončajo glavno stvar in nato naredijo "samozdravljenje". Nazadnje slednji peptid poveča pozornost in stopnjo budnosti možganov, kar je uporabno tudi v vseh življenjskih razmerah.
Resnično "zlata jajca" so znanstvenikom prinesla sfeks in aplizijo. J. Fabre je v zadnjem stoletju opazoval obnašanje mesojede osi, odkril glavne zunanje vzorce prirojenega vedenja. Po približno stoletju so ameriški nevroznanstveniki na splošno orisali molekularno genetski mehanizem, s katerim možgani hranijo in izvajajo programe prirojenega vedenja.
Vendar se je delo v tej smeri šele začelo. Dejansko vedenje sesalcev, ki je končni cilj vseh raziskav znanosti o možganih, pravzaprav ni nikoli tako težko označeno kot reakcije sfeksa, aplisije ali tobačnega molja. Pomen okoljskih dejavnikov, ki jih je opazoval J. Fabre med opazovanjem plenilske osi v nagonskem obnašanju toplokrvnih živali, je neprimerljivo večji. In zato so načela genskega nadzora bolj zapletena, bolj plastična in na nek način že drugačna.