Ford Brian Czujące istoty odczuwających istot. Świat roi się od poruszających się, reagujących i komunikujących się ze sobą organizmów: zwierząt i roślin. Nie ulega wątpliwości, że oprócz pięciu zmysłów, u ludzi występują inne poziomy czucia, na które najczęściej nie zwracamy uwagi. Także nauka nie przyznała im prawa do istnienia. Jednakże odczucia podświadome znane są wielu ludziom, np. budzimy się na pięć minut przed dzwonkiem budzika albo odwracamy głowę, by spojrzeć na osobę, której wzrok czujemy na sobie. W ciągu życia odbieramy wiele ostrzegawczych sygnałów, które nie dziwią nas specjalnie, choć jak dotąd ich interpretacja nie ma naukowego uzasadnienia. Uważaliśmy do niedawna, że niemowlęta są przez miesiące zawieszone w nierealnej rzeczywistości, ale obecnie staje się jasne, że od momentu uwolnienia się z łona obserwują otoczenie, a płód znajdujący siew macicy reaguje oznakami stresu na dźwięki i ból. Kiedy skaleczysz się w morzu kawałkiem szkła, odczujesz ból tylko wtedy, gdy zauważysz zranienie. Do tego momentu nawet głęboka rana pozostaje „cicha". Zasada ta może jednak funkcjonować także w drugą stronę. Chłopiec z poobijanym kolanem będzie płakał i poszukiwał opiekuńczej osoby, lecz jeśli nie znajdzie się nikt chętny do okazania mu współczucia, płacz ustaje i dziecko zachowuje się tak, jakby się nic nie stało. Na widok nieznanej, poruszającej się, mechanicznej zabawki małpka ucieka do swojej matki, jednak nie pozostaje przy niej długo. Gdy tylko dzięki kontaktowi z rodzicielką uspokaja się, nabiera śmiałości i przygotowuje się do zbadania „najeźdźcy". Wiele żywych istot napotyka codziennie rozmaite problemy; wszystkie stworzenia starają się te problemy rozpoznać i odnaleźć właściwe ich rozwiązanie. Dotyczy to także kolonii os, których gniazdo uległo zniszczeniu, a nawet larw chruścików, których domek został uszkodzony. Małpy człekokształtne, które znajdują się na wyższym poziomie ewolucyjnym, z uwagą manipulują przedmiotami i poszukują dla nich nowych zastosowań. Procesy myślowe tych zwierząt podobne są do naszych. Renę Descartes wprowadzając teorię negującą obecność procesów psychicznych u stworzeń niższych od człowieka, obstawał przy twierdzeniu, że zmysły zwierząt są po prostu środkami mechanicznego reagowania organizmu na bodźce zewnętrzne. U źródeł filozofii kartezjańskiej leżało mocno ugruntowane w owym czasie przeświadczenie, że każdy przejaw fizycznego świata, od zjawisk takich jak grawitacja i magnetyzm, do rozmaitych przejawów życia, można wyjaśnić mechanicystycznie. Myślenie było w tej koncepcji silnie związane z możliwością mówienia. Słowo było właściwie jedynym znakiem i widomą wskazówką istnienia myśli. Pogląd ten mocno wspierał mechanicystyczną wizję życia, mimo znanych przykładów osób, które (na skutek upośledzenia) nie były w stanie mówić, lecz wiele sygnałów wskazy- 22 wało na to, że ich myślenie nie było zakłócone. Wielu współczesnych filozofów wciąż j eszcze kusi mechanicyzm. Biolodzy molekularni są zaś przeświadczeni, że gdy mechanicznie rozszyfrowują chemiczną budowę organizmów, staną wobec istoty fenomenu życia. Jestem przekonany, że taki jednostronny pogląd jest nie do utrzymania. Biologia molekularna nie jest właściwą nauką, lecz narzędziem. Oczywiście, jest ona niezwykle ważnym składnikiem metody analitycznej, ale nigdy nie ukaże, w jaki sposób oddziałują na siebie organizmy, tworząc wspaniale funkcjonującą całość. Czy nasze zmysły są unikatem? Podstawowe pięć zmysłów, które posiadamy, są jedynie pewną częścią występujących u organizmów żywych. Można np. powiedzieć, że człowiek ma dobrze rozwinięty zmysł smaku, ale ośmiornica wyczuwa wrażenia smakowe 100 razy precyzyjniej. Mamy też niezły zmysł powonienia, lecz u psa jest on 1000 razy wrażliwszy. Możemy widzieć w słabym świetle, ale oko delfina ma 7000 razy więcej komórek światłoczułych. Jesteśmy zdolni dostrzec nieznaczny ruch, lecz karaluch jest 100 tys. razy bardziej wrażliwy na odbiór wibracji powierzchni. Nasz odbiór słuchowy zanika przy dźwiękach poniżej 50 cykli na sekundę (czyli herców, skrót Hz). Gigantyczne zwierzęta, jak wieloryby czy słonie, potrafią się porozumiewać na znaczne dystansy przy użyciu niedostępnych dla nas infradźwięków. Nawet ośmiornica i mątwy mogą odbierać dźwięki o częstotliwości poniżej 10 Hz. Obserwując kwiaty w ogrodzie pszczoła dostrzega wzory, o których nie mamy nawet pojęcia. Niektóre spośród zmysłów człowieka funkcjonują bez udziału świadomości. Ludzie mogą podświadomie przekazywać ledwo uchwytne komunikaty o ogromnej sile. Z tego właśnie powodu zawiodła tradycyjna metoda testowania leków. Metoda ta polega na stosowaniu przez lekarza dwóch rodzajów tabletek: właściwego leku i tzw. placebo, tabletek identycznych jak lek pod względem wyglądu, lecz zawierających obojętny związek chemiczny. W trakcie testowania nowego preparatu połowie ochotników daje się prawdziwy lek, a drugiej połowie placebo. Okazało sięjednak, że metoda ta nie jest całkowicie pewna. Testy na ochotnikach przynosiły wspaniałe efekty, które nie znajdowały potwierdzenia w badaniach klinicznych. Gdy ustalono przyczynę, informacja ta zrewolucjonizowała praktykę medyczną. Wyszło bowiem na jaw, że lekarze nieświadomie sygnalizowali pacjentom, która tabletka jest właściwa, bezwiednie zmieniając postawę ciała i mimikę, poprzez ruch 23 ręki czy nieznaczne mrugnięcie okiem. W wyleczeniu pacjentów, którzy dostawali prawdziwy lek, odgrywał rolę nie sam specyfik, lecz także sfera psychiczna (czuli się pewniejsi i spokojniejsi). Dlatego też wymyślono tzw kontrolowane próby — podwójnie ślepe. Są one kontrolowane, ponieważ tyle jest placebo, ile rzeczywistych tabletek. Nazwa podwójnie ślepa próba pochodzi od dwustopniowej procedury, którą stosuje badacz. Najpierw za pomocą specjalnego kodu zostają oznaczone tabletki normalne i placebo. Następnie wręcza sieje trzeciej osobie, a dopiero ta przekazuje je pielęgniarce, która opiekuje się badanymi chorymi. Procedura ta uniemożliwia podświadome sugerowanie pacjentom właściwości tabletki. Dla mnie znaczący jest sam fakt, że człowiekowi udało się zinterpretować, czy podawana tabletka jest prawdziwym lekiem, czy też nie. Nie wiadomo natomiast, czy mamy tu do czynienia z jakimś odrębnym zmysłem postrzegania, a jeśli tak, nie wiemy, jak mógłby on funkcjonować. W powyższym przykładzie wiele wysiłku włożono w to, by ów hipotetyczny zmysł wytłumić. Interesujące mogłoby być natomiast jego uaktywnienie dla osiągnięcia np. pożytecznych dla człowieka celów. O procedurze z placebo dowiedziałem się w trakcie badań laboratoryjnych, kiedy byłem początkującym pracownikiem naukowym. Podkreślano wówczas, że musimy uważać, by pacjenci nie zorientowali się, czy nie mają do czynienia z placebo. Wydaje się jednak, że przeciwne działanie mogłoby być znacznie bardziej intrygujące: zamiast tłumić reakcj ę pacj enta, można by spróbować j ą wzmocnić. Przecież w opisanym powyżej badaniu o skuteczności leku decydowały czynniki po-zalekowe. Dlaczegóżby nie wykorzystać ich dla dobra ludzkości? Powinniśmy zrozumieć działanie ukrytego zmysłu, który pozwala na recepcję bodźców tak silnych, że mających siłę uzdrawiającą. Spotkamy się na stronach tej książki z wieloma obserwacjami, których wyniki ukazują specyficzne rodzaje zmysłów roślin i zwierząt. Rośliny wyraźnie reagująna bodźce środowiskowe, a wiele z nich porusza się pod wpływem dotyku, ma to miejsce u osiki, a również u posłonki pospolitej i groszku. Spotkamy się też z owadami, które podejmują decyzję, i rozwiązującymi problemy pająkami. Zwierzęta mogą porozumiewać siew niecodzienny sposób, a wiele form żywych w istocie posługuje się zrozumiałym dla siebie wzajemnie językiem. Wiele zwierząt uczy języka swoje potomstwo. Na przykład młoda zięba nigdy w pełni nie nauczy się śpiewu, jeśli nie ma kontaktu z rodzicami. W dalszej części książki zaprezentuję argumenty na rzecz tezy, że młode zwierzęta, aby normalnie się rozwinąć, muszą być w określonym czasie stymulowane specyficznymi bodźcami. Informacja ta istotna jest dla dzisiejszych rodziców, którzy w pogoni za pieniędzmi zaniedbują dzieci, po- 24 zostawiając je grom komputerowym. Potrzeba nabywania indywidualnych doświadczeń może mieć nieoczekiwane konsekwencje. Wiadomo, że człowiek wyposażony jest w repertuar gestów i ruchów, które oznaczają określone stany emocjonalne. Wiele zwierząt ma analogiczne zdolności. Możemy intuicyjnie zrozumieć postawę wyrażającą strach lub podporządkowanie się (poddanie) zwierzęcia domowego. Ale zwierzę to przekazuje nam komunikat, traktując nas jak przedstawicieli własnego gatunku, nie wiedząc nic o niezwykle złożonej, pełnej niuansów społeczności ludzkiej. W społeczeństwie człowieka symboliczne zachowania mają często arbitralny i uwarunkowany kulturowo charakter. Na przykład na Bałkanach tradycyjnie utrwalonym gestem potwierdzenia („tak") jest kręcenie głową, podczas gdy przeczenie („nie") określa się kiwnięciem - pochyleniem głowy w dół. Kiedyś, w Bułgarii, musiałem zabrać swoją córkę do kliniki. Badał ją lekarz, który utrzymywał z dumą, że zna angielski. Specjalista ów pochylił się nad dzieckiem i spytał o powód wizyty. „Ucho", odpowiedziała nerwowo córka. Specjalista spojrzał, ujął w dłoń płatek ucha i pociągnął do dołu. „Boli?" -zapytał. Odpowiedzią było skinienie głową. Lekarz nacisnął miejsce tuż pod uchem. Ponownie zapytał „Boli?" i odpowiedzią było pełne cierpienia skinienie. W końcu, z wzrastającą pewnością siebie specjalista nacisnął za uchem. Na kolejne pytanie, jak wyżej, padła taka sama odpowiedź. „Dobrze -rzekł doktor. — Ucho jest w porządku". Musiałem wytłumaczyć, że gest skinienia głową oznaczał tu odpowiedź twierdzącą, nie zaś przeczącą. W rzeczywistości w uchu moj ej córki wytworzył się bolesny stan zapalny. Problem porozumiewania się z lekarzem polegał na odmiennej dla przybysza z Europy Zachodniej interpretacji komunikatów — tzw. mowy ciała. Wiele elementów owej „mowy" u człowieka nie ma charakteru instynktowego, lecz wyuczony. Natura i wychowanie Wciąż nie wiemy dokładnie, w jakim stopniu nasze zachowanie się jest odziedziczone, a w jakim wyuczone. Kwestia ta ma znaczenie fundamentalne. Wiemy, że obecnie naukowcy poszukują genów warunkujących skłonności przestępcze czy homoseksualne. Przekonanie, że wszystko zawarte jest w genach, których program realizuje się z nieuchronnością i pewnością programu komputerowego, doskonale pasuje do już wcześniej charakteryzowanej atmosfery intelektualnej naszej epoki. Jest to przejawem starej kontrowersji: Natura czy 25 wychowanie (kultura). Problem ten można by sprowadzić do pytań: Czy zostaliśmy uformowani w określony sposób przez biologię, czy to co nabyliśmy, pozyskaliśmy dzięki nauce? Myślę, że ta zagadka ma jednak rozwiązanie. Sfera genetyczna i doświadczenie (uczenie się) są ze sobą ściśle powiązane. Doświadczenie może przyczynić się do uaktywnienia lub zahamowania programu genetycznego, ale i samo doświadczenie (np. zdolność do uczenia się) ma genetyczny komponent. Można powiedzieć, że nie istnieje sprzeczność (jak dawniej sądzono) między naturą i wychowaniem (kulturą), lecz raczej między wychowaniem natury i naturą wychowania. Wyraża to nieograniczoną liczbę rozmaitych czynników, które na nas oddziałują. Możemy co prawda poznać naszą genetyczną naturę, ale uświadamiamy sobie, że jej aktualizacja zależy w znacznym stopniu od naszych doświadczeń. Sieć połączeń-impulsów jest tu tak skomplikowana, że układ „prosty bodziec-prosta reakcja" nie jest możliwy. W tej niezmierzonej plątaninie funkcjonują procesy decyzyjne, tu też rodzi się wolna wola. Narządy zmysłów Zróżnicowanie zmysłów w świecie ożywionym jest ogromne. Mają je i rośliny, i zwierzęta. Mikroskopijne jednokomórkowce reagująna otaczający świat dzięki organellom, podczas gdy wyższe zwierzęta obdarzone są organami (narządami) zmysłów. Bodziec zewnętrzny wywiera wpływ na organ i zostaje zamieniony w impuls nerwowy. Ten ostatni zostaje przekazany do mózgu i tam zinterpretowany. Wiele organów zmysłów dokonuje wstępnej interpretacji bodźca. Siatkówka może odrzucić bodźce linii prostych i kątów, a ucho wysokie i niskie częstotliwości. Sygnały te zostają zintegrowane przez mózg w jednorodne doświadczenie otaczającego świata, odczucie lub impresję. Co to są zmysły? Jak funkcjonują ich narządy? Filozof grecki Arystoteles (384—322 p.n.e) wyróżnił pięć zmysłów: słuch, wzrok, węch, smak i dotyk. Zapach i smak są dwoma biegunami spektrum tego samego zmysłu powonienia, podczas gdy dotyk ma wiele klas, takich jak odczucie ciśnienia, temperatury i fizycznego kontaktu. Nieprzyjemne wrażenie odbierane poprzez ten zmysł to ból. Organy, które wspólnie określają pozycję ciała noszą nazwę propioreceptorów (położenie tułowia, kończyn itd.). W uchu znajduje się organ kontrolujący ruch i równowagę ciała. Istnieją także specyficzne struktury wpływające na zachowanie się, jak ośrodek głodu, pragnienia i zmęczenia. 26 Słuch Kiedy mowa o uchu, pierwsze co przychodzi na myśl to jego zewnętrzna część. Skórzasta małżowina nosi nazwę muszli i przeznaczona jest do zbierania dźwięków i nakierowywania ich do otworu usznego. Stąd prowadzi kanał słuchowy długości 3 cm. Najważniejsza, odpowiadająca za jego funkcjonowanie część ucha, ukryta jest głęboko, w kości skroniowej. Ucho środkowe wzmacnia dźwięk i przekazuje go do ucha wewnętrznego, gdzie znajduje się właściwy narząd słuchu i równowagi. Na końcu kanału słuchowego mieści się błona bębenkowa - cienka błona łącznotkankowa, która drga pod wpływem fali dźwiękowej. Błona bębenkowa nie tylko wyłapuje dźwięk, ale zamienia go w formę mechaniczną. W błonie tej znajduje się jamka głębokości około 15 mm, która łączy się z nosogardzielą wąskim kanałem, zwanym trąbką Eustachiusza. Nazwa ta pochodzi od odkrywcy tej struktury, włoskiego anatoma Bartolomeo Eusta-chio (1520-1574). Trąbka powstaje z przekształcenia otworów skrzelowych, występujących początkowo u embriona ludzkiego (widomy dowód na to, że pochodzimy od organizmów wodnych) i ma za zadanie wyrównywanie ciśnienia powietrza po obu stronach błony bębenkowej. W komorze ucha środkowego znajdują się trzy luźno powiązane ze sobą kostki: młoteczek, kowadełko i strzemiączko. Przekazują one dźwięk do okienka owalnego, czyli do błony pokrywającej otwór w uchu wewnętrznym, a następnie do ślimaka, spiralnej struktury kostnej, wypełnionej en-dolimfą. W ślimaku znajdują rzędy komórek rzęsatych, zakończonych włoskami. Jest to właściwy narząd słuchu, zwany narządem Cortiego, od włoskiego odkrywcy Bonaventury Cortiego (1729—1813). Pod wpływem przekazywanego dźwięku włoski aparatu Cortiego poruszają się, powodując w konsekwencji impulsy nerwowe przekazywane do nerwu słuchowego. U każdego człowieka istnieje inna zdolność słyszenia, tzn. różne osoby mogą odbierać nieco różne dźwięki. Dolna granica słyszalnej częstotliwości ciągłego dźwięku wynosi około 50 Hz (jest to przydźwięk obwodu elektrycznego). Dzieci mogą słyszeć dźwięki o częstotliwości około 20 tys. Hz (niektóre z nich - nawet jeszcze wyższe), brzmiące jak wysokie syczenie. Ucho dorosłego człowieka wykazuje największą wrażliwość na dźwięki o częstotliwości 400-8000 Hz i może ono wykryć różnicęrzędu 0,03% częstotliwości. Ucho ludzkie jest bardzo wrażliwe na zmianę głośności. W przedziale częstotliwości 1000-3000 Hz wychwytuje ono zmianę wartości jednego decybela. Różne dźwięki czasem zmieniają jakość słyszenia. Na 27 przykład, duża głośność wywołuje nawet wrażenie dźwięku nie istniejącego w rzeczywistości. Dzieje się tak, ponieważ następuje przeładowanie systemu - stąd efekty chrypienia czy trzaskania, jakie słyszymy czasem z głośnika taniego radia nastawionego na pełny regulator. Głośność wpływa także na naturę słyszanego dźwięku. Po gwałtownym zwiększeniu głośności, błona bębenkowa nie może nadążyć za wzrostem amplitudy wibracji i dźwięk odbierany jest jako niższy niż w rzeczywistości. Zmniejszenie to może sięgać nawet jednego tonu. Zasada ta dotyczy jednak tylko czystych dźwięków i nie występuje, gdy mają one charakter mieszany (czyli gdy odbieramy także normalne tło akustyczne codziennego życia). Innym rodzajem modyfikacji słyszenia jest tzw. maskowanie, utrudniające słyszenie cichszych dźwięków w tle akustycznym. Nieświadomą adaptacją do maskowania jest podnoszenie głosu w czasie rozmowy z kimś w gwarnym otoczeniu. Upośledzenie słuchu, czyli głuchota, niekoniecznie prowadzi do kompletnego braku odbioru bodźców dźwiękowych. Jest to dość popularna bolączka. W USA różny stopień głuchoty występuje u 20 min ludzi. Większości z nich mogą pomóc specjalne aparaty, a tylko u 2 min osób głuchota jest zupełna. Istnieją cztery podstawowe typy upośledzenia słuchu: • Przewodzące - spowodowane chorobą lub zablokowaniem ucha zewnętrznego lub środkowego. Schorzenie to nie ma zwykle charakteru ostrego. Pomóc może aparat albo operacja chirurgiczna. • Neurosensoryczne — to efekt uszkodzenia komórek rzęsatych aparatu Cor-tiego lub nerwów ucha wewnętrznego. Upośledzenie słuchu może tu wahać się od dość łagodnego do całkowitego. W tym typie głuchoty występuje często upośledzenie odbioru dźwięków o określonej częstotliwości. Np. słyszalna jest głośność, ale np. brak recepcji wysokich częstotliwości powoduje, że zanika klarowność dźwięku. W wypadku tego typu schorzeń aparat słuchowy może nie pomóc. • Schorzenia mieszane - wywołane chorobą lub uszkodzeniem ucha środkowego i wewnętrznego. • Ośrodkowe uszkodzenie może być wynikiem choroby lub defektów w o-brębie centralnego układu nerwowego. W tym wypadku niewiele można pomóc. Utrata słuchu jest poważnym schorzeniem, a w opinii wielu ludzi upośledza ona podobnie jak ślepota. 28 Zmysł równowagi umiejscowiony jest w kanałach półkolistych i woreczkach ucha wewnętrznego. Kanały półkoliste są delikatnymi, rurkowatymi strukturami kostnymi, przypominającymi uchwyty dzbanków. Kąt nachylenia do siebie płaszczyzn poszczególnych kanałów wynosi 90°. Każdy z nich odpowiada za jakąś orientację ciała: góra-dół, przód-tył, lewa-prawa. Kanały półkoliste wypełnione są endolimfą, ruch której (spowodowany ruchami głowy) powoduje podrażnienie komórek nerwowych w zakończeniach kanałów (tzw. banieczkach). W woreczkach natomiast znajdują się otolity, kamyki słuchowe, zbudowane z węglanu wapnia. Przy spionowanej pozycji ciała naciskają one na określone komórki, natomiast przy przekrzywianiu głowy - inne. Człowiek przystosowany jest do poruszania się w pozycji pionowej. Wszystkie sytuacje nienormalne -jak np. kołysanie na statku - powodują zaburzenie funkcjonowania wyżej wymienionych struktur, co uwidacznia się jako utrata równowagi. Wszystkim dobrze znane jest doświadczenie utraty równowagi po długim wirowaniu z wyciągniętymi rękami. Wywołane jest to faktem, że mimo iż ruch ciała ustaje, endolimfą w kanałach półkolistych przesyła jeszcze przez jakiś czas do mózgu komunikat o trwaniu ruchu. Następuje więc dezorientacja mózgu. Ucho zewnętrzne może podlegać rozmaitym, odziedziczonym lub nabytym, deformacjom; jest wrażliwe na działanie wysokich i niskich temperatur. Na muszli usznej mogą się pojawić choroby skóry, a kanał słuchowy bywa zaczopowany różnymi ciałami zewnętrznymi, a także woskowiną. Dzwonienie, to nieustanny dźwięk w uchu, w warunkach, gdy dokoła panuje cisza. Przeciągające się dzwonienie jest często wynikiem zbyt długiego przebywania w hałasie, który powoduje uszkodzenie komórek rzęsatych w ślimaku. Uszkodzenia w uchu środkowym powodują wiele problemów zdrowotnych. Przebicie błony bębenkowej może być spowodowane przez chroniczną infekcję, ostry przedmiot, uderzenie w boczną część głowy, zmiany ciśnienia w czasie nurkowania czy lotu, a nawet przez zbyt energiczne wydmuchiwanie nosa. W przypadkach uszkodzeń błony bębenkowej często następuje samouleczenie. Ból ucha jest zwykle objawem infekcji ucha środkowego. Zapalenie może powstać dzięki bakteriom z rodzajów Streptococcus i Staphylococcus, które dostają się do ucha środkowego przez trąbkę Eustachiusza. Mniej więcej jedna osoba na tysiąc cierpi na otosklerozę — zmiany zwapnieniowe, które powodują utrudnianie ruchu strzemiączka. Złogi wapnia można co prawda usunąć operacyjnie (a nawet wstawić sztuczne strzemiączko), jednak choroba ma tendencję do nawrotów. Słuch to niezwykły zmysł. Dzięki niemu z otaczającego świata płynie do nas ogromna ilość wrażeń. Na przykład charakterystyczne zabarwienie 29 ma głos ludzi ulegających emocjom, stresowi. Na podstawie odbioru dźwięków niewidomi ludzie potrafią wyobrazić sobie kształt pomieszczenia, w którym się znajdują, i ustawienie sprzętów. Wiele organizmów ma jednak słuch dużo lepszy od naszego. Zobaczymy, że w porównaniu z ćmami, nietoperzami czy ptakami zdolność słyszenia u człowieka jest znacznie mniejsza. Podsumowując, ucho jest ważnym narządem zmysłu, który ma szereg osobliwych właściwości: • Uszkodzona błona bębenkowa sama może się „naprawić". • Głośne dźwięki wydają się niższe niż są w rzeczywistości. • W uchu środkowym dźwięk jest przenoszony przez kostki o minimalnych rozmiarach, zapewne są to najmniejsze kości człowieka. • Trąbka Eustachiusza łącząca ucho z gardłem jest pozostałością otworu skrze- lowego. • Nasz zmysł równowagi zależy m.in. od niewielkich wapiennych kamyków w uchu wewnętrznym. Wzrok Gałka oczna człowieka przypomina lśniącą piłkę o średnicy około 2,5 cm. W części przedniej jest nieco wypukła; tam też znajduje się przeźroczysta rogówka. Oko jest w pewnym sensie aparatem fotograficznym nakierowanym na otaczający świat. Możemy w nim dostrzec takie same części jak w aparacie: soczewkę, regulującą światło tęczówkę i „błyskawicznąkliszę filmową" - siatkówkę. Z zewnątrz gałka oczna pokryta jest gumowatą warstwą ochronną- twardówką, która pokrywa 5/6 powierzchni oka. Z przodu twardówka przechodzi w wypukłą i przeźroczystą rogówkę. Pod twardówką znajduje się naczyniówka, nazwana tak z powodu umiejscowionych w niej naczyń krwionośnych. Pokrywa ona większość powierzchni gałki. Naczyniówka przechodzi w podtrzymujące soczewkę więzadła rzęskowe i tęczówkę, regulującą ilość wpadającego do oka światła. Z tyłu znajduje się światłoczuła, półkolista siatkówka. Podążmy w ślad za wpadającym do oka promieniem światła. Twarda rogówka zbudowana jest z pięciu warstw i ma lekko żółtawy odcień, by zredukować ilość wpadającego światła fioletowego i nadfioletowego, które mogłoby uszkodzić oko. Między rogówką a soczewką wnętrze gałki ocznej wypełnione jest doskonale czystym płynem, tzw. cieczą wodną. Nie- 30 zwykłą budowę ma soczewka. Jest to struktura włóknista i składa się z wielu przeźroczystych warstw. Właściwościami odpowiada dobrze znanym, sztucznym soczewkom, choć, prawdę mówiąc, znacznie jest lepsza. Sztuczne soczewki optyczne mają liczne aberracje, dają widzenie fałszywych barw. Soczewka oka jest natomiast soczewką idealną. Jest ona umocowana dwoma więzadłami rzęskowymi, które przyczepione są do mięśni rzęskowych umożliwiających zmianę kształtu soczewki. Od przodu widzimy tęczówkę, która jest kolorowym pierścieniem otaczającym źrenicę. Promień światła przechodzi przez idealnie okrągły otwór źrenicy, który może się zwiększać (przy słabym świetle) lub zmniejszać (przy intensywnym oświetleniu), działając podobnie jak przesłona w aparacie fotograficznym. Pozostając przy tym porównaniu, maksymalny otwór, tj. apertura oka ludzkiego wynosi f 2,1. „Migawka" jest więc wolniejsza niż w aparacie fotograficznym. Z drugiej strony, siatkówka jest znacznie bardziej czuła niż jakakolwiek błona fotograficzna. W większości encyklopedii można przeczytać informację, że w oku światło ogniskuje soczewka. Choć może się to wydać dziwne, funkcja ta przypada przede wszystkim rogówce. Rola soczewki uwidacznia się natomiast przy precyzyjnym ogniskowaniu w trakcie „zbliżeń". Siła ogniskująca oka ludzkiego wynosi około 60 dioptrii. Z tego 40 dioptrii wynika z funkcjonowania rogówki, a tylko około 20 dioptrii z siły ogniskującej soczewki. Z tego właśnie powodu rogówkę można operacyjnie korygować. Pierwotnie stosowano tzw. ke-ratekotomię radykalną— przycinanie rogówki, by zmienić jej kształt. Operacja ta jest jednak związana ze znacznym ryzykiem i obecnie stosuje się jąrzadko. Na tak zmodyfikowanej rogówce mogą czasem następować „rozbłyski" światła, utrudniając widzenie i wywołując inne powikłania. Obecnie stosowana jest keratekotomia fotorefrakcyjna, w której wykorzystuje się sterowany przez komputer laser. W pierwszej fazie chirurg ściąga z rogówki nabłonek, a potem, w ciągu pół minuty laser zmienia kształt rogówki. Po operacji pacjenci mogą czuć przez kilka dni pewien dyskomfort, muszą też odpoczywać i nie wolno im oglądać telewizji. Zabieg okazuje się skuteczny w korygowaniu astygmatyzmu i różnych form krótkowzroczności. Światło przechodzi przez przeźroczysty galaretowaty płyn, zajmujący większą część gałki ocznej, nazywany ciałkiem szklistym, który otoczony jest także przeźroczystą błoną szklistą. Wywierając ciśnienie ciało szkliste nadaje gałce ocznej odpowiedni kształt. W tylnej części oka światło trafia do miejsca swego przeznaczenia: siatkówki. W tym momencie jednak promień światła napotyka pewną „wadę konstrukcyjną" oka. Zanim dojdzie do warstwy komórek światłoczułych, musi przejść przez warstwę komórek 31 nerwowych. Dzieje się tak dlatego, ponieważ w rozwoju embrionalnym wypustki mózgowia fałdują się w ten sposób, że komórki światłoczułe znajdują się w najdalszej części siatkówki. Każda z komórek ma własne włókno nerwowe odprowadzające impulsy do mózgu; a włókna te gromadzą się właśnie w wierzchniej warstwie. Konsekwencją tego stanu rzeczy jest fakt, że włókna nerwowe muszą znaleźć jakieś miejsce, by przedostać się do mózgu W centralnym miejscu siatkówki, gdzie neuryty neuronów łączą się ze sobą, tworząc nerw wzrokowy, nie może być rzecz jasna komórek światłoczułych. Jest to tzw. ślepa plamka. Nasze oko ma więc w centralnej części siatkówki miejsce, które nie odbiera żadnych impulsów. Aby przekonać się, jaki jest efekt ślepej plamki zakryj lewe oko dłonią i patrz prawym okiem na poniższą kropkę po lewej stronie. Przysuwaj i odsuwaj książkę. W pewnym momencie, gdy oko znajdzie się w odległości ok. 30 cm od kartki, prawa kropka zniknie. Obraz tej kropki trafił na ślepą plamkę. W siatkówce istnieją dwa rodzaje komórek światłoczułych. Z uwagi na ich kształt, który można dostrzec pod mikroskopem, nazywają się pręcikami i czopkami. Pręciki funkcjonują w słabym świetle i reagują na światło monochromatyczne. To właśnie z ich pomocą można rozkoszować się pejzażem w świetle księżyca. Jak wiadomo, widok w księżycowym świetle jest zaskakująco bezbarwny. Można sądzić, że takąjakość nadaje światłu sam księżyc. Ale to nieprawda. Świecenie księżyca, to nic innego jak emitowanie odbitego od niego światła słonecznego. Tak więc, teoretycznie dochodząca do ziemi księżycowa poświata powinna dawać także efekty barwne. Tak się jednak nie dzieje, ponieważ światło księżycowe jest słabe i czopki w siatkówce naszego oka, które reagująna barwy, nie mogą w tej sytuacji funkcjonować. Widok pejzażu w świetle księżyca jest więc obrazem, jaki postrzegałoby nasze oko „uzbrojone" jedynie w pręciki. W siatkówce pręciki rozmieszczone są równomiernie, podczas gdy czopki bardziej koncentrują się w jej środkowej części. Dlatego też pole widzenia jest szersze, gdy funkcjonują pręciki, a więc szersze pole mamy obserwując krajobraz w świetle księżyca niż w słoneczny dzień. W linii prostej, naprzeciwko źrenicy, pręciki i czopki są na siatkówce rozmieszczone bardzo gęsto, tworząc zażółcone miejsce, nazywane dlatego 32 plamką żółtą. Jest to obszar najostrzejszego widzenia. Generalnie oko zwierzęcia przypomina prosty aparat fotograficzny w tym sensie, że soczewka rzutuje na siatkówkę (odpowiadającą błonie filmu) odwrócony obraz przedmiotu. Można spotkać się z opinią, że mózg odwraca obraz, ale nie jest to zgodne z prawdą. Pozycja obrazu na siatkówce jest przygotowana do dalszej „obróbki" przez mózg. Prawidłowo wykształcona, pozostająca w spoczynku, soczewka oka, praktycznie się nie zużywa. Z biegiem czasu, wskutek sztywnienia pogarsza się jednak zdolność soczewki do ogniskowania (tzw. akomodacja). Dziecko może oglądać szczegóły przedmiotu z odległości 6 cm. Na skutek stopniowej utraty elastyczności soczewki u dwudziestolatka odległość ta wydłuża się do 15 cm, a do ponad 50 cm u człowieka w wieku 50 lat. Od tego momentu często nie można oglądać przedmiotu na odległość mniejszą jak wyciągnięta ręka. Choroba ta nazywa się starczowzroczność i jak wskazuje nazwa jest powszechna u osób starszych. U wielu osób oko nie funkcjonuje normalnie. Niektóre soczewki ogniskują na zbyt krótką odległość, tak że soczewka nie może akomodować do odległych obiektów. Jest to tzw. krótkowzroczność, dla korekcji której niezbędne są szkła „z minusem". Inne ogniskują się na odległych obiektach (da-lekowzroczność) i wymagają szkieł „z plusem". Z wiekiem soczewki z kształtu okrągłego przyjmują czasem lekko cylindryczny. Powoduje to, że światło jest ogniskowane wyraźniej na jednym planie. Np. patrząc na koło rowerowe, bardzo wyraźnie widać jedynie szprychy, a inne szczegóły są nieco zamazane. Jest to astygmatyzm, który mogą skorygować odpowiednie cylindryczne szkła. Czasem istnieje rozbieżność pomiędzy linią widzenia obu oczu. Jest to tzw. zez, który u dzieci można korygować. Nieznaczne rozstrojenie wzroku u starszych ludzi może powodować napięcie w oku. Wadę tę można leczyć poprzez szkła pryzmatyczne. Tak więc, istnieją trzy rodzaje korekcji wad wzroku: sferyczna (blisko- lub dalekowzroczność), cylindryczna (astygmatyzm) i pryzmatyczna (rozstrojenie). Czopki w siatkówce odpowiedzialne są za rejestrację znacznie subtel-niejszych detali niż pręciki. Te ostatnie funkcjonują połączone w grupy. W siatkówce istnieje 1000 razy więcej receptorów (komórek światłoczułych) niż włókien nerwowych, które wchodzą w skład nerwu wzrokowego. Już choćby z tego wynika, że przynajmniej niektóre komórki światłoczułe muszą działać wspólnie. To są pręciki. Ponieważ dzielą one między siebie włókna nerwowe, tworzą obraz dość nieprecyzyjny. Natomiast czopki mają indywidualne „podłączenia" nerwowe. Od każdego czopka do nerwu wzrokowego prowadzi osobne włókno, tak więc w tym wypadku każda komórka światłoczuła 3 - Czujące istoty J J wysyła swoją odrębną informację. Rozdzielczość informacji przesyłanych przez czopki jest więc duża. Ponieważ zaś komórki te skoncentrowane są w środku siatkówki, można powiedzieć, że najdoskonalsze widzenie (jeśli chodzi o postrzeganie szczegółów i barw) występuje w środkowej części naszego pola widzenia. W celu ochrony czopków przed nadmierną ilością światła w zewnętrznej warstwie siatkówki jest zgromadzony brązowawy pigment. W warunkach nadmiernego oświetlenia granulki pigmentu zajmują pozycję dokoła czopków, skutecznie je osłaniając. Moment, w którym działa ten mechanizm, odczuwamy, gdy jaskrawe światło boleśnie nas oślepia. Oko wtedy przystosowuje się do światła. Każdy pręcik zostaje pobudzany przez syntetyzowany przezeń barwnik wrażliwy na światło, zwany purpurą wzrokową (rodopsyną). Barwnik ten może być syntetyzowany tylko, gdy poziom oświetlenia jest niski. Może nas o tym przekonać następujące doświadczenie. Wiemy, że gdy wchodzimy do zaciemnionego pokoju, źrenica rozszerza się, by przechwycić jak najwięcej światła. Ale wiemy też, iż musi upłynąć kilka sekund, nim w zaciemnionym pokoju zaczynamy rozróżniać zarysy przedmiotów. Ten czas to właśnie okres niezbędny dla syntezy purpury wzrokowej. W takiej sytuacji mówimy, że oko przystosowuje się do ciemności. Tworzenie się rodopsyny jest uzależnione od witaminy A, a jej brak prowadzi do tzw. kurzej ślepoty (niezdolność do widzenia w ciemności). Jesteśmy zaopatrzeni w dwoje oczu, które muszą funkcjonować w sposób skoordynowany. Koordynacja ruchu gałek ocznych w czasie patrzenia w określonym kierunku jest bardzo złożona i naprawdę zdumiewająca. Im bliżej oczu znajduje się obiekt, tym bardziej osie gałek ocznych muszą się ze sobą zbiegać. Spróbuj spojrzeć na górną część strony książki. Mając zogniskowany wzrok w tym miejscu, możemy dostrzec, że inne otaczające nas przedmioty sanie tylko rozmyte, ale i podwojone. Jeżeli nagle przeniesiesz wzrok na inny obiekt, nie tracąc książki z pola widzenia, dostrzeżesz, że i o-na się podwaja. Z łatwością możemy obserwować na przemian obiekty bliskie i dalekie. Cała konstrukcja oka działa z cudowną sprawnością: kiedy przenosimy wzrok na odległy obiekt, osie oczu lekko się rozbiegają. Jeśli następuje zaburzenie tej koordynacji, pojawia się widzenie podwójne. Zdolność do zbiegania się osi oczu jest także ważnym mechanizmem pozwalającym na ocenę odległości. Nie wszystkie funkcj e oka są j eszcze w pełni poznane. Na przykład wiemy, że łączy się ono z mózgowym gruczołem, szyszynką. Hormon szyszynki, melatonina, przypuszczalnie odgrywa bardzo ważną rolę w przystosowaniu organizmu do zmieniającej się w poszczególnych porach roku długości dnia 34 świetlnego (która to zmiana jest oczywiście rejestrowana przez oko). Szyszynka wiąże się też w jakiś sposób ze sferą emocjonalną, czego dowodem są periodycznie pojawiające się zmiany nastrojów, związane np. z zimą. Zjawisko depresji zimowej, tzw. zimowy blues, zostało opisane na Zachodzie jako odrębna jednostka chorobowa. Ogromnie ważna jest ochrona oka. Jakikolwiek gwałtowny ruch w jego kierunku powoduje natychmiastowe nieświadome mrugnięcie. Natura przystosowała oko do ochrony przed uszkodzeniem. Najważniejszą rolę pełnią oczywiście powieki, które powodują fizyczne odgrodzenie gałki ocznej od świata zewnętrznego. Powieki wysłane są delikatną tkanką, zwaną spojówką. Pokrywa ona twardówkę. Powieki zamykają się na chwilę w odruchu określanym jako mrugnięcie, który jest nie kontrolowany i przebiega co 6-7 sekund (częściej w czasie wiatru lub gdy w powietrzu jest kurz, pył itd.) Wokół krawędzi powiek znajdują się maleńkie gruczoły Me-iboma (nazwa pochodzi od nazwiska żyjącego w XVII w badacza niemieckiego). Wydzielają one oleistą ciecz, która nawilża rzęsy i wewnętrzną stronę powiek. Rzęsy ochraniają gałkę oczną przed rozmaitymi drobinami, umożliwiając widzenie, gdy powieki są przymknięte. W kącikach oczu są gruczoły łzowe. Jak wiemy, życie rozpoczęło się w wodzie, środowisko wewnętrzne naszego ciała, „morze", w którym zanurzone są komórki, jest także słone. Skład chemiczny łez przypomina w dużej mierze wodę morską. Zawierają one lizozym, enzym działający silnie bakteriobójczo. Lizo-zym został odkryty przez Alexandra Fleminga (1881—1955) w różnych płynach ciała. Było to dla Fleminga kluczowe odkrycie, które zwróciło jego uwagę na szerokie spektrum związków chemicznych zwalczających bakterie. Dzięki swoim badaniom Fleming potrafił zinterpretować w 1928 roku działanie grzybaPenicillin. Ciecz wodna oka jest starannie regulowana przez system „drenujący". Kiedy on zawodzi, ciśnienie w gałce ocznej wzrasta. Jeśli jest zbyt wysokie, gałka staje się napięta i twarda w dotyku. Schorzenie to, znane jako jaskra, występuje głównie u starszych ludzi, u których rutynowo przeprowadza się badania pod tym kątem. Doświadczony okulista polega na swoim wyczuciu, gdy naciska palcem gałkę oczną. Jednak technika medyczna może przyjść mu w sukurs z bardziej wiarygodną metodą. W kierunku gałki ze specjalnego, ręcznego urządzenia jest wydmuchiwane powietrze. Powoduje ono czasowe odkształcenie gałki, które jest automatycznie mierzone, podobnie jak czas powrotu gałki do pierwotnego kształtu. Daje to obraz elastyczności i wewnętrznego ciśnienia w oku. Nie leczona jaskra może powodować ból i pogorszenie się widzenia. 35 Powszechną przyczyną wady wzroku, która pojawia się często u osób starszych, jest zaćma soczewki, nazywana kataraktą. Może ona występować w jądrze lub torebce soczewki, a także w obu częściach naraz. W wyniku zaćmy człowiek ślepnie, gdyż zostaje zablokowany dopływ światła do oka. Katarakta urazowa powstaje z rany, która obejmuje torebkę soczewki. Zaćmieniu ulega cała soczewka, a pacjent nie dostrzega niczego poza niewyraźnym obrazem źródła światła. Po pewnym czasie zaćmienie zanika i, jeśli nie występują komplikacje, wzrok wraca bez interwencji lekarza. Niektóre typy katarakty mają charakter dziedziczny i mogą powstać pod wpływem stanu zapalnego. Najczęściej występuje katarakta starcza, typowa dla ludzi w podeszłym wieku, która zwykle obejmuje naraz obydwoje oczu. Pierwszymi oznakami sąpasemka, które przebiegają od środka poprzez soczewkę, lub małe plamki, pojawiające siew jądrze. Z czasem te ciemne „naloty" rozszerzają się, zlewają ze sobą, pogarszając widzenie, i w końcu wywołują ślepotę. Same soczewki zmniejszają się i oddzielają od torebek. W tej fazie można je usunąć operacyjnie, a po zabiegu wzrok przywracają szkła lub soczewki kontaktowe. Można też dokonać przeszczepu soczewek. Będąc w Indiach przekonałem się, jak tradycyjna medycyna ludowa od tysięcy lat daje tam sobie radę z kataraktami. Stary wiejski lekarz wyrywa z akacji odpowiednio długi kolec i suszy go na słońcu w celu wyjałowienia. Następnie za pomocą kolca przebija rogówkę oraz soczewkę i dostaje się do ciała szklistego, po czym przekręcając kolec, usuwa soczewkę. „Wyleczony" pacjent może jednak dostrzegać rozmyte kontury otaczających go obiektów. To chyba najstarszy znany w świecie przykład nie tylko zabiegu pozwalającego na częściowe odzyskanie wzroku, ale i na zastosowanie „narzędzi chirurgicznych" jednorazowego użytku. Inne choroby oczu są słabo poznane. Rozrost tkanki włóknistej u przedwcześnie urodzonych dzieci powoduje odklejenie siatkówki i ślepotę. Nie wiadomo, jaka jest przyczyna tego schorzenia. Z kolei u pacjentów w podeszłym wieku spotyka się zanik czopków, schorzenie degeneracji plamki, które jest częstą przyczyną osłabienia widzenia. U ludzi z silną bliskowzroczno-ścią oczy są większe niż normalne. W tej sytuacji siatkówka rozciąga się, robi się cieńsza i ściślej przylega do ciałka szklistego. Gwałtowny ruch gałki ocznej może spowodować powstanie maleńkiej „łzy", która rozpoczyna proces przenikania ciała szklistego za siatkówkę. Powoduje to jej oddzielanie się od warstw oka, do których przylega. Pierwszym symptomem schorzenia jest odczucie nagłego rozbłysku przy bocznym ruchu gałki ocznej. Wrażenie rozbłysku spowodowane jest naciskiem ciała szklistego na receptory siatkówki, które mózg interpretuje jak określony bodziec środowiskowy. Jeśli 36 otwór w siatkówce jest mały, dalsze oddzielanie się siatkówki może zostać zablokowane. Jako „palnika spawalniczego" do umocowania siatkówki używa się wiązki lasera. Wydaje się, że zabieg ten jest mało subtelny, ale przytwierdzona siatkówka odzyskuje sporą część swoich funkcji. Nerw wzrokowy ulega czasem zapaleniu. Proces zapalny może objąć część nerwu przy oku (zapalenie wewnątrzgałkowe) bądź za okiem (zapalenie pozagałkowe). Jak na swą niezwykłą czułość oko jest jednak odporne na choroby, ale łatwo może ulec rozmaitym uszkodzeniom mechanicznym. Oczy wielu innych organizmów mogą osiągać dużo lepsze parametry widzenia, niż to się dzieje u człowieka, ale są z reguły dość wąsko dostosowane do określonych warunków w otoczeniu. W świecie zwierząt istnieje około 50 rodzajów oczu, a stopień ewolucji tego narządu jest przedmiotem sporów. Oczy są wielokomórkową wersją plamek ocznych występujących u mikroorganizmów i wszystkie wytworzyły się prawdopodobnie poprzez specjalizację funkcji grup komórek. Widzenie u innych stworzeń przedstawiano zawsze jako (w porównaniu z naszym) rozmyte i fragmentaryczne. Myślę, że nie jest to opinia zgodna z prawdą. Mucha z krawędzi talerza spoglądając na ciebie, widzi obraz całościowy i dla niej zrozumiały (choć rzecz jasna różny od naszego), co pozwala jej znakomicie funkcjonować w siedlisku, które zajmuje. Oczy służą owadowi równie dobrze jak człowiekowi jego oczy. Intrygujące fakty dotyczące zmysłu wzroku człowieka: • Funkcja ogniskowania przypada przede wszystkim rogówce, a nie soczewce. • Marchewka rzeczywiście pomaga w leczeniu „kurzej ślepoty". • Zbyt duża dawka witaminy A jest tak samo szkodliwa jak jej niedobór. • Szersze pole widzenia mamy w świetle księżyca niż w świetle słonecznym. • U człowieka w środkowej części mózgu istnieje szczątkowe trzecie oko. • Środek antybakteryjny, zawarły w łzach, doprowadził do odkrycia penicyliny. • Dzięki zagięciu siatkówki światło musi przejść przez warstwę unerwioną, nim dotrze do komórek światłoczułych. • Apertura - maksymalne rozszerzenie ludzkiego oka - stosując porównanie do aparatu fotograficznego wynosi f/2,1. To wolniej jak w profesjonalnym aparacie fotograficznym, ale szybciej niż w popularnym, zautomatyzowanym modelu aparatu. 37 Zmysł węchu Narząd węchu jest umiejscowiony w tylnej części nosa. Cienkie, sfalowane kości pokryte są nabłonkiem, który jest owiewany przez wdychane powietrze. Nabłonek w jamie nosowej jest obficie zaopatrzony w naczynia krwionośne i zakończenia nerwów. Molekuły zapachowe wychwytuje zewnętrzna, wilgotna warstwa nabłonka. W nabłonku molekuły rozpoznają odpowiednie nerwy, a sygnały przekazywane są do mózgu. Zmysł węchu jest jeszcze stosunkowo słabo poznany. Istnieje siedem podstawowych typów neuronów czuciowych, prowadzących od nabłonka nosa, które odpowiadają siedmiu zapachom*, określanym jako: • kamfory, • piżma, • kwiatowy, • mięty, • eteryczny, • ostry, • gryzący, • cuchnący. W ostatnich badaniach nad zmysłem zapachu najbardziej interesujący wydaje się fakt, że substancje z podobnymi zapachami charakteryzują się też podobną budową molekuł. Jeśli w laboratorium zmienia się kształt jakiejś molekuły, zmienia się też zapach. Nos, który potocznie identyfikujemy z organem zewnętrznym, pełni szereg innych ważnych funkcji. W jamie nosowej powietrze jest nawilżane i (jeśli mamy zimę) ogrzewane, zanim dostanie się do płuc. Nos modyfikuje także wydawane w czasie mowy dźwięki. Jest on zaopatrzony w nozdrza, które prowadzą do dołów nosowych i dalej do trzech komór, zwanych przewodami. Doły nosowe łączą się z trąbkami Eustachiusza. *Badania amerykańskie przeprowadzone na początku lat 90. wykazały, że istnieje około 1000 typów neuronów węchowych i każdy z nich odpowiada jednemu, i tylko jednemu rodzajowi molekuły (przyp. tłum.). 38 Smak Receptory smaku w postaci tzw. kubków smakowych znajdują się przede wszystkim najęzyku. Mogą one odróżnić cztery podstawowe rodzaje smaku: • słodki, • kwaśny, • słony, • gorzki. Kubki smakowe występują także na podniebieniu i w górnej części gardła. Błona śluzowa w tych miejscach ma maleńkie wypustki (brodawki), na których znajduje się 200-300 kubków. W tylnej części języka znajdują się brodawki okólne, które mają kształt litery „V", szpicem odwróconej w kierunku gardła. Tu znajdują się receptory odpowiadające za smak gorzki. Na czubku języka kubki rozpoznają smak słodki, podczas gdy słony i kwaśny rejestrowany jest przez receptory w bocznych częściach języka. Włókna nerwów, wychodzące z każdej brodawki, łączą się ze sobą w strunę nerwową, która dociera do mózgu. Jednak struktury te rejestrują smaki w postaci czystej. W uzyskaniu połączeń różnych substancji smakowych z pomocą przychodzi węch. Zmysł smaku i węchu działają wspólnie. Jeśli człowiek ma zasłonięte oczy i zatkany nos, nie potrafi rozpoznać smaku jajecznicy. U wielu zwierząt zmysł smaku jest znacznie czulszy niż u człowieka. Podobnie jak o węchu, o naszym zmyśle smaku musimy się jeszcze sporo dowiedzieć. Dotyk Zmysł dotyku, jego odczuwanie, umożliwiają grupy wyspecjalizowanych zakończeń nerwowych, reagujących na różne typy bodźców. Należą tu m.in. ciałka Paciniego (zakończenia okryte są specjalną torebką), które występują w koniuszkach palców. Struktury te wykrył Abraham Vater w 1717 r., ale zostały one opisane dopiero ponad 100 lat później przez Filippa Paciniego z Pizy. Na całym ciele rozmieszczone sąreceptory bólu, istniejąteż ciałka chłodu i ciepła. Ból ma silny związek z psychiką. Bywa, że człowiek nie zauważa nawet poważnego zranienia, dopóki ktoś inny nie zwróci mu na to uwagi. Często 39 słyszy się opinię, że zmysł dotyku jest najmniej wyrafinowany. Być może tak jest u przeciętnego człowieka, który nie ma okazji, by w szczególny sposób wykorzystywać dotyk. Inaczej jest z osobami niewidomymi, które „dotykowym" alfabetem Braille" a posługują się z ogromną prędkością. Rozmaite wrażenia zmysłowe splatają się ze sobą, dając obraz otaczającego świata. Różne organizmy, zajmujące odmienne środowiska, mają odpowiednio przystosowane narządy zmysłów. Jak zobaczymy, wiele zwierząt ma subtelniejsze odczucia niż my, a bodźce odbiera dzięki zaskakującym swą budową narządom. 2. Umysł ssaka Mamy wciąż wiele trudności z rozszyfrowaniem psychiki ludzkiej, a nasza wiedza dotycząca mechanizmów funkcjonowania innych ssaków jest też niewystarczająca. Wiele zwierząt wykonuje różne skomplikowane zadania, których człowiek nie potrafi właściwie ocenić. Przykładem jest budowa przez bobry tamy przegradzającej ciek wodny. Otóż nie ma dwóch identycznych tam zbudowanych przez bobry, a zachowanie się zwierząt zdradza umiejętność oceny przez nie warunków terenowych i zdolność do decydowania o kolejności podejmowania poszczególnych faz pracy. Działanie bobrów jest najwyraźniej inspirowane określonym celem. Oznacza to, że zwierzęta mają najprawdopodobniej jakiś mentalny obraz właściwie skonstruowanej tamy. Sposób budowania tam, a także domków, przeczy poglądowi, że działania bobrów są wynikiem ślepych reakcji instynktowych, które upodobniają zwierzęta do robotów. Pamiętajmy także, że ssaki ujawniają emocje: strach, poczucie niepewności, radość. Zwierzęta pozostające w niewłaściwych warunkach w ogrodach zoologicznych ujawniają symptomy nerwic, podobne do neuroz, na które cierpią więźniowie. Krowy ras mlecznych, którym odbiera się cielęta, rozpaczliwie ryczą. Człowiek nie jest jedynym gatunkiem ssaków, u którego występują marzenia senne. Można przypuścić, że ogar, który odpoczywa po pościgu za zwierzyną, po raz drugi, śpiąc przeżywa polowanie. Wskazują na to skomlenie wydawane w czasie snu i ruchy łap, podobnie jak w czasie pościgu. Zwierzęta, u których występowały marzenia senne, istniały prawdopodobnie jeszcze przed pojawieniem się człowieka. 41 Między życiem psychicznym człowieka i innych ssaków istnieją niemałe podobieństwa. Mamy więc kotki nimfomanki i cierpiące na anoreksjępsy. Kliniczną histerię stwierdzono u kóz, krów, a nawet u kur. U licznych zwierząt występują neurozy, psychozy (np. u kotów), przypadki impotencji (buhaje bydła domowego, zwłaszcza ras mięsnych). Gdy młody samiec pawiana zostaje przeniesiony ze swojskiego środowiska do klatki, którą musi dzielić ze starszymi osobnikami, a w dodatku skazany jest na kontakty z człowiekiem, występuje u niego silna reakcja stresowa, która kończy się konwulsjami. Odseparowane od matek niepocieszone młode makaki obejmuj ą się i tulą do siebie. Każde społeczeństwo ludzkie ma też swoje ofiary — ludzie niedostosowani pozostająniepewnie na uboczu i zachowują się pasywnie. To samo zjawisko obserwujemy u zwierząt. Na przykład, gdy szczenięta terierów prześladują razem rówieśnika stojącego najniżej w hierarchii, odrzucony szczeniak staje się apatyczny, traci apetyt, stoi ze zwieszoną głową i opuszczonym ogonem. Zmienia się jednak natychmiast, gdy znajdzie siew grupie znacznie mniej agresywnych spanieli. Jak wykazały obserwacje, już w ciągu pół godziny odzyskuje on „cel życia", nawiązując kontakt z innymi psami, i ma apetyt. Analogie z ludźmi pracującymi w nieprzyjaznej atmosferze lub żyjącymi w obojętnym emocjonalnie środowisku rodzinnym są dobrze znane. W świecie zwierząt mamy też do czynienia z uzależnieniami. Można eksperymentalnie stworzyć szczura alkoholika i świnkę morską, która nie potrafi już żyć bez marihuany. Skłonność do przedawkowania substancji odurzaj ących uwidacznia się też wyraźnie u zwierząt dzikich. Tak na przykład gołębie pozwalają sobie na spożywanie nadmiernej ilości marihuany, a koala pod wpływem alkaloidów zawartych w liściach eukaliptusa popada często w rodzaj transu. Właściwości kawy wykrył podobno pewien etiopski pasterz, który (około 900 lat przed Chrystusem) zauważył, że jego kozy stają się podniecone i rozbrykane po zjedzeniu owoców krzewu kawowego. Jemeńska tradycja żucia „qat" (liści Catha edulis) według tradycji wzięła się z obserwacji, że po spożyciu tej rośliny owce stają się pobudzone. Tendencje do uzależnienia występują u różnych zwierząt. Koty wykazują szczególny pociąg do rośliny kocimiętki właściwej, która wprowadza je w stan transu. Słonie wiedzą, kiedy w ich ulubionych roślinach następuje proces fermentacji, i przemierzają długie dystansy, najwyraźniej po to, by spożywając jąw określonym terminie, doznać upojenia. Człowiek nie tylko nie jest jedynym zwierzęciem skłonnym do uzależnienia się, ale dzieli też z innymi gatunkami skłonność do depresji. Odseparowanie od innego osobnika, z którym zwierzę przebywało lub było połączone więziąprzyjaźni, może odbić sięna jego psychice, podobnie jak to się dzieje u człowieka. Badania nad małpami, które 42 izolowano od towarzyszy, wykazały zachowania patologiczne - brak apetytu, samookaleczanie się, kulenie się i brak zainteresowania otoczeniem. Czy taką interpretację zachowania się zwierząt można określić jako „antropomor-fizację"? Z pewnością nie. Psychika człowieka i zwierzęcia ma naprawdę wiele punktów wspólnych. Analizując zachowanie się zwierząt często zakładamy, że są one ograniczone przez własne zmysły, na których piętno wycisnął tryb życia. Jak to ujął jeden z komentatorów, leniwcowi, który zawieszony jest na obrośniętej liśćmi gałęzi, nie potrzeba szczególnej „bystrości umysłu", w przeciwieństwie do szybko poruszającego siei wymagającego często błyskawicznego refleksu delfina. Myślę, że takie rozumowanie nie jest zbyt odkrywcze. Znacznie ciekawiej byłoby je odwrócić: zwierzęta posługują się swoimi zdolnościami psychicznymi w taki sposób, jaki jest dla nich najkorzystniejszy. I leniwiec, i delfin są ssakami wysoko rozwiniętymi i ich zdolności psychiczne nie są zapewne aż tak odmienne. Delfin musi odpowiednio koordynować swoje zachowanie łowieckie: chwytanie szybko poruszających się ryb. Leniwiec prowadzi skryte życie liściożercy w gęstwinie wilgotnej i gorącej dżungli. Obydwa gatunki są mieszkańcami różnych nisz ekologicznych, co wyrażają swoim zachowaniem. Z pewnością są one dostosowane do środowiska, ale nie jest tak, że to środowisko wywarło wpływ na ich życie psychiczne. Ssaki mają doskonale rozwinięte zmysły, które pozwalają im znakomicie funkcjonować w otoczeniu. Wiele z nich to zwierzęta, u których rozwinął się zmysł „terytorializmu". Nawet w ostatnim czasie zdarzają się w Azji, wśród miejscowej ludności wypadki śmiertelne, wywołane naruszaniem przez człowieka obszaru uznanego jako własny przez słonie. Ataki te są gwałtowne i budzą grozę, a jednak nawet rozwścieczony słoń może w jakiejś mierze kontrolować swoją agresję. Według jednej z relacji, kiedy słoń zaatakował kobietę z dzieckiem, najpierw ostrożnie zabrał trąbą dziecko z rąk matki i o-dłożył je na bok. Sama kobieta została zabita, a jej ciało zatratowane na śmierć. Takie przejawy terytorializmu niekiedy wiążą się z poczuciem „posiadania" u zwierząt. Zapewne, legalny charakter własności, obserwowany w społecznościach ludzkich, ma jakiś pierwowzór w zachowaniach zwierząt. Teryto-rializm nie ogranicza się do ssaków; występuje także u innych kręgowców, a nawet bezkręgowców. Salamandra też broni swojego terytorium, a owady rejonu własnych gniazd. Ssaki wykazują daleko posuniętą wrażliwość zmysłową i są zdolne do poświęceń na rzecz innych osobników swojego gatunku. Ich reakcje są złożone i zróżnicowane, toteż eksperymenty mające testować ich zdolności muszą być starannie przemyślane. Na przykład wiadomo, że psy obdarzone są 43 znakomitym słuchem, skalą odbioru dźwięków przekraczającą zdolność słyszenia człowieka. Psa testujemy, emitując dźwięki i obserwując reakcje zwierzęcia. U innych zwierząt taka technika badawcza może prowadzić do mylnych wniosków. Panuje opinia, że świnka morska ma słaby słuch. Dlaczego? Z uwagi na jej sposób reagowania na niespodziewane dźwięki. Podczas gdy pies zwraca się w kierunku źródła dźwięku i żywo odpowiada na bodziec, świnka morska reaguje całkowitym znieruchomieniem. W tym przypadku nie jest upośledzony słuch zwierzęcia, ale zastosowano niewłaściwą metodę badawczą, a przede wszystkim całkowicie mylnie zinterpretowano reakcję zwierzęcia. Pionierzy sonaru Nietoperze sązwierzętami żywo reagującymi na bodźce. Żyjąw koloniach, a ich zdolności nawigacyjne są bardzo dobrze rozwinięte. Nietoperze z jednej kolonii rozpoznają się, a u niektórych gatunków stwierdzono nawet zjawisko dzielenia się pokarmem (samice wampira dzielą się wypitą krwią z towarzyszkami, które nie miały szczęścia w czasie „łowów"). Zmysł orientacyjny nietoperza jest dla nas trudny do wyobrażenia. Zwierzęta te emitują niesłyszalne dla ludzkiego ucha ultradźwięki i przechwytują uszami echo. Na tej podstawie tworzą one mentalny obraz konfiguracji bliskiego otoczenia, a także lokalizują ofiarę. Oprócz ultradźwięków nietoperze wydają z siebie słyszany przez ludzi (zwłaszcza przez dzieci) pisk o niskiej częstotliwości. Zmysł orientacji u nietoperza można porównać do ultradźwiękowej latarki. Podobnie jak w ciemności oświetlony latarką przedmiot jest widoczny dzięki odbiciu promieni, tak samo nietoperz postrzega otoczenie dzięki odbitej fali dźwiękowej. Wagę uszu dla orientacji tych latających ssaków wykazano już w XVIII w., choć nie potrafiono wtedy wykryć jej mechanizmu. Eksperymenty wykazały, że oślepione nietoperze potrafią się poruszać, podczas gdy głuche tracą orientację, a ich lot staje się nieskoordynowany. Nietoperze nie muszą chwytać zdobyczy pyskiem. Często zdarza się, że łapią owada w specjalnie zagięty fragment błony pomiędzy tylnymi nogami (robią to podobnie, jak gracz w baseballu, gdy chwyta piłkę). Następnie nietoperz bada zdobycz i jeśli uznają za odpowiednią, wkłada do pyska. Obserwując polujące o zmroku nietoperze, można przeprowadzić doświadczenie. Gdy rzuci się w górę drobne kamyki, można dostrzec, jak zwierzęta za nimi podążają, badając je swoim sonarem. Dorosłe osobniki szybko tracą zaintere- 44 sowanie kamyczkami i powracają do łowów na owady. Lecz młody nietoperz może nie mieć wystarczającego doświadczenia, by ocenić, co jest jadalne. Czasem chwyta on kamyk, uważnie bada, po czym odrzuca. Następnym razem będzie już prawdopodobnie lepiej rozróżniał sygnał istotny od nieistotnego i stopniowo nauczy się ignorować kamienie. Zdolności nietoperzy do wykrywania w ciemności przeszkód często demonstrowano w zaciemnionych pomieszczeniach, w których w nieregularnych odstępach znajdowały się pręty. Lecące z dużą prędkością nietoperze potrafiły zręcznie omijać przeszkody. Zwierzęta rzadko dotykały w locie drutów o grubości 1 mm, a zdolność ta zawodziła dopiero przy grubości przeszkody nie większej, jak grubość ludzkiego włosa. Po prostu grubość obiektu musi być na tyle duża, by pulsy ultradźwięków mogły się od niego odbić. Echo dochodzące do ucha nietoperza jest słabe. Energia powracającego dźwięku może być tysiące razy mniejsza niż energia emitowanego dźwięku. Dla człowieka odgłos echa w tych warunkach byłby równoznaczny ze słyszeniem szeptu poprzez hałas panujący na zatłoczonym krytym basenie. Nic więc dziwnego, że posługujące się echolokacją nietoperze majątak duże uszy, ułatwiające przechwycenie słabych dźwięków echa. Lecący w czasie łowów nietoperz prowadzi stały nasłuch echa, dzięki czemu ma orientację co do zmieniającej się wokół niego konfiguracji obiektów stałych. Jednak nie wszystkie nietoperze posługują się echolokacją. Owocożerne gatunki z tropików prowadzą dzienny tryb życia i używają zmysłów wzroku, słuchu i węchu jak inny przeciętny ssak. W niczym nie umniejsza to ich sprawności i szybkości osiąganej w locie. Przekonałem się o tym, obserwując nietoperze w Azji i tropikalnej części Australii. Mieszkańcy morskich głębin Grupą dużych ssaków, które posługują się sonarem, są prowadzące wodny tryb życia walenie (delfiny, morświny, wieloryby). Dzięki filmom, a także osobistym doświadczeniom, wielu ludzi słyszało te dość niesamowite dźwięki, które mogą być przenoszone na bardzo duże dystansy. Wydawane przez zwierzęta odgłosy maj ą związek z rozmiarami nadawcy. Najlepszym sposobem przeanalizowania złożonej wokałizacji małego ptaka śpiewającego, jest nagranie jego głosu i odtworzenie z mniejszą szybkością. W zbliżony sposób możemy postępować z chórami waleni. Być może, gdy odtworzymy te odgłosy (przypominają one często serie dźwięków układających siew sekwencje) ze zwiększoną prędkością, staną się one dla nas bardziej czytelne i zrozumiałe. 45 Dla ssaków morskich dźwięki mają nie mniejszą wagę jak dla nas, ale nie służą wyłącznie komunikacji. Delfin np., wydając nagły i głośny odgłos, paraliżuje zdobycz. Delfin butelkonosy może emitować pulsujące dźwięki o częstotliwości do 120 Hz, a słyszy dźwięki jeszcze wyższe. Uszy delfina rozmieszczone są niesymetrycznie, co pomaga mu w lokalizacji obiektu (także poruszającego się). Mechanizm umożliwiający niejednoczesne docieranie dźwięków do obu uszu dla lokalizacji zdobyczy stwierdzono także u sów. Wspaniałe zdolności nawigacyjne mają wieloryby. Komunikują się one przy użyciu infradźwięków (dźwięki znajdujące się poniżej pasma słyszalności dla człowieka), utrzymując ze sobą kontakt w czasie długotrwałych migracji. W przypadku tych ssaków bowiem żerowisko bywa czasem oddalone od miejsca do rozrodu o tysiące kilometrów. Wieloryby fiszbinowce, wyposażone w narząd do przesiewania wody (fiszbin), żywią się skorupiakiem, krylem (Euphasia superba) z mórz subpolarnych. Na tych terenach woda jest zbyt chłodna dla młodych osobników, toteż na okres rozrodu dorosłe wieloryby przenoszą się do cieplejszych akwenów. W tych rejonach ze względu na występowanie mniejszej ilości pokarmu, dorosłe zwierzęta korzystają głównie ze zgromadzonych w swoim ciele zapasów tłuszczu, który musi im starczyć do momentu powrotu na żerowisko. Warstwa tłuszczu wytwarza się także w ciele młodych zwierząt ssących mleko matki, pozwalając im znieść trudy wędrówki ku morzom subpolarnym. Długie migracje występują u długopłetwca Megaptera novaeangliae. Osobniki dorosłe, które obserwowałem u północno-wschodnich wybrzeży USA przypływająna południe, by zimę spędzić w rejonie Karaibów. Osobniki populacji żyjącej w północno-wschodnim Pacyfiku zimują u wybrzeży Meksyku, podczas gdy wieloryby z wód norweskich migrują daleko na południe, aż do wybrzeży Afryki Północnej. U zwierząt tych występuje zmysł magnetyczny, który rejestruje zmiany ziemskiego pola magnetycznego. Młode wieloryby, podążające za dorosłymi, najprawdopodobniej uczą się i zapamiętują trasę. Zdarza się, że wieloryby, które mają doskonale wykształcony zmysł słuchu, bywają dezorientowane, np. poprzez dźwięki wydawane przez łodzie podwodne. Nadmiar sztucznych dźwięków może zniszczyć naturalne środowisko akustyczne i uniemożliwić niezbędne dla waleni posługiwanie się sonarem. Nasz sojusznik delfin Samice waleni to niezwykle opiekuńcze matki. U ssaków tych można stwierdzić społeczne zachowania, takie jak współpraca, opieka nad zranio- 46 nym osobnikiem, a nawet „asystowanie" w czasie porodu. Uważa się, że delfin to zwierzę wyjątkowo bliskie człowiekowi. Niektórzy badacze sądzą, że inteligencja delfina jest zbliżona do ludzkiej, co ma być związane z podobnej wielkości mózgiem. Taki pogląd jest jednak nie do przyjęcia. Sama wielkość mózgu nie jest wystarczającym kryterium albo musimy przyjąć, że słoń jest milion razy inteligentniejszy od ryjówki. Takim wskaźnikiem mógłby być stosunek powierzchni kory mózgu do jego całkowitej objętości. U człowieka kora jest wyjątkowo silnie rozwinięta, a przy tym pofałdowana. U delfina natomiast kora jest bardziej gładka, podobnie jak u innych ssaków. Delfin nie jest obdarzony jakąś superinteligencją, zdolnościami psychicznymi podobnymi do człowieka. A jednak pewien aspekt jego zachowania budzi zdumienie badaczy - prawdopodobnie jest on zdolny do komunikacji werbalnej. Urzekające podwodne pieśni, trzaski i dźwięki przypominające zduszony chichot - dźwięki, które walenie kierują do swoich ludzkich opiekunów, to język bardziej skomplikowany, niż nam się wydaje. Obcowanie człowieka z delfinem ma długą historię. Już dawne legendy przedstawiały delfina jako obdarzonego inteligencją. 20 000 lat temu artyści paleolitu stworzyli w jaskini w Levano na Wyspach Engadyjskich u wybrzeży Sycylii malowidła przedstawiające razem ludzi i delfiny. Na Krecie delfin był otoczony kultem, który rozszerzył się na Grecję kontynentalną. W końcu zwierzę to uznawano za wcielenie boga. Jeden z mitów głosi, że Apollin przybrał postać delfina, gdy prowadził statki przez wzburzone morze . Także syn Apollina, Ikadios, został po katastrofie statku uratowany przez delfina, który przeniósł go na suchy ląd. W pobliskim miejscu założone zostały Delfy. Jedna z legend opowiada o znanym muzyku, który wracał statkiem do ojczyzny po zwycięstwie w zawodach. Jednak w czasie rejsu nastąpił bunt załogi, nieszczęsnego muzyka obrabowano, a jego samego wyrzucono za burtę. Wyratowały go delfiny, dzięki czemu mógł dostać się do portu i donieść o przestępstwie. Marynarze zostali pochwyceni i ukarani. Człowiek na grzbiecie delfina pojawia się zarówno na monetach, jak i pieczęciach greckich. Filozof i przyrodnik Arystoteles (384-322 p.n.e) opisywał przypadki przyjaźni między ludźmi i delfinami. Trzy wieki później Pliniusz Starszy (23— 79 n.e.) w dziele Historia Naturalis zawarł opowieść o delfinie, który regularnie przewoził pewnego chłopca przez morze do szkoły. Pliniusz, powołując się na świadectwa mieszkańców Amphopolis i Tarentu, dodaje, że takie przyjaźnie spotykano częściej. Opowiada też historię małpy, która przeżyła katastrofę statku i została ocalona przez delfina. W ponad sto lat później poeta Oppian opisał, jak delfiny pomagały ateńskim rybakom w przybrzeżnych połowach. „Pomocnicy" blokowali zatokę, uniemożliwiając ucieczkę ryb, 47 a także pędzili je na płytkie przybrzeżne wody. Tam czekali już rybacy, uzbrojeni w specjalne trójzęby. Oddawali oni później delfinom należną im część ryb. Niektóre z tych opowieści znajdują współcześnie potwierdzenie w faktach. Podobno na przykład do dziś rybacy brazylijscy współpracują z delfinami, które naganiają ławice ryb. Istnieje wiele opowieści o tym, jak zwierzęta te śpieszyły na pomoc ludziom. W połowie lat 70. w okolicy wyspy Man pojawiał się regularnie delfin, nazwany Beaky. Pozwalał on kąpiącej się młodzieży jeździć na swoim grzbiecie, najwyraźniej starając się utrzymywać młodych ludzi ponad wodą. Później Beaky pojawił się u wybrzeży Kornwalii, gdzie podobno uchronił kilka osób przed utonięciem. Jedną z nich był nurek, którego koło Land"s End Beaky, bezpiecznie przeniósł do łodzi. Przynajmniej kilka osób kąpiących się u wybrzeży Florydy przyznaje, że życie uratowały im delfiny. Przez wiele lat zwierzę to towarzyszące statkom w Cieśninie Cooka (Nowa Zelandia) objęte było ochroną, a specjalny dekret rządowy uznawał czynienie krzywdy delfinom za przestępstwo. Pływanie i kontakt z delfinami przynosi pozytywne rezultaty w terapii dzieci upośledzonych umysłowo, a także u dzieci autystycznych, które w efekcie zabawy z delfinami zaczynają komunikować się z otoczeniem. Interesujące w trakcie terapii jest zachowanie się samych delfinów, które pełnią swą rolę z zapałem i wyraźną satysfakcją. Popularność centrum rehabilitacyjnego w Key Largo na Florydzie j est tak wielka, że koszty terapii uznawane bywają przez ubezpieczenia rodzinne. Życie emocjonalne delfinów jest złożone. Po oddzieleniu od współtowarzyszy zwierzęta te cierpią i przeżywają silny stres. Artykuł w „Journal of Mammology" opowiada, o zachowaniu się młodej samicy, która została przez przypadek schwytana na wędkę i umieszczona w akwarium morskim. Zwierzę wykazywało daleko posuniętą apatię i miało trudności z oddychaniem. Po wpuszczeniu do zbiornika młodego samca, który spędzał obok samicy większość czasu, jej stan poprawił się, a po kilku tygodniach całkowicie doszła do siebie. Oba osobniki wspólnie pływały i bawiły się. Niestety, trzy miesiące później samica, z powodu rozszerzania się infekcji po pierwotnym zranieniu hakiem wędki, ponownie się rozchorowała. W miarę jak stan jej się pogarszał, samiec zdradzał też coraz silniejsze oznaki niepokoju. Kiedy jego towarzyszka w końcu padła, samiec wydał z siebie przejmujący okrzyk. Od tego czasu nie przyjmował pokarmu, bez celu, popiskując, krążył wokół basenu, a w trzy dni po śmierci samicy padł. Istnieją dowody na to, że delfiny potrafią się uczyć przez naśladowanie. W amerykańskim oceanarium jednego z osobników intensywnie tresowano, by przyciągał boję. W pewnym momencie z powodu choroby delfin został 48 wyłączony z tresury, a jego następca sam zastosował inną metodę, polegającą na popychaniu boi pyskiem. Ponieważ wykonywał to zręcznie, pozwolono mu, aby pozostał przy tym sposobie także na pokazach dla publiczności. Delfin ten niespodziewanie padł, a jego następca od razu, bez żadnych ćwiczeń wstępnych posłużył się nową metodą przemieszczania boi. W miesiąc później i ten osobnik na dwa dni został wyłączony z pokazów. Jego następca (czwarty już delfin) znów nie miał żadnych problemów z wykonaniem zadania, tak jak jego poprzednik. Można z tego wyciągnąć wniosek, że delfiny wzajemnie się podpatrują i zapamiętują stosowane techniki wykonywanych czynności. Silne więzi emocjonalne, jakie wytwarzają się między waleniami, sprawiają, że cierpiąone z powodu śmierci towarzysza. Nie tylko u tych zwierząt możemy stwierdzić takie reakcje. Podobnie rzecz ma sięnp. z monogamicz-nymi gatunkami ptaków, jak np. łabędź, czy z niektórymi rybami. U zwierząt tych po stracie bliskich występują silne emocje. A więc nie możemy powiedzieć, że jest to właściwość czysto ludzka, choć być może ten właśnie fakt raczej nobilituje człowieka. „Mądry Hans" Od niepamiętnych czasów ludzie tresowali psy i ptaki drapieżne, wiadomo więc było, że stworzenia te mogą się uczyć. Jednak określenie, w jaki sposób i w jakiej sytuacji przebiega najłatwiej ten proces, nie było łatwe. Wskazuje na to przypadek „Mądrego Hansa". Wilhelm von Osten, dziewiętnastowieczny pruski arystokrata, wierzył w nieograniczone możliwości tresury zwierząt. Wedle jego koncepcji zwierzęta mentalnie ustępują ludziom, ponieważ nie są właściwie uczone. Wilhelm von Osten wychował ogiera, któremu regularnie udzielał lekcji z matematyki, posługując się kulami od kręgli, liczydłem i tablicą. Właściwa odpowiedź niezwykłego zwierzęcia na zadane pytanie była nagradzana ulubionym przysmakiem konia - kawałkiem świeżej marchwi. Po dwóch latach von Osten ogłosił, że jego koń jest matematycznym geniuszem świata zwierząt. Nazwał go „Kluge Hans" („Mądry Hans"). Koń miał jakoby rozwiązywać zadania matematyczne z biegłością dwunastoletniego dziecka. Potwierdziły to badania: Hans udzielał prawidłowych odpowiedzi, wystukując je kopytem. Ponieważ nie brakowało sceptyków, von Osten zwrócił się do cesarza Wilhelma II z petycją, a monarcha zgodził się powołać specjalną komisję. W jej skład wchodził iluzjonista, weterynarz — specjalista 4 - Czujące istoty 49 od koni, a nawet członek parlamentu. Komisja nie była jednak w stanie dopatrzyć się żadnego oszustwa. Wszystko wskazywało na to, że „Mądry Hans" jest rzeczywiście matematycznym geniuszem. Jednym z zadań, które rozwiązywał koń, było odczytywanie liczby z karty wyciągniętej przez von Ostera. W którymś z testów sprawdzających zdolności Hansa zaaranżowano taką sytuację, że koń mógł widzieć kartę, natomiast nie mógł widzieć swojego opiekuna. Dało to nieoczekiwany rezultat. „Mądry Hans", jakby zdezorientowany, uderzał w ziemię nieregularnie i ani razu nie udzielił prawidłowej odpowiedzi. Można więc sądzić, że zwierzę przejmowało od człowieka, na podstawie jego mimiki i postawy, jakieś niezwykle subtelne sygnały. Kiedy Hans miał odgadnąć jakąś liczbę widniejącą na karcie, po prostu uderzał kopytem w ziemię. W chwili gdy liczba uderzeń była właściwa, człowiek - zapewne bezwiednie - wykonywał jakiś nieznaczny ruch głową lub np. lekko rozdymał nozdrza. Było to dla konia sygnałem do przerwania uderzeń. Rozczarowany von Osten sprzedał Hansa innemu entuzjaście tresury i „mądrości" zwierząt. Naukowe podstawy tresury zwierząt stworzył Iwan Pawłów (1849 1936). U psów testowanych przez Pawłowa tworzyło się skojarzenie pomiędzy pokarmem a j akimś neutralnym bodźcem, na przykład dźwiękiem dzwonka. Po pewnym czasie psy wydzielały ślinę na dźwięk dzwonka, nawet gdy nie towarzyszyło mu już podawanie pokarmu. Doświadczenia te leżały u podstaw koncepcji odruchu warunkowego. W pewnej fazie rozwoju badań nad psychologią zwierząt wszelkie uczenie się próbowano sprowadzać do odruchów. Tym samym stawało się ono automatyczne i „bezrefleksyjne". Jednak warunkowanie jest tylko jednym ze sposobów uczenia się zwierząt. Niektóre stworzenia nie tylko same nabywają doświadczeń, ale przekazują je (poprzez naśladownictwo) innym osobnikom. Przez prawie sto lat w południowej Walii nad rowem przed bramą prowadzącą do obejścia czy pastwiska kładziono metalową kratownicę, która pozwalała na przejazd samochodów, rowerów i na przechodzenie pieszych, ale uniemożliwiała ruch zwierząt parzystokopytnych, jak owce czy bydło. Po prostu ślizgały się one na gładkim metalu. Wydawało się, że jest to prosta i bezpieczna metoda odgrodzenia tych zwierząt od ruchu ulicznego. Do czasu. W latach 70. owce znalazły sposób pokonywania przeszkody: po prostu kładły się i przetaczały (zwykle potrzebny jest tylko jeden obrót) po kratownicy. Inne osobniki szybko uczyły się naśladować to zachowanie. Obecnie w wielu miejscach kratownice nie stanowią przeszkody dla owiec, które spokojnie przechadzają się po ulicach. Zwierzęta te w potocznym mniemaniu uchodzą za głupie, a jednak odkryły zmyślną metodę. 50 Wiosną 1997 roku, nadeszły nowe informacje z Bramshaw (okolice Southampton, las New Forest). Miejscowi farmerzy donieśli o nowej metodzie pokonywania kratownicy. Jedna z owiec kładzie się na kracie, a j ej długie runo stanowi oparcie dla racic innych osobników. Jak widać, zwierzęta te pod wpływem obserwacji i doświadczeń zdolne są do zmiany zachowania. W porównaniu ze zdolnościami umysłu ludzkiego proces uczenia się jest powolny. Ale jednocześnie trzeba przyznać, że mamy tu do czynienia z mentalnym rozwiązywaniem problemów, zdolność, którą niektórzy skłonni są przypisać tylko ludziom. Zwierzęca inteligencja w praktyce Niektóre zwierzęta zdolne są do posługiwania się narzędziami i można je wytrenować do obsługiwania pewnych aparatów wykonanych przez człowieka. Klasycznym przykładem możliwości uczenia się jest biały szczur laboratoryjny. To nieustannie badające otoczenie zwierzę ma np. do dyspozycji zapas pokarmu, który jest ukryty na niedostępnej dla niego półce. Ćwicząc szczura w wykonywaniu po kolei określonych czynności, można go nauczyć, jak dostać się do pożywienia. Po pierwsze, musi on po drabince wspiąć się na inną platformę, położoną poniżej tej z pokarmem. Po drugie, musi odnaleźć zwisający, przymocowany do drabinki sznur. Szczur biega po drabinie w górę i w dół badając sznur, aż wreszcie po chwili „zastanowienia się" chwyta go w zęby i przyciąga do siebie przednimi łapkami. W ten sposób wciąga drabinę na niższą platformę; wie, że musi ten cel osiągnąć, aby dostać się do pokarmu na wyższej półce i natychmiast to czyni. Zapamiętanie sekwencji złożonego zachowania się i kryteriów prawidłowości wykonania kolejnych czynności, mówi coś o możliwościach mózgu szczura. Także na swobodzie zwierzę wykazuje pomysłowość, do czego zmusza go życie w sąsiedztwie człowieka. Być może to inteligencja szczura jest jednym z powodów, dla których ludzie nie lubią tych zwierząt i obawiają się ich. Zapewne nie bezpodstawnie, gdyż w pewnych sytuacjach szczur może zaatakować swojego dwunożnego wroga. Wyczucie nadchodzącego niebezpieczeństwa Od dawna wiadomo, że zwierzęta mogą sygnalizować nadejście trzęsienia ziemi. Istniejący opis takiego wydarzenia w Callao (Peru) w 1745 roku 51 mówi, że na krótko przed wstrząsami miasto opuściły psy. To samo odnotowano w Gualcahuasco (1855), Owens Valley, USA (1872), Assamie, Indie (1897) i Meksyku (1907). Tuż przed trzęsieniem ziemi w marokańskim Aga-dirze (1960) opuściła miasto duża liczba żyjących tam zdziczałych zwierząt (w tym psy). Podobnie było w jugosłowiańskim (obecnie macedońskim) Sko-pje (1963) i w uzbeckim Taszkiencie (1966). Zmiana zachowania się zwierząt pozwoliła przewidzieć silne trzęsienie ziemi (7,3 stopnia w skali Richtera) w Chinach w Haicheng w 1975 r. Mieszkańców ewakuowano na dwa dni przed tym, jak potężne wstrząsy zdemolowały 90% budynków miasta. W następnym roku trzęsienie w Tang-shan na wschód od Pekinu „zapowiedział" szczekaniem niezwykle podniecony gol-den retriever, pies jednego z pracowników ambasady brytyjskiej. Tego samego roku mieszkańców włoskiego Udine obudziło nieustanne szczekanie psów, które poprzedziło pierwszy wstrząs. W Chinach, Rosji i Japonii zmiany zachowania się zwierząt uważa się dziś za ważne elementy przewidywania wstrząsów sejsmicznych. Dotyczy to zresztą nie tylko zwierząt udomowionych, ale także trzymanych w ogrodach zoologicznych. Z faktów tych wynika, że dysponując w pewnej mierze szerszą niż człowiek zdolnością recepcji zmysłowej, zwierzęta mogą swym zachowaniem sygnalizować nadchodzące niebezpieczeństwo. Czy zwierzęta mogą przewidywać przyszłość? Podniecenie zwierząt przed nadejściem trzęsienia ziemi interpretowano jako ich zdolność do przewidywania przyszłości. Ale zjawisko wstrząsów poprzedzają pewne subtelne zjawiska. Może to być np. zmiana aktywności geomagnetycznej, niewielkie wstrząsy poprzedzające, nieznaczna zmiana kąta nachylenia podłoża lub lekkie jego uwypuklenie. Sygnałem podziemnych procesów zachodzących na dużych głębokościach może być np. nagła zmiana poziomu wody w studni. Notowania sejsmograficzne w Haicheng wykazały, że trzęsienie ziemi poprzedziło tam wiele nieznacznych wstrząsów. Zamiast więc przypisywać zwierzętom wieszcze właściwości, rozsądniej będzie przyjąć, że ich niezwykle wyostrzone zmysły mogą rejestrować wymienione zmiany, wywołujące ich niepokój manifestujący się określonym zachowaniem. Tak więc jest to w większym stopniu efekt wrażliwości fizjologicznej niż psychicznej. Podobnie można zinterpretować wiele innych historii o niezwykłym zachowaniu się zwierząt. Tak np. nie można się dziwić, że przebywające długo z człowiekiem zwierzę reaguje, gdy u opiekuna rozwija się choroba. 52 A co powiedzieć o niezwykłej intuicji zwierzęcia, które jest odseparowane od swojego ludzkiego przyjaciela? Np. historia ukochanego psa, którego na skutek choroby właściciela trzeba było przenieść do domu jego krewnych. Zaskakująco trafne zmiany zachowania się zwierzęcia interpretowano tu jako przeczuwanie na odległość stanu zdrowia jego pana. Istnieje jednak znacznie prostsze wyjaśnienie: pies odbierał sygnały na podstawie nastroju krewnego, który powracał po wizycie u chorego. Inny przykład. Suka przebywała w domu wspólnie z młodym psem, jej potomkiem, ale zwierzęta wychodziły na spacery osobno. Pewnego dnia młody pies został zaatakowany przez obcego mieszańca. W kilka dni później tego samego awanturnika spotkała także suka i z miejsca zaciekle go zaatakowała. Czy kierowała się psychicznym wyczuciem? A może należy jej przypisać bardziej wzniosłe motywy postępowania. Może młody pies jakoś zrelacjonował wydarzenie, a ona czuła się zmuszona do pomszczenia ataku na własnego potomka. Bardziej prawdopodobne jest jednak, że suka wyczuła reakcję swojego pana (jakieś oznaki obawy lub wrogości) w stosunku do mieszańca. Najpewniej jednak wyczuła i zapamiętała zapach agresora, gdy jej towarzysz poturbowany wrócił ze spaceru. Nie zawsze musimy szukać egzotycznych wyjaśnień, zwłaszcza gdy prostsze narzucają się same. A ten przypadek? Znajdujący się w miejscu publicznym, spokojny do tej pory pies, nagle zaczął zdradzać silne podniecenie. Uderzał swojego pana pyskiem w rękaw i ciągnął zębami. Niedługo potem dom się zawalił (dziewięć ofiar śmiertelnych, dwudziestu rannych). Właściciel był przekonany, że pies ocalił mu życie. Te i inne historie mają świadczyć o tym, że pies może przewidywać przyszłość. Wydaje się jednak, że to zmysły zwierzęcia zareagowały na określone sygnały o nadchodzącym niebezpieczeństwie szybciej, niż mógł to zrobić człowiek. Przeczucia nie można mylić z przewidywaniem. W pewnych wypadkach trudno jednak znaleźć zadowalające wyjaśnienie. Pracownikowi kamieniołomów w drodze do pracy zawsze towarzyszył pies. Pewnego dnia nie chciał pójść z panem, a wkrótce potem w kamieniołomie nastąpiła potężna eksplozja. Albo: pies starał się przeszkodzić swojej pani w prowadzeniu wypożyczonego samochodu, próbował nawet wyrwać jej kluczyki. Niedługo potem kobieta miała wypadek i zginęła wskutek zderzenia. Inny przypadek: pies towarzyszący rodzinie w wyjeździe wakacyjnym okazywał takie podniecenie, że musiano wypuścić go z samochodu. Dopiero wtedy okazało się, że jedno z przednich kół jest odkręcone i mogło w każdej chwili odpaść. Przypadki telepatycznego kontaktu między człowiekiem a zwierzęciem mają charakter obustronny. Właścicielkę kalekiego od kilku lat psa nagle 53 ogarnęło przeświadczenie, że jej ulubieniec znów będzie mógł samodzielnie chodzić. Zadzwoniła do kliniki weterynaryjnej, gdzie pies był na leczeniu, i faktycznie okazało się, że wystąpiła nagła poprawa: zwierzę próbowało samodzielnie zrobić kilka kroków. Pewien owczarek niemiecki w Londynie nagle stał się bardzo ożywiony, a następnie wyraźnie posmutniał. Działo się to dokładnie w czasie, gdy jego pan, znajdujący siew oddalonych o tysiące kilometrów tropikach, doznał śmiertelnego ataku serca. Przypadki zmiany zachowania się zwierząt pod wpływem śmierci oddalonych od nich właścicieli sączęste. Jednakże wydarzają się one najczęściej w warunkachnie kontrolowanych (np. relacje ludzi mogą być obarczone błędem) i jako takie nie poddają się analizie naukowej. Badaniami parapsychologicznymi interesuje się obecnie coraz więcej uniwersytetów, jednak dla mnie osobiście żaden z analizowanych przypadków przekazu telepatycznego nie jest dostatecznie przekonujący. W gruncie rzeczy problem sprowadza się do pytania (odpowiedzią na które nie możemy zająć się w tej książce), czy telepatia jest zjawiskiem rzeczywistym. Jeśli tak, nic nie stoi na przeszkodzie, by oprócz ludzi miały jej doświadczać zwierzęta. Hipotetyczna telepatia zwierzęca byłaby jeszcze jednym dowodem na rzecz silnego powiązania człowieka z innymi stworzeniami. Społeczności zwierząt Zaprezentowałem już liczne przykłady wszechobecności zmysłów i porozumiewania siew świecie organizmów żywych. Istnieją zwierzęta, które te zdolności ujawniają w nieoczekiwany sposób. Na przykład istnieje kilka grup gryzoni całkowicie przystosowanych do podziemnego trybu życia. Za pomocą potężnych pazurów i zębów potrafią one ryć w ziemi, pokryte są bardzo krótkim futrem i nie maję zewnętrznych uszu. U niektórych przedstawicieli gryzoni prowadzących podziemny tryb życia siekacze są tak wielkie, że wystają poza jamę gębową (nawet w czasie snu). Zwierzę, które ryje za pomocą zębów, obdarzone jest specjalnym fałdem zamykającym w czasie tej czynności jamę gębową, dzięki czemu ziemia nie przedostaje się do przewodu pokarmowego. Istnieją trzy najważniejsze rodziny gryzoni prowadzących podziemny tryb życia: ślepce Spalacidae, bambusowce Rhizomyidae i kretoszczury Bathyergi-dae. Ślepce są pozbawione ogonów, mająoczy zarośnięte skórą i zamieszkują obszary od wschodnich rejonów nad Morzem Śródziemnym do Ukrainy. Przedstawiciele bambusowców żyją w Afryce i południowo-wschodniej Azji. Gatunki z trzeciej rodziny zamieszkują Afrykę. Z tej ostatniej grupy najbardziej 54 zdumiewające przystosowania do podziemnego życia wykazuje golec Hetero-cephalus glaber. Ten żyjący we wschodniej Afryce gryzoń ma długość ciała około 15 cm i jest niemal całkowicie nagi. Golce tworzą podziemne kolonie przypominające „państwa" owadów społecznych (zob. rozdz. 5). Tylko jedna samica, „królowa" jest płodna i wydaje potomstwo, którym opiekują się inne osobniki kolonii. W razie zagrożenia przenoszą one potomstwo w bezpieczne miejsce. Pozostała część społeczności golców ma charakter kastowy. Najmniejsze osobniki przypominająrobotnice u pszczół, największe natomiast tworzą kastę opiekującą się królową. Dopóki królowa cieszy się dobrym zdrowiem żadna inna samica kolonii nie jest płodna. Poprzez swoją obecność (substancje zapachowe w moczu) i specyficzne zachowanie się wobec innych samic (agresywność), królowa dokonuje tzw. społecznego blokowania rui. Złożona struktura społeczna u golców opiera się na skomplikowanej komunikacji między osobnikami. Każde ze zwierząt zna swoje miejsce w kolonii i wie co robić. „Dwór" królowej większą część czasu próżnuje, ale niezwykle uaktywnia się w momentach zagrożenia. „Dworzanie" gotowi są do odparcia ataku ewentualnego napastnika i przemierzają podziemne korytarze, wydając przenikliwe, ostrzegawcze okrzyki. Jednym z najbardziej intrygujących ssaków społecznych są pieski prerio-we z rodzaju Cynomys. Ssaki te tworzą własne „miasto". Aby utrzymać złożoną strukturę społecznąjest im potrzebny subtelny system komunikacji. Istnieje kilka gatunków piesków preriowych. Nieświszczuk C. ludovicianus buduje wielkie systemy nor na preriach północnoamerykańskich. Jest on miło wyglądającym zwierzątkiem z rodziny wiewiórkowatych Sciuridae o wadze około 1 kg i długości ciała około 45 cm. Cechy budowy ciała, dzięki którym jest on przystosowany do podziemnego tryby życia, to mocne pazury i małe małżowiny uszne, które nie przeszkadzają zwierzęciu pod ziemią. Głównymi wrogami nieświszczuka są ptaki drapieżne, orły i myszołowy, toteż ma on oczy osadzone wysoko na głowie. Kiedy gryzoń ten wyłania się z nory, najpierw pojawiają się badające ostrożnie otoczenie oczy. Wygląda to niemal tak, jak wyłaniająca się z wody bagniska głowa krokodyla. Ponieważ na ogół prowadzi podziemny tryb życia, nieświszczuk może przebywać w różnych warunkach klimatycznych. I tak np. żyje on w Dakocie Północnej, gdzie zimą mogą być ostre mrozy i gruba pokrywa śnieżna, a także w środkowym Teksasie, gdzie są bardzo gorące lata, a srogi mróz nie zdarza się. Czynnikiem, który musi występować w każdym środowisku nieświszczuka, są niewielkie opady deszczu - rocznie rzędu 50 cm. Tylko w takich warunkach glebę porastają ważne dla piesków preriowych, typowe dla stepu trawy. 55 Nieświszczuki są domatorami i zajmują się nieświadomie „uprawąroli". Zwierzęta nie robią tego ryjąc w glebie, ale eliminując pewne gatunki roślin. Na przykład w okolicy nor wycinają wysokie trawy. Z jednej strony bronią się w ten sposób przed drapieżnikami (którym wysoka trawa daje osłonę), z drugiej umożliwiają wzrost niższych roślinom „przytłumionym" przez wyższe. W pobliżu kolonii piesków preriowych rośnie wiele szybko zakwitających roślin, których nasiona stanowią przysmak zwierząt. Zauważono, że nieświszczuk często odgryza roślinę, która jest „konsumpcyjnie nieprzydatna" i pozwala, by wysuszyło ją słońce, natomiast widać, że w jakiś sposób wspiera rośliny szczególnie dla niego wartościowe. Wiele z tych roślin zawiera dużo wody, a ponieważ nieświszczuk rzadko pije, są mu one niezbędne do przeżycia. Dzięki konstrukcji kopców wokół wejść do nor pieski preriowe przyczyniają się też do urozmaicania architektury krajobrazu. Kopce te maja wysokość około połowy metra i średnicę około dwóch metrów. Ziemia pochodzi z drążonych korytarzy, a następnie j est ubij ana. Kopce pełnią trzy funkcje: • Stanowią wysypiska. • Są punktami widokowymi, z których pieski preriowe wypatrują drapieżników i intruzów. • W czasie sezonowych, intensywnych deszczów zabezpieczają wejścia do tunelów przed zalewem. Na nieświszczuki czyha szereg niebezpieczeństw. Ptaki drapieżne atakują od góry, grasujący borsuk może dokopać się do korytarzy „miasta", podczas gdy na powierzchni ziemi czyha kojot. Zachowanie czujności jest więc ważnym elementem życia piesków preriowych. Nie wszystkie jednak zwierzęta są traktowane z obawą i wrogością. Nieświszczuk potrafi odróżnić wroga od nieszkodliwego dla siebie gatunku. Wiadomo, że w norach piesków preriowych może znaleźć schronienie królik lub mysz i są one zwykle tolerowane. Reakcje nieświszczuka są bardzo elastyczne. Potrafi on wykorzystać zdobyte doświadczenie i odpowiednio zmieniać swoje zachowanie się. Jeśli w okolicy nor pojawiają się jelenie, pieski początkowo reagują agresywnie wobec intruzów. Znacznie większe i potrafiące odróżnić prawdziwe zagrożenie od blefu jelenie nie reagująna „pokazy siły" nieświszczuków. Gdy okazuje się, że duży trawożerca nie stanowi niebezpieczeństwa, oba gatunki wiodą spokojną koegzystencję, a nawet żerują w pobliżu siebie. 56 W odróżnieniu od jelenia, duże szkody może pieskom preriowym wyrządzić bizon. Okolice wejść do nor są dla bizonów atrakcyjne jako kąpieliska piaskowe: nie tylko tarzają się, ale dewastują kopce rogami. Nieświszczuki, zmuszone do tolerowania sąsiedztwa gigantów, uczą się żyć obok nich. Kiedy wejście do nory ulega uszkodzeniu, pieski preriowe śpieszą grupowo, by naprawić szkodę. Nie jest to jednak reakcja automatyczna. Jeśli jakiś bizon szczególnie upodobał sobie rejon wejścia do nory jako miejsce kąpieli, pieski rezygnują z dalszych napraw i porzucają tę część korytarzy. Najwyraźniej rozumieją sytuację. Zachowanie się względem siebie nieświszczuków dla ludzkiego obserwatora musi się wydać bardzo sympatyczne. Zwierzęta te często bawią się ze sobą i rzadko dochodzi między nimi do konfliktów. Często dotykają się pyskami jak przy pocałunku. Innym typowym zachowaniem są wzajemne odwiedziny w norach. W dużym „mieście" piesków preriowych istnieją „dzielnice", które zajmują tzw. koterie. Każda składa się z 1—2 samców, 3—5 samic i do 30 młodych. Koteria tworzy jakby rozszerzoną rodzinę, której członkowie wzajemnie się wspierają. Jeśli nieświszczuk wkracza na obszar sąsiadów, wkrótce zostaje dostrzeżony. Pieski preriowe często patrolują rozległy system podziemnych korytarzy, badając, czy nie nastąpiły jakieś wymagające naprawy uszkodzenia. Intensywne badania jakiejś części „miasta" powtarzane są codziennie. Interakcje między członkami koterii świadczą o silnej więzi emocjonalnej. Witające się zwierzęta biegną do siebie, po czym dochodzi do „pocałunku". Czasem jest on bardzo długi i bywa, że jedno ze zwierząt w jego trakcie przewraca się na grzbiet. Czasem kładą się oba osobniki, a po chwili podejmują żerowanie. Zachowują jednak cały czas fizyczną bliskość. U piesków preriowych bliski kontakt wiąże się z wymianą sygnałów węchowych. Obserwując je, nie można się jednak oprzeć wrażeniu, że „pocałunek" i kontakt fizyczny sprawiają zwierzęciu przyjemność. Potwierdzeniem jest fakt, że aby oddać się karesom, przerywają nawet czasem jedzenie. Można zauważyć pewne interesujące paralele pomiędzy kontaktami u nieświszczuków a przyjaźnią u ludzi. Czasem pieski preriowe nie sąpewne, czy napotkany osobnik to „swój". Wtedy dwa osobniki nie zbliżają się do siebie, lecz leżą w trawie i wzajemnie bacznie sięobserwują. Następnie przyczajone zbliżająsiędo siebie, energicznie ruszając ogonami, co jest sygnałem ostrzegawczym. Kiedy następuje obwąchanie i „pocałunek" można mieć pewność, że osobniki się poznały. Ponieważ „pocałunek" rozpoczyna się mimiką otwartego pyska, etolodzy twierdzą, że jest to wstępny sygnał ostrzegawczy (ukazane zostają zęby!). 57 Jest on wystarczająco czytelny dla intruza. Kiedy okazuje się, że nieświsz-czuk zna obcego osobnika, sygnał przechodzi w „pocałunek". Ta interpretacja dostarczona przez etologów jest przekonująca, ale dotyczy nie tylko piesków preriowych, lecz i innych ssaków (w tym człowieka), u których jednak istnieje wyraźniejsza różnica w mimice pomiędzy otwarciem otworu gębowego i „pocałunkiem". U nieświszczuków można obserwować wiele gestów fizycznego kontaktu, np. wzajemną pielęgnację futra, ocieranie się pyskami, głaskanie. Niewątpliwie pieskom preriowym aktywność ta sprawia przyjemność, czego dowodem jest fakt, że osobnik, który jest adresatem karesów, dąży do ich przedłużania. U nieświszczuków gesty fizycznego kontaktu nie wiążą się z hierarchią społeczną. Wzajemnie pielęgnują swoje futra samce i samice, a także osobniki młode, które zwracają się ku dorosłym. Bardzo młode nieświszczuki wciskają się pod ciała odpoczywających rodziców, by skłonić ich do pieszczot. Bardzo wyraźnym środkiem komunikacji są u piesków preriowych dźwięki. Stąd też pochodzi ich nazwa. Cynomys ludovicianus należy, o czym była już mowa, do rodziny wiewiórkowatych i jest równie blisko spokrewniony z psem jak kret. Jednak jego wokalizacja przypomina dźwięki wydawane przez podnieconego szczeniaka („yip, yip")- Okrzyk ten pieski preriowe wydają w trzech wersjach. Wysokie „yip" przybiera różne formy w rozmaitych sytuacjach (np. może być dźwiękiem, który zwraca uwagę). Głośniejszy i powtarzający się kilkakrotnie dźwięk jest sygnałem terytorialnym, podczas gdy wyższy i szybciej powtarzany ostrzega przed nadejściem intruza lub innym niebezpieczeństwem. Im większe ryzyko dla społeczności, tym intensywniejsze i szybsze ostrzeganie i tym szybciej odpowiadają inne osobniki. Okrzyk terytorialny składa się z dwóch-trzech głośnych i wyraźnie od siebie oddzielonych dźwięków. Zwierzę wydaje je z wyraźną ochotą: staje na dwóch łapkach i niemal podskakuje. Młode osobniki próbują naśladować dorosłe i wkładają w to tyle energii, że czasem przewracają się. Pewną wersją tego okrzyku jest zawołanie samca, który sygnalizuje intruzowi własność terytorium lub próbuje przyciągnąć uwagę oddalonego od siebie członka koterii. W nieco zmienionej formie szczekaniem nieświszczuk wyraża triumf po zwycięskiej konfrontacji z intruzem. Do samca przyłączają się wtedy inni członkowie koterii - powstaje chóralna pieśń zwycięstwa. Okrzyki terytorialne słychać na terenie całego „miasta". Nieco inny wariant tego odgłosu występuje u osobników dominujących w koteriach. Członkowie poszczególnych koterii trzymają się swoich terytoriów. Do największej liczby konfliktów dochodzi w strefie granicznej. Naruszenie gra- 58 nicy ma często przypadkowy charakter: żerujący osobnik „zapędza się" na terytorium innej grupy. Kiedy dostrzeże to osobnik dominujący rezydującej tam koterii, konfrontacja jest nieunikniona. Rozzłoszczony piesek prerio wy wydaje swój okrzyk i rusza w kierunku intruza. Ten zaś może nie pozwolić się zastraszyć i także zbliża się do rezydenta. Wtedy obydwa osobniki stają zwrócone do siebie pyskami, a po chwili jeden z nich odwraca się tyłem i podnosząc ogon eksponuje okolice odbytu. Znajdują się tam gruczoły zapachowe, wydzielające specyficzną woń. Drugi osobnik obwąchuje to miejsce, a potem role się odwracają. Zachowanie takie powtarza się kilka razy. Jeden z adwersarzy może w końcu uszczypnąć przeciwnika, co prowadzi do kolejnych obwąchiwań, a w końcu rozchodzą się, podejmując przerwane żerowanie. Starcie, w wyniku którego żaden z oponentów nie doznaje uszczerbku, ma charakter silnie zrytualizowany, natomiast potwierdzona zostaje linia graniczna między terytoriami. Niekiedy pieski preriowe zdobywają się na taką odwagę, że podkradają się do wejścia do gniazda sąsiedniej koterii i wydają tam głośne okrzyki. Momentalnie ukazuje się wówczas „obrońca", a „napastnik" błyskawicznie ucieka na własne terytorium. Przypomina to zabawę dzieci, które dzwonią do drzwi obcych osób i umykają. Zdarzają się też jednak poważniejsze inwazje. Następują one wówczas, gdy intruz nie zostaje zastraszony po podejściu do nory sąsiadów. W tej sytuacji to, co zaczyna się jak niewinne „przeoczenie" granicy terytorium, może doprowadzić do stopniowego nabrania pewności siebie przez intruza. Zostaje on dłużej na obcym terenie, a w końcu zachowuje się tak, jakby zgłaszał do niego pretensje. Ostrzeżony intruz zazwyczaj szybko opuszcza cudze terytorium, nawet gdy początkowo bawi się z jego właścicielami w „kotka i myszkę". Kiedy nie odganiany „najeźdźca" staje się odważniejszy, dochodzi do ostrej konfrontacji pomiędzy nim a rezydentem. Starcie trwa do momentu osiągnięcia przez kogoś widocznej przewagi. Wtedy linia graniczna określana jest na nowo. Gdy zwycięża intruz, może zająć część terenu sąsiadów. System koterii daje nieświszczukom wiele korzyści. Ich wspólne działanie przyczynia się do wzrostu dużej ilości roślin, dających smaczne nasiona, i zabezpiecza przed przerośnięciem trawami. Wspólne jest także pilnowanie społeczności przed drapieżnikami, a system komunikacji werbalnej daje informacje, co się dzieje w „mieście". Społeczność piesków preriowych ze wszech miar zasługuje na to miano. Chociaż w pierwszym roku życia nieświszczuki z reguły nie rozmnażają się, w „mieście" dochodzi czasem do „eksplozji demograficznej". W czasie sezonu rozrodu, który przypada pomiędzy marcem i majem, system koterii zostaje czasowo zawieszony. Tunele i inne przejścia podziemne, którymi 59 do tej pory bez kłopotu i we wszystkich kierunkach poruszali się członkowie grupy, a zwłaszcza trasy, które prowadzą do komór, gdzie samice odchowują młode, stają się niedostępne. Pod ziemią samica matka gwałtownie broni potomstwa nawet przed osobnikami z koterii, chociaż żerując na powierzchni, chętnie przebywa w sąsiedztwie swoich „krewnych". Wypędzeni z większej części swojej „dzielnicy", członkowie koterii rozszerzają system korytarzy i żerują w bardziej oddalonych miejscach. I choć na noc powracajądo centralnej części „domu", sprawiają, że kolonia rozrasta się. Płodna samica nieświszczuka ma zwykle około 5 młodych każdorazowo w ciągu 4—5 kolejnych lat. Bardzo bezpieczny system odchowu sprawia, że dorasta stosunkowo duży ich procent. Nadmiernemu zagęszczeniu zapobiegają migracje. Dlatego też ważne staje się rycie nowych nor na peryferiach „miasta". Konstruująje zwykle starsze osobniki i zaczynają spędzać tam noce. Obserwując pieski preriowe, odnosi się wrażenie, że „dziewiczej ziemi" poszukują także osobniki zmęczone ciągłym molestowaniem ich przez młodzież. Szukają one spokoju i często nie odpowiadają na nawoływania młodych. Nie jest to jednak nagła „dezercja", lecz stopniowe oddalanie i oddzielanie się od koterii. Nowa grupa może powstać na terenie dziewiczym, ale bywa i tak, że poszerzająca swój teren koteria wchłania system korytarzy zajmowanych przez inne pieski. Jest to teren, w którym sąsiedzi przejawiają słabą aktywność lub jest ichmało. Grupa najeźdźców rychło zaznacza swojąobec-ność na zdobytym terytorium i przepędza mniej licznych, dotychczasowych rezydentów. Odchów młodych obejmuje kilka faz. Kiedy młody nieświszczuk opuszcza gniazdo, w którym był karmiony przez matkę, zapoznaje się z ojcem i innymi krewniakami. Osobniki dorosłe opiekują się młodymi, co pozwala matce na wypoczynek. Dla młodego nieświszczuka jest to wspaniały okres. Wymienia „pocałunki" ze wszystkimi członkami koterii, karmi się mlekiem matki, a często także innych samic. Gdy chce w ten sposób uzyskać pokarm także od samców, nie spotyka go kara, lecz delikatne upomnienie. W trakcie zabawy samiec łagodnie czochra zębami futerko młodego. Badając otoczenie młody piesek prerio wy czasem oddala się i bezkarnie porusza po cudzym terenie. Zmienia się to jednak, kiedy pojawia się „imperatyw terytorialny". Przekraczające granicę, podrośnięte młode spotykają się z o-strzeżeniem, a gdy to nie skutkuje, są energicznie przepędzane przez sąsiadów. Podobne lekcje młode pieski preriowe odbierają i na rodzinnym terytorium. Początkowo dorosłe osobniki spędzają sporo czasu na zabawach z nimi, a gdy nie mają na to ochoty, młodzież zachęca je, wspinając się im na grzbiety, wczołgując pod brzuchy i ciągnąc zębami. Z czasem jednak 60 tolerancja dorosłych piesków preriowych maleje. Młody nieświszczuk odkrywa w pewnym momencie, że jego zaproszenie do zabawy jest ignorowane albo nawet karcone. Rosnące pieski preriowe nieustannie uczą się, czy to dzięki nabywaniu nowych doświadczeń, czy naśladując inne osobniki. Na przykład, gdy zaczynają wydawać głos, na ich okrzyki odpowiadają inni członkowie koterii. Kiedy jednak nieświszczuk znajduje się na obcym terenie, odpowiedzi takiej nie uzyskuje, natomiast spotyka go wroga reakcja sąsiadów. Zwierzę uczy się, że penetrację musi ograniczyć do granic terytorium koterii. Dzięki takiemu treningowi z beztroskiego i rozmiłowanego w pieszczotach młodzika, nieświszczuk przemienia się w dorosłego członka wspólnoty, który bierze udział we wspólnych zajęciach i broni terytorium. Bliscy ludziom Spośród wszystkich zwierząt najbliższe nam są inne naczelne*. Szympans, który jest najbardziej spokrewniony z człowiekiem, ma w około 99% identyczne DNA. Swoje podobieństwo małpy ujawniają między innymi zbliżonymi do ludzkich zachowaniami. Wiele wspólnego można już odnaleźć w zachowaniu pawiana**. Prowadzi on bardzo rozwinięte życie społeczne. Zwierzęta te wspólnie przemieszczają się i na różne sposoby wspierają. W dużej grupie pawianów ważne miejsce zajmują samce, które mają wyraziste „osobowości" i zindywidualizowane sposoby zachowywania. Stado liczy przeciętnie około 30—40 osobników, które łączy nie tyle genetycznie zaprogramowany popęd (np. seksualny), lecz w dużej mierze potrzeba emocjonalnej więzi. Los samotnego pawiana (jeśli nawet wykluczyć grożące mu w tej sytuacji większe niebezpieczeństwo) jest godny pożałowania. Zwierzę to musi mieć stały kontakt z innymi osobnikami i właśnie ten kontakt (a nie, powiedzmy, zaspokojenie popędu płciowego) jest dla niego najważniejszy. Na widok ludzi pawiany często okazują zainteresowanie. Mogą wspinać się na maskę samochodu i pozwalać ludziom, by za nimi podążali. Badacze zachowania się tych małp szybko stwierdzają, że poszczególni członkowie * W języku polskim nie istnieje tak wyraźne jak w angielskim rozróżnienie terminologiczne naczelnych: małpy niższe (monkeys) i małpy człekokształtne (apes) (przyp. tłum.). ** Z opisu wynika, że chodzi tu o pawiana sawannowego (Papio cynocephalus) (przyp. tłum.). 61 grupy mają tak zróżnicowane osobowości, jak ma to miejsce w społeczeństwie ludzkim. Ważnym wydarzeniem w grupie pawianów jest przyjście na świat nowego jej członka. Wiele osobników (nawet młode) przychodzą obejrzeć dziecko. Matka jest intensywnie iskana przez różne dorosłe pawiany, takie samo zachowanie pielęgnacyjne kierowane jest wobec młodego, który jest w centrum zainteresowania. Osobniki dorosłe wiążą się związkami przyjaźni. U młodych samic związek taki może trwać do końca życia. O roli społeczności w życiu małp może świadczyć następujący eksperyment przeprowadzony w Ameryce. Osobnik trzymany w laboratorium był w różny sposób nagradzany za wykonywanie specyficznych zadań. Jedną z nagród, najbardziej cenioną przez zwierzę, była możliwość zobaczenia innej małpy. Świadczy to o ogromnej potrzebie więzi społecznych i wadze, jaką przywiązują naczelne do utrzymywania kontaktu z innymi osobnikami swego gatunku. Noworodek pawiana pozostaje z matką przez 24 godziny na dobę. Dzięki specyficznemu odruchowi chwytania potrafi on mocno uczepić się futra na jej piersi. Jest to niezwykle ważne dla przeżycia, zwłaszcza w sytuacji, gdy matka musi poruszać się bardzo szybko (np. w czasie ucieczki). Jednak zachowania społeczne wymagają doświadczeń. Gdyby młody pawian odchowywał siew izolacji, nie mógłby się nauczyć norm zachowania obowiązujących w małpiej społeczności. Małpięta wykazują instynktowne przywiązanie do swoich matek. Sztuczny odchów być może daje im lepsze zaspokajanie „materialnych" potrzeb (pokarm, higiena itd.) i powoduje, że śmiertelność jest niższa niż w warunkach naturalnych. Ale jednocześnie sztuczny odchów nie daje młodemu zwierzęciu tego, czym jest kontakt z matką. Małżeństwo Harlow przeprowadziło cały cykl doświadczeń ze sztucznie odchowywanymi młodymi rezusami. W wychowalni małpięta miały do dyspozycji dwie atrapy naśladujące matkę: pluszową figurę z wyraźnie widoczną twarzą oraz drucianą makietę, po której młode rezusy mogły się wspinać i która zaopatrzona była w butelkę z mlekiem. Rozwój fizyczny małp przebiegał normalnie. Czas spożywania pokarmu i przyrost masy ciała był porównywalny. Jednakże interesująca była nie tylko fizjologiczna, lecz także psychologiczna strona eksperymentu. Otóż wyraźna różnica zarysowała się w preferowaniu atrap. Małpięta spędzały znacznie więcej czasu wczepione w pluszowe makiety. Tendencja ta uwidoczniła się od momentu, gdy rezusy mogły swobodnie, o własnych siłach badać otoczenie. Szczególnie intensywnie badały „twarz" atrapy, dotykając ją łapkami, a także tuląc do niej głowę. Źródłem pokarmu pozostały oczywiście makiety druciane, przy których znajdowało się mleko, ale rezusy często 62 korzystały ze smoczka przekręcając ciało w ten sposób, by nie schodzić z umieszczonej blisko pluszowej atrapy. Po karmieniu natychmiast i całkowicie oddawały się pluszowym „mamom". Wyniki tych badań przeczą często spotykanemu twierdzeniu, że źródłem więzi młodego ssaka z matką jest fakt, iż daje ona pokarm. Okazuje się, że istotne jest nie tyle dostarczanie jedzenia, lecz i doznania o charakterze dotykowym. Chociaż pluszowe atrapy nie przejawiały żadnej aktywności, z punktu widzenia odchowu okazały się bardzo pożyteczne. Były dostępne bez ograniczeń przez całą dobę nawet dla wyrośniętych już młodych rezusów (żywa matka musi mieć jednak czas na jedzenie, pielęgnację własnego futra itd.). Matka atrapa z oczywistych względów nie traci cierpliwości, nie karci i nie popełnia niezręczności, które mogą przysporzyć młodemu bólu (upuszczenie, przyciśnięcie itd). Nic dziwnego, że w doświadczeniu procent osobników odchowywanych był bliski 100. Wiadomo jednak, że prawdziwe matki pocieszają młode w sytuacji ostrego dyskomfortu i stresu. W eksperymentach Harlowów do imitowania takiej sytuacji użyto zabawki — nakręcanego misia, który chodził i uderzał w bębenek. Kiedy zabawka zbliżała się do młodego rezusa, ten w popłochu uciekał, szukając schronienia na pluszowej atrapie. Czasem reakcja małpki była tak gwałtowna, że w pośpiechu skakała ona na makietę drucianą, a dopiero po chwili przenosiła się na pluszową. Po kilku chwilach spędzonych w bezpiecznej, „matczynej" bliskości, małpka odwracała się, by śmielej niż przedtem obserwować nieznany obiekt. Także dla dzieci każdy element nieznany wydaje się zagrożeniem. Znajdujące się w nowej nietypowej sytuacji dziecko nie wykazuje silnej reakcji lękowej, dopóki może widzieć swoją matkę. Utrata kontaktu wzrokowego z matką może być sygnałem wyzwalającym silny stres. Podobne zjawisko możemy stwierdzić obserwując małe małpki. W jednym z testów młodego rezusa umieszczono w pojedynkę w pomieszczeniu pełnym potencjalnie interesujących przedmiotów (gałka do otwierania drzwi, drewniane klocki, makieta drzewa, kawałki zgniecionego papieru). Jednak po krótkim zbadaniu przedmiotów małpka wycofała się w kąt i stamtąd, z głową wtuloną w ramiona rzucała niepewne spojrzenia na interesujące ją obiekty. Wszystko to zmieniało się, gdy w pomieszczeniu znajdowała się pluszowa atrapa matki. W tej sytuacji małpka najpierw uciekała do niej, szukając pocieszenia itd., a dopiero później badała nowe przedmioty, przez cały czas jednak rzucając okiem na pluszową atrapę. Młode rezusy przerywały czasem zabawę i powracały do „matki", tak jakby spodziewały się z jej strony jakiejś negatywnej reakcji. Natomiast małpięta odchowywane tylko z makietą drucianą 63 nie czerpały z jej obecności żadnego oparcia psychicznego, w zagrożeniu małpka wtulała się w kąt i zasłaniała głowę ramionami. Silniejszy stres przeżywały osobniki w ogóle nie odchowywane z pluszową atrapą, aniżeli te, którym atrapę tę czasowo zabrano. Użyte w eksperymentach pluszowe „matki" nie poruszały się. W dalszych badaniach umożliwiono małpiętom wybór między nieruchomą atrapą a napędzaną specjalnym silniczkiem. Wszystkie małpki preferowały poruszającą się atrapę. Wszystkie poruszały też dźwignią, aby uruchomić mechanizm pozwalający im spojrzeć na innego osobnika w sąsiednim pomieszczeniu lub nawet na pluszową atrapę. Miało to dla małpiąt większą wartość niż miska z ulubionym pokarmem. Podsumowując, jaki więc czynnik wpływał na preferowanie przez młode rezusy określonej atrapy? Nie było to samo ciepło, bo „futro matki", do którego uciekały, było chłodniejsze od ogrzewanej podłogi pomieszczenia. Nie był to też pokarm, gdyż jak widzieliśmy, model z drutu, dostarczający pożywienia nie był dla małpiąt atrakcyjny. Siła bodźców wizualnych była uzależniona od wieku rezusów. W wieku około 3 miesięcy zaczynały one badać twarz atrapy, zaglądać w oczy i ruszać głową modela. Tak więc to chyba specyficzne wrażenia dotykowe (łącznie z bodźcami wizualnymi) decydowały o atrakcyjności pluszowej atrapy. Badacze prześledzili także, jak ważny dla dalszego rozwoju był wczesny kontakt małpiąt ze sztucznymi matkami. Niektóre rezusy odchowywano do wieku 8 miesięcy i dopiero wtedy umożliwiano im kontakt z atrapami. Takie osobniki, po okresie pewnej obawy i niepewności, trwającym około tygodnia, zaczęły traktować atrapy jako przedmioty do zabawy. Ale i w tym wypadku tylko najwyżej godzinę dziennie poświęcały modelowi drucianemu, podczas gdy pluszowemu do 10 godzin. Najbardziej intrygujący i ważny jest jednak fakt, iż rezusy izolowane do 8 miesięcy spędzały z pluszowymi „matkami" średnio o połowę czasu mniej, niż osobniki odchowywane razem z atrapami. Co więcej, w czasie jednorazowego kontaktu osobniki izolowane szybko traciły zainteresowanie obiektami. Wytwarzanie się więzi pomiędzy małpką a sztuczną matką musi więc przebiegać w odpowiednim czasie, w ciągu pierwszych kilku tygodni życia. Potwierdzeniem tej tezy może być fakt, że ugruntowana w stosownym czasie więź nie ulega osłabieniu wskutek okresowego rozstania. Niektóre spośród rezusów oddzielono od atrap w wieku 5,5 lat; przy ponownym spotkaniu, nawet po 18 miesiącach, pozytywna reakcja małp była natychmiastowa. Niektóre z nich okazywały wówczas sztucznym matkom więcej niż zwykle zainteresowania i czułości. 64 Doświadczenie Harlowów stanowi lekcję także dla rodziców zaniedbujących dzieci, rodziców, którzy w stosownym czasie nie nawiązują z nimi odpowiedniego kontaktu. W dzisiejszych czasach zaobserować można często podświadomą niechęć w stosunku do dzieci. W domu rodzice i młodzież muszą się wzajemnie „znosić", a dzieci określa się jako „małe potwory" czy „tępole" przywiązane tylko do swoich komputerów. Postępowanie wobec wielu dzieci sprawia, że czują się one nie chciane i odtrącone. Jeśli takie bodźce oddziałująna nie w krytycznej fazie rozwoju, nietrudno zgadnąć, dlaczego jako dorośli stają się bezwzględni, cierpią na znieczulicę, są destrukcyjni. Młodzi ludzie ulegają wpływom nie zawsze mądrych obiegowych teorii, przez które w dużej mierze zostająuformowani. Kiedy dokoła panuje histeria na temat zdrowego żywienia, kiedy media bez przerwy ostrzegają przed zgubnymi skutkami przejadania się i bezustannie przywołuje się statystyki ukazujące „problemy ludzi z nadwagą", nie możemy się dziwić, że młode dziewczyny zapadają na anoreksję. To efekt swoistej „edukacji". Wnioski z doświadczeń przeprowadzonych na rezusach wiele mówią! W naturze u żyjących w grupach małp młode osobniki są przedmiotem uwagi nie tylko matki, ale i innych członków społeczności. Małpka instynktownie trzyma się futra matki, ale jej „socjalizacja" (termin oznacza proces stawania się członkiem społeczności) polega w dużej mierze na kumulowaniu doświadczeń. Na początku matka sadza młodego pawiana na grzbiecie i szybko uczy się on j ak zachować równowagę. Wkrótce młoda małpa zaczyna pobierać pokarm stały i bawić się z rówieśnikami w grupie. Czas upływa wtedy na psotach, ciągnięciu się za ogony i na udawanych walkach. W czasie zabawy grupę młodzieży zawsze obserwuje dorosły pawian, który interweniując, hamuje zbyt „destrukcyjne" zapędy młodych. W życiu pawianiąt (i innych społecznych gatunków małp) dużo miejsca zajmuje iskanie. Do osiągnięcia dojrzałości młody osobnik jest iskany przez matkę. W grupie pawianów większość takich zachowań widzi się u dorosłych samic, które iskają siebie nawzajem, młode, a także samce. Iskanie pełni różne funkcje. Jednąz nich jest utrzymanie higieny ciała. Czynność ta pozwala pawianowi pozbyć się nagromadzonych we włosach rozmaitych zanieczyszczeń i pasożytów (roztocza, kleszcze). Drugą funkcję można by określić jako kosmetyczną. Wyczesywanie okrywy włosowej i rozplątywanie włosów prawdopodobnie wpływa u zwierzęcia na lepsze samopoczucie . Trzecią funkcją jest społeczny charakter tej czynności. Jak u wielu innych ssaków, u pawianóww iskanie zaangażowana jest przynajmniej dwójka osobników. Zwierzę, które jest pielęgnowane kołysze się lekko, ma podniesioną głowę i zamknięte oczy. Najwyraźniej zabieg ten sprawia mu przyjemność. 5 - Czujące istoty O D Po pewnym czasie role się zamieniają i iskany osobnik zaczyna przeczesywać zagiętymi palcami futro swojego dotychczasowego „dobroczyńcy". Iskanie, które zajmuje wiele czasu w „rozkładzie dnia" pawianów, sprawia im widoczną satysfakcję. Taki kontakt fizyczny jest dla tych zwierząt prawdopodobnie tak korzystny, jak dla człowieka relaksujący masaż. Pawian nie jest zwierzęciem ściśle terytorialnym, ale raczej unika kontaktów z obcymi grupami swojego gatunku, z wyjątkiem sytuacji, gdy trzeba np. wspólnie korzystać ze znalezionej wody. Pawiany są zwierzętami w zasadzie roślinożernymi. Czasami dietę uzupełniają mięsem upolowanych zwierząt (np. cieląt gazeli). Jednak potrafią stworzyć rodzaj symbiozy z innymi gatunkami zwierząt żyjącymi na sawannie. Często można zobaczyć wspólnie żerujące pawiany i impale. Smukła, pełna wdzięku impala ma wyostrzone zmysły i potrafi bardzo szybko wykryć zbliżającego się wroga. Z drugiej strony, w sąsiedztwie pawianów antylopa ta jest śmielsza wobec drapieżników, pawiany bowiem nie wpadają w popłoch np. na widok skradającego się geparda. Kiedy samce pawianów ostro warcząc i przybierając postawę grożącą zniechęcają geparda do ataku, impala często spokojnie się pasie, a na okrzyk ostrzegawczy wydawany przez pawiana rzucaj ą się do ucieczki zarówno małpy jaki antylopy. Pawiany żyją w grupach, które porównać można do społeczności ludzkich. Małpy te nie wiążą się ze sobą kierowane wyłącznie instynktem czy żądzą. W ich społeczności poszczególne osobniki podejmują decyzje, rozwiązują problemy, uczą się od siebie. Odczuwają zadowolenie, lęk i obawę. W naszym ludzkim świecie kierujemy się emocjami i wspomagamy psychoterapią. Zwierzęta nie mają swoich psychoterapeutów, ale złożonych i wyrazistych emocji nikt nie może im odmówić. Małpy człekokształtne i człowiek Małpy człekokształtne wykazują wiele cech, określanych jako o typowo ludzkie. Przez wiele lat panowało przekonanie, że człowiek pochodzi od tych właśnie zwierząt. Taki wniosek wynikał z pierwotnego rozumienia konsekwencji darwinizmu (teorii Darwina—Wallace^a na temat ewolucji poprzez selekcję naturalną). W epoce wiktoriańskiej po raz pierwszy popularność zdobyły karykatury ludzi obdarzonych cechami małpimi. Dziś uważa się, że małpy człekokształtne i człowiek wyewołuowały od wspólnego przodka, który wyginął. Obecne badania genetyczne wykazują, że szympansy (szympans i bonobo) są bliżej spokrewnione z człowiekiem niż goryl i orangutan. Szym- 66 pans karłowaty - bonobo - jest przypuszczalnie naszym najbliższym krewniakiem. Linia goryla wydzieliła się prawdopodobnie 10 min lat temu, a linia szympansa około 5 min lat temu. Niektórzy systematycy uważają, że człowiek jest po prostu trzecim odgałęzieniem linii szympansa. Współczesny Homo sapiens istnieje przypuszczalnie 2 min lat i pochodzi od człowieka cromagnońskiego, który „wygrał konkurencję" z neandertalczykiem. Genetyczny typ negroidalny i kaukaski uformowały się ok. 50 tys. lat temu, a rasy orientalne - zaledwie 10 tys. lat temu. Świadczy to o biologicznej zwartości człowieka i obrazuje, jak bliscy jesteśmy naszym przodkom. Jeśli jako długość życia jednej generacji przyjąć 33 lata (dla ułatwienia rachunku, bo wtedy w stuleciu „mieszczą się" trzy pokolenia), to od najstarszego Homo sapiens dzieli nas zaledwie 6 min pokoleń. Dystans ten możemy przedstawić także inaczej. Gdyby ludzie utworzyli kordon, stając od siebie w odległości 1,5 m, cały dystans wyniósłby 4 min metrów, czyli 4 tys. kilometrów. Jest to przybliżona odległość pomiędzy krańcami terytorium USA (4517 km) lub Australii (4025 km). Dodajmy jeszcze drugie tyle i będziemy wiedzieli, jaka odległość dzieli nas od naszych przodków. Przypatrując się szympansom możemy się wiele o sobie nauczyć. Do rodziny małp człekokształtnych - Pongidae - należą dwa gatunki tych zwierząt: szympans Pan troglodytes i bonobo szympans karłowaty Pan pani-scus. Obszar występowania szympansa rozciąga się od Afryki Zachodniej (Gwinea i Sierra Leone) do afrykańskich wielkich jezior na wschodzie. Bonobo ogranicza swoje występowanie do wschodniej części basenu Konga. Więcej wspólnego z człowiekiem ma szympans Pan troglodytes. Samce tego gatunku osiągają wysokość około 1,7 m i wagę do 70 kg. Podobnie jak człowiek, szympans prowadzi dzienny tryb życia i jest wszystkożerny. Spożywa około 200 rodzajów pokarmów roślinnych, uzupełniając dietę mrówkami, termitami, miodem, jajami ptaków i małymi ssakami (zdarza się, że i mniejszymi gatunkami małp). Szympans nie jest łagodnym roślinożercą; grupa tych zwierząt osacza i zabija dla pokarmu inne zwierzęta (niekiedy nawet obce młode własnego gatunku!). Każdego wieczoru dorosłe szympansy budują sobie na drzewie legowiska. U samicy cykl płciowy trwa 35 dni, z czego przez sześć dni jest aktywna płciowo. Nie występuje specyficzny okres rozrodu. Ciąża trwa ponad 7 miesięcy, a rodzi się zwykle jedno młode (czasem bliźnięta). Odsądzanie przebiega w 4 roku życia, ale młode zwykle towarzyszą matkom do osiągnięcia 10 lat. Więź pomiędzy matką a potomkiem utrzymuje się przez całe życie. W środowisku naturalnym szympansy dożywają do około 60 lat. 67 Szympansy żyją w luźnych grupach, liczących od 2 do 80 osobników, na dość dużych terytoriach, którym pozostają wierne przez wiele lat. W o-brębie dużej grupy często autonomicznie funkcjonująmniejsze grupy rodzinne. Na inne tereny emigrują czasem wyłącznie samice. Wzajemne relacje (zwłaszcza pomiędzy dorosłymi samcami) mogą zmieniać się bardzo szybko. Kontaktom towarzyszy często wzajemne iskanie. Samica kojarzy się z różnymi samcami. Członkowie jednej grupy współpracują w czasie polowania, a później dzielą się mięsem. Gdy jakiś osobnik znajdzie źródło pokarmu, powiadamia inne, pohukując, krzycząc i potrząsając gałęziami. Elokwentna małpa Komunikowanie się to bezsprzecznie żywioł szympansów. Małpy te dysponują złożonym systemem mimiki, zróżnicowanymi pozycjami ciała i gestami, za pomocą których mogą przekazywać subtelne sygnały. Młody szympans wydaje ponad 30 różnych dźwięków. Dzięki tym środkom wyrazu szympansy mogą sygnalizować swoje stany emocjonalne. Bez wątpienia są to zwierzęta inteligentne, które potrafią dokonywać skomplikowanych operacji myślowych. Na przykład osobniki dorosłe współpracują ze sobą i dzielą się pokarmem. Czasem dochodzi do sytuacji pozornie zabawnych, lecz skłaniających obserwatora do refleksji. W jednej z badanych grup szympansów samiec imieniem Dandy zalecał się do samicy. Tak jak to zwykle bywa u tego gatunku, Dandy nie ukrywał przed swą wybranką erekcji penisa, która świadczy o podnieceniu i osiągnięciu stanu gotowości do kopulacji. Jednak w tym momencie pojawił się konkurent Dandye^go, samiec stojący wyżej w hierarchii. Dandy momentalnie zareagował na to opuszczeniem dłoni i zasłonięciem penisa. Czy oznacza to, że szympansy są wstydliwe? Zachowywanie się tych zwierząt w czasie kojarzenia nie skłania do takiego wniosku. Raczej mamy tu do czynienia z reakcją na nieoczekiwaną sytuację. Czy nie jest to oznaka procesu myślenia? Laboratoryjne potwierdzenie złożonych procesów psychicznych u szympansów uzyskano dzięki badaniom nad uczeniem ich komunikowania się z człowiekiem. Wykorzystano do tego amerykańską wersję języka migowego dla głuchoniemych. Technikę tę zastosowali w końcu lat 60. Alan i Beatrice Gardnerowie wobec odchowywanej przez nich szympansi-cy o imieniu Washoe. Zwierzę to było traktowane jak ludzkie dziecko, a w jego obecności używano wyłącznie języka migowego. Aby umożliwić Wa- 68 shoe lepszy start, treserzy początkowo układali jej dłoń, pokazując, jak powinien wyglądać określony znak. W ciągu następnych 4 lat eksperymentów Washoe nauczyła się posługiwać 130 znakami, określającymi słowa lub krótkie frazy. Szympansica prawidłowo nazywała pokazywane jej obiekty lub obrazki. Pewnego razu, gdy po raz pierwszy w życiu zobaczyła łabędzia, zasygnalizowała za pomocą języka migowego, żejestto„ptak-woda". Zauważono, że Washoe ćwiczyła sygnalizację migową nawet wtedy, gdy zostawała sama. Inną szympansicę odmienną metodą uczono na Uniwersytecie Pensylwania. Małpa posługiwała się kolorowymi plastikowymi klockami. Po treningu szympansica ta potrafiła prawidłowo odpowiadać na pytania typu „Jaki to jest kolor ....?", wskazując na odpowiednią barwę, bez względu na kształt klocka i niezależnie od tego, że barwa mogła nie odpowiadać obiektowi, który reprezentował klocek. Na Uniwersytecie Eamory dwa inne szympansy uczono, by porozumiewały się przy użyciu klawiatury. Wkrótce nabyły one umiejętność posługiwania się specjalnym zakodowanym językiem. Nie tylko komunikowały się za pomocą klawiatury, ale nawet potrafiły wystukać na nim do siebie komunikat prośbę o przyniesienie określonego przedmiotu. Czy w opisanych tu przypadkach uczenia szympansów komunikowania się nie mamy czasem kolejnej wersji historii „Mądrego Hansa" (zob. wyżej)? Pewien sceptycyzm można żywić w przypadku języka migowego. Małpy naśladowały tu znaki wykonywane przez człowieka, toteż narzuca się podejrzenie, że zwierzęta mogły być inspirowane przez opiekunów. Takie właśnie zastrzeżenia wysuwają krytycy. Argumentują oni, że szympansy mogły (także wybierając klocki i stukając w klawiaturę) wychwytywać znaki aprobaty ze strony opiekunów, tak jak to robił „Mądry Hans". Argument ten nie jest jednak przekonywający. Po pierwsze, w doświadczeniach w komunikowaniu się z szympansami zastosowano szereg elementów zabezpieczających „czystość" obserwacji. W przypadku Washoe np. reakcje małpy rejestrował oprócz opiekuna niezależny, ukryty obserwator. Eliminowało to subiektywne odczytanie reakcji szympansa i ograniczało podświadomą „zmowę" między małpą a prowadzącym doświadczenie. W eksperymentach z klawiaturą szympans odpowiadał na pytania zadawane z sąsiedniego pomieszczenia przez głośnik, nie miał więc możliwości kontaktu z człowiekiem w trakcie rozwiązywania zadania. Po drugie, liczba znaków i ich kombinacja była w eksperymentach duża i w tych warunkach „zasugerowanie" przez człowieka prawidłowej odpowiedzi równa się prawdopodobieństwu 1:1000. Jednakże jednemu zastrzeżeniu nie można odmówić słuszności: zakres tego, co mogą nam przekazać zwierzęta, jest ograniczony. Małpy sąw stanie tworzyć zbitki składające 69 sicz kilku słów, ale nauczenie sięreguł składni i gramatyki jest, jak się zdaje, poza granicami ich możliwości. Ludzkie dzieci układają słowa w określonej kolejności, często dodają jeszcze jedno lub dwa —by wzmocnić znaczenie komunikatu. Tymczasem małpy człekokształtne po prostu recytują słowa w chaotycznej kadencji, uzależnionej od stanu emocjonalnego zwierzęcia. Najdłuższe zdanie wypowiedziane przez gorylicę Koko brzmiało mniej więcej tak: „Proszę mleko proszę ja lubić pić butelka jabłko". Natomiast młody samiec szympansa Nim zasygnalizował: „Daj pomarańcz ja daj jeść pomarańcz daj ja jeść pomarańcz daj ja ty". Małpy nie mają tak złożonych zdolności wyrażania myśli słowami, jakimi obdarzone są dzieci. Jednak komunikacja już w takiej formie, jak opisano wyżej, daje pewien wgląd w sposób, w jaki zwierzę postrzega pragnienia i stany emocjonalne innego osobnika. Teoretycy języka twierdzą, że aby jakiś sposób sygnalizowania zasługiwał na to miano musi być spełniony pewien warunek. Osobnik, który odbiera komunikat, powinien rozumieć mentalne nastawienie („stan umysłu") innego osobnika - nadawcy wiadomości. Jednak w świecie zwierząt takie zjawisko nie jest (jak by się mogło wydawać) ograniczone gatunkowo. Jeśli kos wydaje okrzyk ostrzegawczy, inne ptaki odbierają to jako alarm, który wiąże się z nadawcą*. Odbiorcy sygnału wiedzą, co „ma na myśli" nadawca. Podobnie dzieje się z ludźmi. Opanowanie (w pewnej mierze) przez małpy ludzkiego języka migowego uzasadnia pogląd, że myślenie może się obyć bez słów. Szympansy i inne małpy człekokształtne po zapoznaniu się z językiem migowym były zdolne do artykułowania swoich myśli. Dopóki nie odebrały od człowieka określonych instrukcji, żyły w świecie bez słów; później zaczęły w sposób naturalny ich używać. Małpy komunikowały się zawsze, ale ludzie skłonili je do przełożenia artykulacji swoich potrzeb na język innego gatunku. Powtórzmy: ludzie dali szympansom i gorylom słowa, ale zwierzęta te miały zawsze swój język. * Wydając okrzyk ostrzegawczy, ptak przekazuje swój stan niepokoju (reakcja alarmowa). Jednak dla innych ptaków okrzyk ten sprowadza się do nieokreślonego komunikatu „niebezpieczeństwo". Ich reakcja na sygnał o obecności drapieżnika ma charakter automatyczny. Dopiero u naczelnych stwierdzono związek sygnału z jakąś określoną treścią (u koczkodanów zróżnicowanie odgłosów ostrzegawczych odpowiada rodzajom drapieżników) (przyp. tłum.). 70 Zwierzęta w niewoli Dane o wrażliwości (fizycznej i psychicznej) zwierząt na warunki otoczenia wywarły wieloraki wpływ na warunki utrzymania i pielęgnację gatunków użytkowanych przez człowieka do różnych celów. Sprawą zasadniczą, budzącą zawsze ogromne emocje, jest problem zwierząt doświadczalnych w badaniach naukowych. Niegdyś dyskutowałem na ten temat w pewnym telewizyjnym programie, podkreślając, że ogromny postęp na wielu polach medycyny nie byłby możliwy bez zwierząt doświadczalnych. W ciągu następnego tygodnia otrzymałem wiele krytycznych listów. W szczególności jedna z moich respondentek sprawiała wrażenie, jakby pisała piórem umaczanym w jadzie. Kobieta ta przedstawiła się jako przeciwniczka wszelkiego okrucieństwa. Pisała, że światem rządzą sadyści, i jest przekonana, że największymi okrutnikami są naukowcy, którzy prowadzą badania medyczne na zwierzętach — ale to musi się skończyć. Ta pani miała gotową receptę: każdego naukowca należy obnażyć (zedrzeć mu ubranie!) i torturować. Zasady obchodzenia się ze zwierzętami w krajach członkowskich opracowała Unia Europejska. Powinniśmy zwrócić szczególną uwagę, by „polepszać dobrostan zwierząt, dzięki którym osiągamy zysk i którymi winniśmy się opiekować". Słowo „polepszyć" jest tu nieco dwuznaczne, może bowiem sugerować, że zamiast być bardzo okrutnym dla zwierząt, będziemy dla nich po prostu okrutni. To też postęp, a przecież nie o to chodzi. Naszym celem powinno być unikanie zadawania zwierzętom niepotrzebnego cierpienia. Nie tylko dlatego, że są to istoty czujące. Ludzie obdarzeni są wrażliwością moralną i powinni wiedzieć, że okrucieństwo sprzeczne jest z zasadami humanitarnego postępowania. Tak zwane prawa zwierząt są wysoce kontrowersyjne i nie majątu moim zadaniem nic do rzeczy. Czy stojąca przed głodnym kotem mysz może zasłonić się swoimi „prawami"? Jakie „prawo" ma uciekająca przed gepardem gazela? Czy niewinni wieśniacy zabici przez słonie w Azji (por. wyżej) nie mieli prawa do życia? A przecież same słonie też broniły się przed intruzami. Zamiast dywagować nad prawami zwierząt, lepiej skoncentrować się na powinnościach ludzi. Wiemy, co to jest postępowanie okrutne, i ciąży na nas obowiązek takiego działania, które zapobiegnie okrucieństwom i innym niegodnym nadużyciom wobec naszych kuzynów. Ważne zadanie stoi przed biologami, którzy badając funkcjonowanie organizmów, pomagajątym samym w ochronie przyrody i jej różnorodności. Biolodzy zajmuj ą się także określeniem czynników wpływaj ących na zdrowie, 71 nie tylko człowieka, ale również roślin i zwierząt. Wiele chorób, na które zapadają ludzie, występuje także u innych ssaków. Dotyczy to np. intensywnie obecnie badanych schorzeń genetycznych i autoimmunologicznych. Choćby dlatego w badaniach medycznych wykorzystuje się zwierzęta jako obiekty, na których można wypróbować działanie określonej terapii. Jednak wykorzystywanie zwierząt w medycynie budzi protesty. Niektórzy ludzie (raczej mały procent kontestujących) uważają, że pod żadnym pozorem nie powinno się wykorzystywać zwierząt. Stosunkowo wiele osób jest zdania, że posługiwanie się zwierzętami jest dopuszczalne, ale pod warunkiem, że będą to doświadczenia konstruktywne (wnoszące coś nowego do nauki), a badania prowadzone w sposób humanitarny. Tylko niewielki procent ludzi formułuje pogląd, że stojący wyżej w rozwoju człowiek ma prawo manipulować zwierzętami w dowolny sposób. Mam powody sądzić, że wyrażanie poglądów w tej kwestii ma często charakter zewnętrznej manifestacji. Kiedyś w dworcowym bufecie rozmawiałem z młodym studentem, który nie krył swojej żarliwości jako obrońca zwierząt. W trakcie rozmowy wyznał, że jest już właściwie wegetarianinem. W zasadzie nie miałem powodu, by wątpić w szczerość tej deklaracji, chociaż jej siła przekonywająca zmniejszyła się, gdy student poprosił bufetową, by przygotowała mu na „wynos" kanapkę z bekonem. Czy zwierzęta odczuwają ból? Ból, to zagadnienie, któremu można by poświęcić niejeden opasły tom. Jednocześnie pod względem naukowym nie jest on jeszcze wystarczająco zbadany (przynajmniej jeśli chodzi o kwestie jego odczuwania u człowieka). Nie ma precyzyjnych określeń dla różnych rodzajów bólu. Nie potrafimy mierzyć bólu, chociaż opisowo można go sklasyfikować. Ból związany z powierzchnią ciała jest zlokalizowany i ostry. Bóle wewnętrzne, odczuwane w mięśniach czy kościach, mają charakter rozlany, trudniejszy do umiejscowienia. Bardzo dokuczliwy może być ból narządów wewnętrznych, takich jak np. pęcherzyk żółciowy, wyrostek robaczkowy. Bardzo często spotykany jest ból głowy. Ma on rozmaity charakter: pulsujący, ostry, piekący, rozlany lub zlokalizowany w skroni, potylicy itd. Ból nie tylko trudno opisać, ale także określić wpływ, jaki na nas wywiera. Dawniej dość powszechnie formułowano opinię, że zwierzęta nie odczuwają bólu. Na tę bardzo śmiałą tezę (usprawiedliwiającą złe traktowanie zwierząt) nigdy nie przedstawiono żadnego dowodu. A przecież, jak się wy- 72 daje (odwołuję się do własnych obserwacji), nawet niektóre mikroorganizmy oglądane pod mikroskopem zdają się zdradzać coś w rodzaju objawów stresu. Postarajmy się szczegółowiej zbadać ten problem. Aby tego dokonać, sformułujmy dawną tezę bardziej naukowo: Nie ma dowodu na to, że zwierzęta mogą odczuwać ból. Rozdzielmy to zagadnienie i zapytajmy: - Czy zwierzęta mogą czuć ból? — Jakie ma to dla nich znaczenie? Czy u zwierząt obserwujemy np. reakcję unikania określonych bodźców? Nawet z codziennych obserwacji wiemy, że reakcje takie występują u wielu zwierząt. Ginące pod wpływem pestycydów owady wyginają się jakby pod wpływem cierpienia. Chrząszcze wyraźnie cofają się przed rozgrzaną igłą, którą zbliża się do ich czułków*. Szczury, którym w trakcie eksperymentów robi się zastrzyki, próbują unikać dalszych, najwyraźniej nieprzyjemnych dla nich doświadczeń, gryząc rękę chwytającego je laboranta. Bardzo wrażliwe są także mięczaki, które nie tylko reagują na ból, ale uważa się, że rozpoznają również ludzi, którzy zadawali im ból w przeszłości. Wiele obserwacji wskazuje na to, że zwierzęta odczuwająból i wybierajątaką strategię zachowania się, która zminimalizuje szansę jego powtórzenia. Możemy dalej zapytać, czy istnieją w ciele zwierząt receptory bólu, czyli wyspecjalizowane komórki pozwalające na jego odczuwanie. Odpowiedź na to pytanie jest twierdząca. U zwierząt możemy odtworzyć drogę, którą przebywa bodziec bólowy, aż do analizujących go ośrodków w centralnym układzie nerwowym. Mamy też świadectwa istnienia w organizmach zwierzęcych tzw. endogennych opiatów, czyli naturalnych, wydzielanych przez organizm środków znieczulających. Wreszcie na zwierzęta działają wyraźnie farmakologiczne środki przeciwbólowe stosowane u ludzi. Wszystkie te obserwacje wskazują niezbicie, że zwierzęta mają zdolność odczuwania bólu. Na pytanie, czy odczuwanie bólu przez zwierzęta ma jakieś znaczenie, w wielu wypadkach odpowiedź jest negatywna. My, ludzie, patrzymy na ból u zwierząt w sposób subiektywny, antropomorficzny, przez pryzmat własnych doświadczeń. Ból jest dla człowieka bardzo przykry, ale w dużej mierze dzieje się tak, ponieważ uświadamiamy sobie, że jest on wynikiem urazu czy schorzenia. Wspominałem już wyżej o wypadku, kiedy głęboka rana cięta w trakcie kąpieli w morzu nie dokuczała, dopóki człowiek nie zauważył, że jest * Potwierdzenie istnienia bólu u owadów uzyskano między innymi w doświadczeniach nad użyciem u tych zwierząt morfiny, jako środka znieczulającego (przyp. tłum.). 73 zraniony. Zwierzęta nie mają zdolności uświadamiania sobie konsekwencji bólu. Jak się zdaje jest on dla nich często bez znaczenia, a przynajmniej nie niesie ze sobą wielkiego cierpienia. Zebra, która po nieudanym ataku dużego kota spokojnie pasie się z głęboką raną w boku ciała, to wcale nierzadki widok w afrykańskich parkach narodowych*. Jej zachowanie nie wyraża nic z tego, co uważamy za przejaw cierpienia z powodu bólu. Analogiczne zjawisko można zaobserwować także u owadów. Nierzadko widzi się np. jak owad spokojnie pożywia się na liściu, będąc jednocześnie pożeranym od tyłu. Samiec żaby w okresie zalotów utrzymuje specyficzną pozycję obejmując samicę (tzw. ampleksus) nawet, gdy w tylnej części ciała ma poważną ranę. Ostatnie badania na Uniwersytecie Cornell wykazały, że zdolność do rozpłodu u samca australijskiego czerwonogrz-bietego pająka wiąże się z jego ostatecznym losem. Po kopulacji samiec zostaje pożarty przez swą oblubienicę. Zaobserwowano, że o względy samicy rywalizuje u tego gatunku do sześciu samców. Średni czas trwania kopulacji wynosił 11 minut, lecz samiec, który, jak się zdaje, najlepiej wypełnił swą rolę, kopulował przez około pół godziny. Tego to właśnie samca (który zresztą nie wykazywał ochoty do ucieczki) samica „uhonorowała" poprzez pożarcie. Idąc śladem interpretacji socjobiologów, można skomentować to zachowanie się mówiąc, że samica „zawłaszczyła" sobie geny samca dla własnego potomstwa. Pająki to zwierzęta zmiennocieplne, które uznawane są za niższe. Prawdziwą zagadkę stanowi jednak reakcja na ból u ssaków. Dziki koń ze złamaną nogą (dla ludzi ból związany z tym urazem jest trudny do zniesienia) w dalszym ciągu porusza się po prerii i - jakby nigdy nic - pasie się. Dlaczego koń ze złamaną kończyną znosi uraz bez przysłowiowego mrugnięcia oka? Czy jest to spowodowane blokowaniem impulsu bólu, choćby dzięki produkcji endogennych opiatów (por. wyżej)? Czy koń w jakiś sposób mobilizuje się, by nie ukazywać swej bezużyteczności innym osobnikom, a słabości drapieżnikom? Trzeba znacznie dokładniej poznać, jak zwierzęta odczuwająból, ale już dziś wydaje się, że odczucie to może być nieco inne niż u człowieka. Być może zresztą pytanie o ból jest źle postawione, raczej powinniśmy zbadać, czy i kiedy zwierzęta odczuwają stres. O tym, że te dwa pojęcia nie muszą się pokrywać, przekonują obserwacje zwierząt przetrzymywanych w niewłaściwych warunkach. Mimo braku bólu przykrym doświadczeniem wydaje się * Sądzi się, że zwierzęta, które zostają dość brutalnie zabijane przez drapieżniki (np. przez rozerwanie żywcem), pod wpływem szoku doznają swoistego znieczulenia (przyp. tłum.). 74 dla nich np. zamknięcie w klatkach, izolacja od innych osobników, poczucie braku bezpieczeństwa. Ograniczenie stresu jest naszym największym zadaniem i powinnością wobec zwierząt w nowym milenium. Zadania dla rolnictwa i hodowców Rolnicy powinni uświadomić sobie konsekwencje płynące z faktu odczuwania przez zwierzęta bólu i stresu. Intensywny chów kurcząt czy trzody chlewnej jest dla zwierząt zbyt okrutny. Na fermach bydła mlecznego często słychać wskazujące na silny stres odgłosy krów, którym zbyt wcześnie odebrano cielęta. Społeczeństwo przyszłości najprawdopodobniej nie zaakceptuje zobojętnienia na podstawowe potrzeby, które odczuwa każdy żywy organizm. Zresztą niewłaściwe traktowanie zwierząt domowych negatywnie odbija się na produkcji, prowadzi do zubożenia farmera i przynosi szkody całemu rolnictwu. Spadek jakości wieprzowiny, tzw. blade-miękkie-wilgotne mięso (angielski skrót PSE) wiąże się ze stresem, który odczuwają świnie przed ubojem. Mięso PSE praktycznie nie nadaje się do sprzedaży. Przez wiele lat sądzono, że zyskowne rolnictwo polega na długofalowym wzroście dochodu. Obecnie nie wydaje się, by było to możliwe. Finansowe problemy, przed którymi stanęli farmerzy trzody chlewnej, których zwierzęta dają mięso PSE, to tylko jeden z udokumentowanych przykładów. Bardzo krótkowzroczna była reakcja na pojawienie się gąbczastych zmian w mózgu (BSE) u bydła. Ostrzeżenia naukowców były ignorowane, a w niektórych wypadkach nawet wyciszane. Podobnie rzecz miała się z nową, śmiercionośną odmianą pałeczki okrężnicy Escherichia coli (typ 0157). Obecnie, na Zachodzie aż 10% pogłowia bydła domowego to nosiciele tej bakterii, która może być fatalna w skutkach także dla konsumentów wołowiny. Łącznie choroba „wściekłych krów" i szczep 0157 pałeczki okrężnicy są w stanie spowodować katastrofę w komercyjnej hodowli zwierząt i całkowity krach produkcji wołowiny. Jeśli tak się stanie, to za właściwą przyczynę tego stanu rzeczy należy uznać chęć szybkiego zysku, uniemożliwiającą chów zwierząt we właściwych warunkach. Złowróżbnym sygnałem dla producentów wołowiny powinien być los brytyjskich bukatów (młodego bydła rzeźnego wypasanego według standardów kontynentalnych) hodowanych na eksport. Przyszłość tej gałęzi produkcji zwierzęcej została przesądzona w wyniku pojawienia się choroby BSE. Dobrze odżywione i nie narażone na stresy bydło jest z pewnością mniej podatne na różnego typu schorzenia. Podobnie wygląda też problem występowania i zapobiegania zakażeniom bakterią Salmonella u kur. 75 Jeśli za priorytety w produkcji zwierzęcej uzna się troskę o zdrowie zwierząt i właściwe warunki hodowli, będzie je to chroniło przed infekcjami, a w konsekwencji także sprzyjało ochronie zdrowia konsumentów. Obecnie poważnym problemem jest coraz częściej występujące zakażanie się zwierząt pierwotniakiem Cryptosporidium. U zwierząt domowych mikroorganizm ten wywołuje biegunkę. Wydalana jest rozwodniona papka. Cryptosporidium wywołało już przypadki zachorowań u ludzi. Dzieje się tak, gdy np. na skutek powodzi pierwotniak dostaje się do ujęć wody pitnej. Cryptosporidium jest odporne na chlor i może przetrwać w wodociągach. Nie ma zatem wątpliwości, że zarówno w interesie zwierząt, jak i ludzi, fermy hodowlane powinny być poddawane rutynowej kontroli, aby nie dopuścić do rozprzestrzeniania się tego pierwotniaka. Tymczasem przepisy profilaktyczne są niekonsekwentne. Na przykład istnieje zakaz kąpieli w sztucznych zbiornikach wodnych, które stanowią rezerwuary wody pitnej. Argumentuje się, że ludzie mogą zatruć wodę bakteriami chorobotwórczymi. Niedawno odwiedziłem jeden z takich zbiorników. Okazuje się, że choć nie można w nim pływać, przepisy nie zabraniają żeglować. Co więcej, tereny w okolicy jeziora, które wizytowałem, przewidziane były do użytkowania jako pastwiska. Nad brzegami zbiornika tłoczyło się stado owiec! Niewtajemniczonym śpieszę wyjaśnić, że jedna owca zdolna jest zakazić wodę wystarczającą ilością Cryptosporidium, by zainfekować średniej wielkości miasto. Zapewne sprawa ta niegdyś znajdzie swój epilog w sądzie. Można wskazać też na inne przykłady ignorancji czy niedopatrzenia, które dotyczą zwierząt, a pośrednio mogą stanowić zagrożenie dla ludzi. Zatłoczone klatki bateryjne* dla drobiu, to nawet dla zwykłego obserwatora niehumanitarny sposób trzymania zwierząt. Na jednego ptaka przypada w takiej klatce powierzchnia równa kartce notatnika. Nie określając, jak powinny wyglądać właściwe pomieszczenia dla drobiu, stwierdzić należy, że baterie winny być bezwzględnie zlikwidowane. Niedopuszczalne jest też, by zwierzęta musiały przebywać pełną stresów (często nadmiernie stłoczone) drogę do rzeźni. Norma to umieszczenie rzeźni obok farmy. Być może w przyszłości powinny ulec zmianie zasady chowu zwierząt domowych. Tak np. teren wypasu zwierząt winien mieć zadaszone, ocienione miejsca do odpoczynku. W pomieszczeniach inwentarskich podłoga powinna być zbliżona do powierzchni, które zwierzę może spotkać w naturze, a badanie weterynaryjne należy zawsze przeprowadzać na ściółce (znam przypadki z zoo, gdzie usypiane zwierzęta doznawały urazów po przewróceniu 'Wielopiętrowe klatki ustawione blisko obok siebie (przyp. tłum.). 76 się na twardą podłogę). Generalnie, powinniśmy pamiętać, że w naturze zwierzęta bytowały w warunkach innych niż te, na jakie są skazane w nowoczesnej, wysoce zmechanizowanej technologii chowu. Podobnie trzeba zmienić podejście do zwierząt towarzyszących, trzymanych w domach. Sąone często przekarmiane, mają niewystarczaj ącą ilość ruchu i zbyt mało przestrzeni życiowej, a ponadto nierzadko traktuje sieje niewłaściwie (często zresztą nieświadomie). Należy sobie uprzytomnić np., że zwierzęta (konie, psy) znacznie lepiej znoszą tresurę polegającą na wykorzystaniu „języka ciała", niż mechaniczne uczenie „na komendę", poprzez kształtowanie odruchów warunkowych. Konsekwencją antropocentryzmu (zob. wyżej) było przeświadczenie, że jedynym językiem, który wart jest zainteresowania, jest język ludzki. Reakcje zwierząt na polecenia ustne i gesty człowieka interpretowano jako uczenie się przez nie języka ludzkiego. To wielkie nieporozumienie. Ssaki (i nie tylko) mają bardzo złożone sposoby komunikowania się. Zwierzę może przekazać innym osobnikom swój nastrój emocjonalny - wściekłość, strach - i intencje. Wiele spośród tych sygnałów potrafimy rozszyfrować. Postawa grożącego rot-tweilera czy przeżywającego stres z powodu urazu teriera nie pozostawia wątpliwości co do natury komunikatu, który chcą przekazać. Ale występuje tu jeszcze jedno zdumiewające zjawisko. Wiele zwierząt potrafi nawiązać kontakt z człowiekiem i odczytać jego intencje. Wiemy, że koń znakomicie porozumiewa się ze swoim jeźdźcem, a psy bezbłędnie wyczuwają stany emocjonalne właścicieli. Wiemy także, że z małpami człekokształtnymi można porozumieć się za pomocą języka migowego. Ale, choć zwierzę może pojąć elementy języka ludzkiego, komunikacja, którą ssaki wypracowały w trakcie ewolucji, istniała wcześniej, niż pojawił się człowiek. Lekarze świata zwierząt Wydaje się, że same zwierzęta są obdarzone zdolnością do wyczuwania i wyboru środków leczniczych. Na określenie tego zjawiska w Harvardzie ukuto termin „zoofarmakognozja". Najlepiej poznanym zachowaniem tego typu jest wylizywanie soli. Od dawna było już wiadomo, że wiele ssaków afrykańskich poszukuje naturalnych źródeł soli, najprawdopodobniej, by utrzymać właściwy poziom jonów sodu w organizmie. Zwierzęta zjadają też czasem duże ilości gliny kaolinowej, która najprawdopodobniej pełni funkcję remedium, gdy w karmie znajdują się związki toksyczne. Związki te adsor-bują się (zagęszczają się) na powierzchni cząsteczek kaolinu. Na przykład 77 południowoamerykańskie papugi ary żerują na gliniastym terenie po zjedzeniu nasion zawierających związki toksyczne. Przy budowaniu gniazd szereg gatunków ptaków wybiera rośliny, których związki chemiczne ograniczają obecność niebezpiecznych dla piskląt roztoczy i kleszczy. Ptaki zjadają także zawierające wapń (potrzebny do budowania skorupki jaja) drobiny skał, a dla higieny upierzenia „kąpią się" w piasku (dawniej mylnie sądzono, że pozbywają się w ten sposób mrówek). Ostronos koati, niewielki drapieżnik z rodziny szopowatych z Ameryki Południowej, ociera się o zawierającą żywicę drzewo Trattinnickia aspera, przejmując w ten sposób cząsteczki zapachowe, które działają odstraszająco na owady. Inne rośliny z tej samej rodziny Burseraceae stosowane były w medycynie ludowej Indian północnoamerykańskich. Sądzi się, że zjadanie trawy przez psa lub kota jest oznaką zaburzenia trawienia u tych zwierząt. Jednak najczęstsze stosowanie roślin jako medykamentów obserwowano u małp. Kapucynki (istnieje kilka tego rodzaju gatunków, nazwanych tak od charakteryzycznego ubarwienia czubka głowy, który ponoć przypomina kaptur kapucyna), wybierają wiele roślin, które mają dla nich znaczenie lecznicze: między innymi liście pieprzu i owoce Virola surinamensis, zwierające alkaloidy. Inne rośliny wykorzystywane przez małpy, jak Eugenia nesiotica i przedstawiciele rodzaju Protium są bogate w niezbędne do życia tłuszcze. Innym gatunkiem, wykorzystującym rośliny jako środek odpowiedni dla utrzymania zdrowia i kondycji, jest szympans. Zaobserwowano, jak małpa ta połyka rano liście (często figowców) w całości (bez żucia). Dzięki temu związki chemiczne potrzebne małpie nie ulegają inaktywacji w żołądku. Badanie składu tych roślin przeprowadzone na University of California w Irvine, wykazały obecność używanych w medycynie ludzkiej takich związków chemicznych jak furanokumaryny i 5-methoksypsoralen. Często spotyka się opinię, że zwierzęta spożywają liście i owoce, nie kierując się żadnym innym celem poza zaspokojeniem głodu. Świadczy to o postrzeganiu ich jak funkcjonujących bezmyślnie automatów. Aby zmienić zdanie, wystarczy bliżej przeanalizować zachowanie się szympansów w czasie spożywania roślin w górach Mahale w Tanzanii. Małpy zjadajątam liście krzewu Aspilia mossambicensis, traktując je najwyraźniej jako środek leczniczy. Niektóre aspekty ich zachowania się są zastanawiające i mogą mieć znaczenie dla medycyny: • Liście są selekcjonowane znacznie staranniej niż te, które stanowią pokarm. Małpy wybierająjedynie młode listki, które spożywane są w tempie 5 na minutę, podczas gdy przy normalnym żerowaniu szympans zjada do 78 40 listków na minutę. Przeprowadzając analizę chemiczną liści odnaleziono m.in. thiarubinę A, antybiotyk o czerwonej barwie, który ma działanie silnie antypasożytnicze, a ściślej odrobaczające. • Każdy liść zostaje zrolowany językiem i połknięty bez żucia. Szympansy połykają liść podobnie jak ludzie tabletki i robią to z podobnego powodu. Po rozgryzieniu bowiem liść ma nieprzyjemny gorzkawy smak. Udowodniono także, iż thiarubina A ulega inaktywacji w żołądku, gdy liść zostaje pogryziony. • Szympansy żerują na krzewach Aspilia w ciągu godziny przy wschodzie słońca. Oznacza to, że żołądki zwierząt są wtedy puste. Stwarza to idealne warunki do działania antypasożytniczego thiarubiny A, gdyż treść żołądka mogłaby osłabić aktywność tego związku. • Szympansy nie zawsze zj adaj ą liście Aspilia, nawet gdy roślina ta występu-je w obfitości na obszarze przez nie zajmowanym. Ale gdy małpy odczuwają potrzebę spożycia tej rośliny, są w stanie przebyć nawet długą drogę, by ją znaleźć. • Interesujące jest, że samice pożerają roślinę częściej niż samce. Działanie związków chemicznych zawartych w liściach Aspilia na pasożyty przetestowano w laboratorium. Zbadano reakcję dwóch gatunków nicieni Trychostrongylus colubriformis i Caenorhabditis elegans na ekstrakt z liści. Efekt anytpasożytniczy okazał się bardzo silny. Uzupełniające testy toksykologiczne wykazały, że dorosły szympans prawdopodobnie jest w stanie bez uszczerbku dla zdrowia zjeść aż 3 tys. liści. W praktyce jednak małpy nie jedzą więcej niż 100 liści, co dostarcza im całkowicie wystarczającej ilości thiarubiny A. Badanie kału szympansów wykazało obecność w nim całych liści Aspilia, z których wchłonięte do organizmu zostały tylko związki mające znaczenie lecznicze. Co do innych roślin, ich wpływ na stan zdrowia szympansów jest także widoczny, chociaż niezbędne są testy kliniczne dla zbadania chemicznego podłoża ich leczniczego działania. Małpy przypuszczalnie zjadają substancje nawet bardzo nieprzyjemne w smaku. Dotyczy to na przykład leczenia zaburzeń trawienia (m.in. zaparcia), dolegliwości dość często spotykanych u szympansów. Następuje wtedy utrata apetytu, ociężałość ruchów i inne symptomy wskazujące na pogorszenie się samopoczucia zwierząt. Chorujące szympansy wyszukują wtedy roślinę Veronia amygdalina, a właściwie delikatne, młode jej łodygi. Wysysany z nich sok jest niesłychanie gorzki. Analiza odchodów 79 szympansów wykazała, że liczba pasożytów jelitowych po takiej „kuracji" znacznie maleje. Co ciekawe, liście Veronia zawierają znaczną koncentrację szkodliwych dla małp laktonów sekwiterpenowych. W rdzeniu łodygi znajduje się niewiele laktonów natomiast dużo toksycznych dla pasożytów (a nieszkodliwych dla szympansów) glikozydów sterydowych. W całości szympansy zjadają tylko j edną roślinę leczniczą—Rubia cor-difolia. Zawiera ona między innymi antrachinony, związki od dawna wykorzystywane w medycynie ludowej. Uwagę farmakologów zwrócił także wyizolowany z Rubia cykliczny heksapeptyd. Jest on obecnie badany przez US National Institutes of Health (Amerykański Narodowy Instytut Zdrowia) jako możliwy środek przeciwrakowy. Od dawna wiadomo było, że tubylcy z tropikalnych lasów dysponują ogromną wiedzą dotyczącą właściwości toksycznych i leczniczych rozmaitych gatunków roślin. Np. kurara, środek paraliżujący stosowany powszechnie przez amazońskich Indian, jest dziś rutynowo stosowana podczas większych operacji chirurgicznych w szpitalach zachodnich. Obecnie wyłania się inna możliwość: obserwacja zachowania się chorych zwierząt w środowisku naturalnym może naprowadzić badaczy na nowe sposoby leczenia ludzi. Medycyny możemy się uczyć zarówno od tubylców, jaki od zwierząt. 3. Tajemne życie ptaków r Świat ptaków jest ewolucyjnie stary i -pod względem naukowym - fascynujący. Pokryte łuskami nogi, mocne dzioby, charakterystyczny chód i budowa gniazd to pozostałości po ich przodkach - dinozaurach. Ptaki wykazują także zdolności do rozwiązywania złożonych zadań. Na przykład kruk po serii prób i błędów nauczył się podciągać do góry i podtrzymywać kawałek mięsa zawieszony na sznurku pod jego żerdzią. Ptaki te także bawią się. Zaobserwowano, jak kruk, raz za razem, jakby dla przyjemności, ześlizgiwał się po oblodzonym zboczu. Inne osobniki tego gatunku z widoczną przyjemnością i wielokrotnie dawały się unosić strumieniowi powietrza— wiatrowi powiewającemu nad krawędzią skalistego wybrzeża. Zachowanie się ptaków budziło zainteresowanie naszych przodków, o czym świadczą wróżby z lotu ptaków! Także nauka skorzystała wiele z obserwacji tych zwierząt. Obecność naturalnego farmaceutyku — rezerpiny w krzewie Rauwolfa serpetina - wykryto, gdy zauważono, że żerujące na tej roślinie ptaki spadały na ziemię, gdy próbowały zerwać się do lotu. Podobnie, obserwując zachowanie się ptaków, zlokalizowano kokainę w nasionach koki. Według legendy tytoniem ludzie zainteresowali się wtedy, gdy stwierdzono, że ptaki po zjedzeniu kwiatów tej rośliny, stają się pobudzone. Podanie ludu Hu-ichol z dawnego Meksyku głosiło, że ptaki drapieżne żywią się tytoniem, by nabrać energii do coraz wyższego lotu. Starożytni Grecy wiedzieli o wpływie konopi indyjskich na dziko żyjące zięby, które ponoć stawały się spokojne, dawały się głaskać i oswajać. Według tradycji chińskiej wino ryżowe wynaleziono, gdy zaobserwowano, jak wróble przechowują ziarnka ryżu w pustych 6 - Czujące istoty Ó 1 pędach bambusa. Po nadejściu zimowych deszczów spiżarnie ptaków były zalewane i ryż podlegał naturalnej fermentacji. Obserwacje dziwnego zachowania się ptaków, które zjadały produkt tego procesu, doprowadziły człowieka do wykorzystania fermentacji do wytwarzania wina. Że nie jest to tylko legenda przekonuje fakt, iż w języku chińskim ideograf oznaczający samshu, czyli wino ryżowe, składa się z połączonych znaków „ptak" i „woda". Wydaje się, że ptaki są pozbawione emocji. Wiemy jednak, że u wielu z nich można obserwować złożone ceremonie godowe, a przywiązanie do partnera trwa całe życie. Czasem ptaki walczą na śmierć i życie z innymi osobnikami o swoje terytorium i autentycznie poświęcają się broniąc potomstwa przed drapieżnikiem. Te osobniki, które nawiązują silną więź z partnerem, przeżywają ciężki stres po stracie towarzysza. Dotyczy to także ptaków trzymanych w domach, które przywiązują się do człowieka. Po utracie opiekuna stają się osowiałe i tracą apetyt, papugi tracąpióra i wykazują całkowitą apatię; często kończy się to ich śmiercią. Ptaki mają dobrze wykształcone zmysły, a u niektórych gatunków np. wzrok jest znacznie lepszy niż u człowieka. Sąto stworzenia, które nie tylko czują, lecz także myślą. To, że odnosimy inne wrażenie, wynika z faktu, że patrzymy na ptaki oczami ludzkimi, przykładając do ich zachowania się nasze kryteria oceny emocji i zdolności kognitywnych. Ptaki śpiewające Śpiew ptaka jest jednym z najczystszych dźwięków. Wspaniałym przeżyciem jest wsłuchiwanie się w miękkie i kryształowe dźwięki serenady, której wykonawca usadowiony jest gdzieś wysoko na gałęzi. Miłe dla ucha dźwięki tworzące wesoły rytm, dziwnie kontrastują z obrazem ptaka uważanego często za zimnego i wyzbytego emocji. Gdy, przekrzywiając głowę, ptak przygląda się otoczeniu, wydaje się nieporuszony. Ale wystarczy, że w okolicy pojawi się intruz, a przedstawiciel agresywnego gatunku (na przykład brytyjski rudzik, być może najgwałtowniejszy w reakcjach spośród ptaków ogrodowych) natychmiast atakuje z nieposkromioną furią, co z pewnością świadczy o przywiązaniu do partnera czy trosce o potomstwo. Na podstawie wydawanych dźwięków można zidentyfikować gatunek ptaka. W podobny sposób rozpoznają się pojedyncze osobniki. Obcego identyfikują w chwili, gdy otwiera on dziób. Ma to znaczenie, gdyż u gatunków terytorialnych rezydent na danym obszarze nie toleruje obcych osobników. U ptaków można spotkać zjawisko akcentowania dźwięków lub nawet dialekt charakterystyczny dla 82 danego rejonu -jest to regionalny wariant pieśni gatunkowej. Raki niektórych gatunków obdarzone są niezwykle wyostrzonym wzrokiem. Mniejsze znaczenie ma węch, choć i on odgrywa czasem ważną rolę (np. w czasie migracji). Chociaż komunikacja werbalna (głosowa) jest rozpowszechniona wśród ptaków, ich zmysł słuchu nie jest zbyt czuły. Podczas gdy w uchu środkowym ssaka występują trzy kostki, które wzmacniają dźwięki (zob. wyżej), u ptaków jest tylko jedna kostka - słupek. Zwierzęta te są więc w stanie odbierać dźwięki w zasadzie do granicznej częstotliwości, jaką jest ok. 10 tys. Hz. W praktyce oznacza to u młodych ptaków zdolność do słyszenia taką, jaka występuje u starego człowieka. Wydaje się, że czułość słuchu u ptaka powinna zależeć od zdolności do wydawania przez niego odpowiednio zróżnicowanych dźwięków. Tymczasem znacznie ważniejszy jest wpływ warunków środowiskowych, w jakich żyje. Logiczne może się wydać założenie, że teren zadrzewiony silnie zakłóca wydawane przez ptaka dźwięki, podczas gdy na odkrytej przestrzeni nie ma zaburzeń. W praktyce jednak sprawa nie jest tak prosta. Istotnie, na zadrzewionym terenie wiele czynników powoduje przytłumienie dźwięków (zielona masa roślin ma na to największy wpływ), ale są też okoliczności sprzyjające komunikacji. Na przykład temperatura powietrza ulega nieznacznym wahaniom, występująniewielkie tylko ruchy powietrza, a drzewa mogą odbijać dźwięki. Otwarta przestrzeń natomiast nie jest wolna od specyficznych czynników zakłócających. Fala dźwiękowa odbita od ziemi może nakładać się na bezpośrednio emitowaną przez ptaka (zjawisko to powoduje zanik niektórych dźwięków), a warstwy powietrza o różnej temperaturze powodują rozpraszanie się dźwięków. Ptaki dostosowały się do tak zmiennych warunków środowiska akustycznego. Na obszarze leśnym dźwięki zarówno niskie (około 500 Hz), jak i wysokie (3000 Hz) zostają szybko wytłumione. Natomiast dźwięki w paśmie 1500—2500 Hz rozchodzą się dwa razy dalej. Nic dziwnego, że w takim samym paśmie nadaje swojąpieśń większość gatunków ptaków leśnych. Ucho ptaka wychwytuje nie tylko odgłosy własnego gatunku, ale również niektóre dźwięki tła akustycznego. Pewne odgłosy (jak np. kumkanie żab) mogą roznosić się na wysokość przynajmniej kilometra i stanowią dla ptaka pożyteczną wskazówkę na temat tego, co dzieje się w dole. Co może słyszeć ptak? Zakres odgłosów słyszanych przez ptaka częściowo pokrywa się ze słyszanymi przez człowieka. I choć nie może on (w przeciwieństwie do nas) 83 odbierać dźwięków o wysokiej częstotliwości, jego skala recepcji sięga bardzo nisko. Dla człowieka najniższym dźwiękiem, który brzmi jak ton, jest brzęczenie tzw. przydźwięku sieciowego (50-60 Hz). Niższe odgłosy, powiedzmy o częstotliwości 20—30 Hz są pojedynczymi pulsami dźwięku (jak stłumione strzały z karabinu maszynowego). Ptaki mogą rejestrować dźwięki o niższej częstotliwości, 10—5 Hz (niektóre podobno nawet do niewiarygodnej częstotliwości 1,5 Hz, co odpowiada jednej fali na sekundę). Jakie dźwięki może słyszeć ptak? Niskie częstotliwości to np. dźwięki dochodzące z odległego brzegu morza, odgłosy wiatru i nadchodzącego frontu atmosferycznego oraz zbliżającej się burzy. Dźwięki o wysokiej częstotliwości zanikają szybciej, natomiast niskie mogą rozchodzić się na większe dystansy. Infradźwięki - dźwięki leżące poniżej granicy słyszalności przez człowieka - mogą niezakłócone przechodzić przez atmosferę nawet na dystansach sięgających kilkuset kilometrów*. Być może więc ptaki odbierają odległe sygnały dźwiękowe (przez nas nierozpoznawalne) pochodzące z wiatru, deszczu, wodospadów i wybrzeży morskich. Badania ptaków wykazują, że ich progi reaktywności na bodźce dźwiękowe mogą zmieniać się wraz z porami roku. Przez większą część roku szczygieł dobrze rejestruje odgłosy o częstotliwości około 2-3 kHz, ale w sezonie rozrodczym (w sierpniu) optymalne pasmo słyszenia przesuwa się do 5 kHz, by powrócić do wartości wyj ściowej jesienią. Być może to przesunięcie optymalnej słyszalności odpowiada potrzebom ptaka w okresie jego największej aktywności. W cykliczności występowania tego zjawiska w skali rocznej (zapewne nie ograniczającego się do jednego gatunku) przypuszczalnie rolę odgrywają hormony płciowe. Mikroskopowe badania narządów ptasiego ucha wykazują, że u zwierząt tych występuje inny niż u nas mechanizm oceny dźwięków. Człowiek może rejestrować szerokie pasmo odgłosów, ale większość z nich jest wyższa od dźwięków, na które naprawdę zwraca uwagę. Nasze głosy mają częstotliwość kilkuset Hz, lecz rezonans tych dźwięków może sięgać 15 kHz. Odgłos dzwonu (np. Big Bena) właśnie dzięki rezonansom zdaje się rozbrzmiewać daleko. Ptaki mają zdolność odbioru czystszych dźwięków. U niektórych gatunków (np. dużych papug) spotykamy się też z dobrze rozwiniętą zdolnością rozróżniania tonów o zbliżonej częstotliwości (cecha charakterystyczna dla ucha ludzkiego). Postrzegana różnica w częstotliwości może być mniejsza niż 1%, a zatem papuga osiąga lepszy rezultat niż gołąb czy kot i niemal dorównuje człowiekowi. Sprawa przedstawia się jednak inaczej w momen- * Zdolność do porozumiewania się za pomocą infradźwięków wykryto u niektórych ssaków lądowych (słoń) i morskich (walenie) (przyp. tłum.). 84 cie, gdy trzeba określić różnicę między dźwiękami w czasie. Tu ptaki wyraźnie górują nad ludźmi. Jeśli nauczy sieje, by odróżniać pojedynczy dźwięk i dwa dźwięki, ptaki wychwytują dwa dźwięki nawet wtedy, gdy odseparowane są o zaledwie 2 milisekundy. Natomiast człowiek identyfikuje dwa dźwięki, gdy różnica między nimi wynosi 30 milisekund. Taka niezwykła zdolność niezbędna jest ptakom, gdy trele wydaje równocześnie wiele osobników. Ptaki potrafią także, podobnie jak ludzie, rozróżniać dźwięki na podstawie ich amplitudy. Wszystkie te subtelności słuchu niezbędne są dla kontaktów społecznych. Aby dostrzec całą skomplikowaną strukturę pieśni ptasiej, należy nagrać ją na magnetofon i odtwarzać w zwolnionym tempie albo zapisać w formie sonogramu (częstotliwość kolejnych dźwięków w czasie jako wykres). Mądrość sowy Bardzo czułe zmysły mają liczne ptaki drapieżne. W szczególności dotyczy to sów. Na przykład płomykówka Tyto alba może usłyszeć nieznaczny szelest, który wywołuje przebiegająca mysz. Dzięki temu ptak w całkowitej ciemności może z precyzją namierzyć zdobycz. Udowodniły to eksperymenty, w których sowa atakowała głośnik emitujący szelest. Dźwięk ten ma wysoką częstotliwość, lecz sowa ma skalę słyszalności znacznie wyższą niż większość ptaków śpiewających. Kiedy emitowane odgłosy modyfikowano „wycinając" wysokie częstotliwości, precyzja reagowania sowy zmniejszała się. Przy dźwiękach nie przekraczających 8 kHz dokładność zmieniała się (wg zastosowanej skali punktacji) z „1" do „7" , a gdy graniczna częstotliwość wynosiła 5 kHz sowa reagowała pewnym zainteresowaniem, ale nie atakowała. Niezwykła czułość słuchu u sowy jest spotęgowana przez pewne cechy budowy ciała. Jako jedyne spośród ptaków sowy mają struktury (fałdy skóry) przypominające uszy zewnętrzne ssaków. Ponadto u płomykówki uszy rozmieszczone są niesymetrycznie (w płaszczyźnie pionowej). Ułożenie piór przy uszach sprawia, że dźwięki mogą być wychwytywane i precyzyjnie nakiero-wywane (poprzez odbijanie się) do kanału słuchowego. U płomykówki poruszanie głową ogromnie wpływa na odbiór dźwięków. Udowodniono to w eksperymencie, w którym umieszczono mikrofon w uchu martwej sowy i poruszając głową zwierzęcia obserwowano, jak rejestruje on odgłosy. Przy dźwiękach o niższej częstotliwości odbiór pogarsza się nawet przy minimalnym ruchu głową, natomiast im wyższa częstotliwość tonu, tym łatwiej ustawić głowę w ten sposób, że odgłos dociera do obu uszu. 85 Dlaczego sowy mają niesymetrycznie rozmieszczone uszy? Sądzono, że sprzyja to lokalizacji źródła dźwięku dzięki temu, że do każdego ucha bodziec dochodzi w nieco innym czasie. Pewnym kłopotem dla tej interpretacji jest fakt, że płomykówka podobnie reaguje na dźwięk ciągły i na serię dźwięków. Jednym z najbardziej niezwykłych zachowań się sów jest atakowanie niewidocznej, nawet w ciągu dnia zdobyczy. Puszczyk mszarny Strix nebu-losa zimą chwyta kryjące siew śniegu lemingi dzięki temu, że słyszy dźwięki wydawane przez te gryzonie (być może są to odgłosy chrupania ziarna!). Ptak nie musi widzieć swojej zdobyczy. Z pewnością jest to stopień rozwoju percepcji zmysłowej, z którym trudno rywalizować człowiekowi. Echolokacja Zjawisko echolokacji zostało nieźle poznane u zwierząt takich, jak nietoperze czy walenie. Na świecie istnieje prawdopodobnie około 250 gatunków ptaków które swobodnie poruszaj ą się nocą, ale tylko w nielicznych przypadkach wykorzystują one do nawigacji echo. Te wyjątki, to ptaki żyjące w jaskiniach. Niektóre salangany, rodzaj Collocalia (z gniazd ptaków robi się tradycyjną potrawę kuchni chińskiej —„jaskółcze gniazdo"), gnieżdżą się w jaskiniach, a w czasie lotu w ciemności wydają z siebie wysokie dźwięki przypominające trzaski. Są to dźwięki podwójne: po pierwotnym, umiarkowanie głośnym, w kilka milisekund później następuje dźwięk głośny. Częstotliwość wydawania odgłosów wynosi do 20/sek, a wielkość lokalizowanego obiektu może mieć średnicę zaledwie 6 cm. Owadożerne salangany posługują się echolokacją wyłącznie do orientacji w ciemności, a nie (jak nietoperze) do lokalizowania zdobyczy. Świadczy o tym fakt, że ptaki te z reguły zaczynają wydawać trzaski, gdy wlatują do jaskini na nocleg. Ponadto, u salangany jadalnej C. esculenta, która może gniazdować w jaskiniach częściowo oświetlonych, echolokacja nie rozwinęła się. Czasami salangany posługują się echem poza jaskinią, w czasie zabawy i zalotów, kiedy pikująnad wodą lub gdy młode tuż po opierzeniu ćwiczą się w lataniu. Innym gatunkiem, u którego rozwinęła się zdolność echolokacji, jest owocożerny tłuszczak Steatornis capripensis z Ameryki Południowej. Ptak ten obdarzony jest dużymi oczami (cecha typowa dla zwierząt żyjących w warunkach słabego oświetlenia), ale wlatując do swojej jaskini, posługuje się sonarem. Tłuszczak wydaje z siebie szybkie serie trzasków, w których czas między poszczególnymi dźwiękami wynosi 3—4 milisekundy. Przy wlocie do 86 jaskini częstotliwość wydawania odgłosów wynosi 5 serii/sek, przy zbliżaniu się do półki, na której ma zamiar usiąść, 11-12 serii/sek. Tłuszczak z zatkanymi uszami traci orientacjęi poruszając siew jaskini nie może ominąć przeszkód. Zaobserwowano, iż ptak ten wydaje trzaski także w czasie odwiedzania żerowiska - drzew z owocami. Można zatem sądzić, że echolokacja odgrywa u tego gatunku także jakąś rolę w orientacji dziennej. Wzrok ud ptaków Wzrok niewielu istot żywych może konkurować z ludzkim pod względem zdolności do dostrzegania szczegółów, barw i oceny odległości. Jednakże u niektórych ptaków jest on lepszy niż u człowieka. Oko ptaka jest ogromne; proporcjonalnie do wielkości głowy zajmuje bardzo dużo miejsca. U niektórych gatunków gałki oczne stykają się pod czaszką. Ptaki obdarzone są oczami, które można sklasyfikować następująco: • Spłaszczone, z krótką osią przód—tył, typowe dla gatunków prowadzących naziemny tryb życia (drób), a także dla gołębi. • Okrągłe, z kulistymi gałkami, typowe dla większości ptaków, w tym drapieżnych, polujących w ciągu dnia. • Wydłużone, tubularne, z osią przód-tył dłuższą niż szerokość, typowe dla ptaków prowadzących nocny tryb życia. Oko ptaka ma szereg specyficznych cech anatomicznych. Widzieliśmy już, że ogniskowanie obrazu powstaje dzięki rogówce. U niektórych gatunków ptaków występuje tzw. mięsień Cramptona, który otacza rogówkę i powiększa jej zagięcie. Dzięki temu oko ptasie może akomodować znacznie bardziej efektywnie niż oko ludzkie. Inną dodatkową strukturą w oku ptaków jest mięsień Bruckego, który napina krawędzie soczewki. Odgrywa on rolę przy widzeniu bliskich obiektów. Szybkie zmiany profilu soczewki potrzebne są gatunkom, które zdobywają pokarm nurkując pod wodą (np. kormorany z rodzaju Phalacrocorax). Jednak nie wszystkie ptaki żerujące w wodzie wymagają adaptacji narządu wzroku. Pelikan brunatny Pelecanus occidentalis np. namierza zdobycz lecąc nad wodą, po czym nurkując wyławia rybę za pomocą swojego „torbiastego" dzioba. Kiedy uderza w wodę, pelikan zamyka oczy, trafiając na zdobycz dzięki koordynacji ruchów. Ptaki 87 drapieżne zdolne są do dostrzegania najdrobniejszych detali przedmiotów. Tak np. oko orła uczyni to trzy razy precyzyjniej niż oko człowieka. Oko sowy ma bardzo szybką „migawkę". Większość automatycznych aparatów fotograficznych ma soczewkę f/3,5, oko ludzkie f/2,1, a oko sowy f/1,3, w czym przewyższa niemal wszystkie aparaty (poza najlepszymi). Sowy nie dostrzegają szczegółów przedmiotu z taką precyzją jak człowiek, ale znacznie lepiej niż człowiek widzą w słabym świetle. W jednym milimetrze kwadratowym siatkówki oka u ptaków nocnych znajduje się 1 milion komórek światłoczułych. Gatunki ptaków prowadzących nocny tryb życia (podobnie jak kot czy lis) mają także warstwę komórek za siatkówką, od której odbija się przechodzące światło, następnie ponownie trafia ono na siatkówkę, dzięki czemu jest znacznie efektywniej wykorzystane. Warstwa odbijająca, tzw. tapetum lucidum sprawia, że oczy zwierząt nocnych świecą w ciemności. Ptaki są zwierzętami, które mają zdolność postrzegania barw. W jakim zakresie spektrum — zależy to od typu środowiska, w którym żyją i trybu ich życia. Np. gatunki nocne postrzegają inaczej niż dzienne. W przypadku ptaków domowych widoczny jest także wpływ pochodzenia. Przodek kury domowej, kur bankiwa, żyje w dżungli, toteż widzenie barw popularnej kokoszki jest wyraźnie ukierunkowane ku zieleni. Ptaki mogą także dostrzegać formy światła niedostępne dla oka ludzkiego, np. światło spolaryzowane, które przydatne jest jako system orientacji w czasie migracji. Wiele gatunków rejestruje nadfiolet, przed którym oko człowieka (i innych kręgowców) chroni lekko żółtawe zabarwienie. Nawigacja: kompas U ptaków występuje zdolność rejestrowania zmian pola magnetycznego. Zostało to potwierdzone eksperymentalnie, a nawet zlokalizowano narząd odpowiedzialny za ten zmysł. Jedne z wcześniejszych obserwacji wykonano na młodych gołębiach, które zaopatrzono w obróżki z prostokątnym magnesem. Grupa porównawcza (tzw. grupa kontrolna) składała się z młodych gołębi, które miały zawieszone wisiorki o tym samym ciężarze, wykonane z mosiądzu. Po wypuszczeniu z gołębnika ptaki z grupy kontrolnej wracały bez problemu, natomiast gołębie zaopatrzone w magnesowe wisiorki, traciły orientację. Najwyraźniej ich zmysł magnetyczny uległ zakłóceniu, a dzięki niemu prawdopodobnie ptaki mogą zapamiętać drogę do domu. U dorosłych gołębi wyniki przedstawiały się nieco inaczej. Te z magnesowymi wisiorkami wra- cały do gołębnika, jeśli świeciło słońce, natomiast traciły orientację przy zachmurzeniu i zamgleniu. Czy dla gołębia wzrok odgrywa w orientacji dużą rolę? Można by to pytanie przedstawić inaczej: czy pozbawiony wzroku ptak mógłby powrócić do domu, posługując się innymi zmysłami? Odpowiedź jest twierdząca, ale niełatwo było zaprojektować odpowiedni, weryfikujący tę teorię eksperyment. Nie można było rzecz jasna przeprowadzać okrutnego eksperymentu z oślepionymi ptakami, gdyż (oprócz innych względów) skazałoby to je na śmierć głodową (wzrok jest niezbędny do zdobywania pokarmu). W USA wymyślono specjalne półprzeźroczyste szkła kontaktowe, które uniemożliwiały ptakom dostrzeganie zarysów krajobrazu, ale pozwalały widzieć w bliskiej odległości. Szkła te wykonano z żelatyny, substancji, która samoistnie rozpuszczała się po powrocie ptaków do gołębnika. Tym samym gołębie w ciągu kilku dni odzyskiwały normalny wzrok. Ptaki podzielono na dwie grupy: w kontrolnej założono im żelatynowe szkła kontaktowe, które były całkowicie przeźroczyste i nie utrudniały widzenia. Obydwie grupy, wypuszczone w odległości 1000 km od gołębnika, powróciły do domu. Tak więc upośledzenie wzroku nie wpłynęło na utratę zdolności orientacji. Gołębie z pewnością wykorzystywały światło słoneczne, a także zmienność pola magnetycznego ziemi. Potwierdziło to jeszcze inne doświadczenie, w którym gołębie zaopatrywano w superlekkie obrączki z magnesu, zaopatrzone w baterie. U połowy ptaków kierunek północny (wskazywany przez magnes) pokrywał się z czubkiem głowy gołębia, a u pozostałych z karkiem. W tych warunkach, stosując eksperyment orientacyjny uzyskano interesujące wyniki. W słoneczny dzień obie grupy powracały do gołębnika bez problemów. Przy zachmurzeniu grupa, u której kierunek północny pokrywał się z czubkiem głowy, leciała w przeciwnym kierunku. Zakłócenia nawigacji u ptaków zaobserwowano w czasie badań nad pro-jektem sponsorowanym przez Marynarkę Wojenną USA (Project Seafarer), stosując silną antenę blokującą ziemskie pole magnetyczne. Podobne zjawisko obserwowano też w sytuacji, gdy burza słoneczna spowodowała czasowe zakłócenie pola magnetycznego. Nawigacja dzięki polu magnetycznemu występuje nie tylko u gołębi. Na przykład tak popularny ptak jak europejski rudzik Erithacus rubecula, który w wędrówce orientuje się według gwiazd, w czasie zachmurzenia rejestruje zmiany pola magnetycznego. Jednak u ptaków zmysł magnetyczny jest dość tajemniczy. Nie można się dziwić, że występuje on u organizmów wysoko zorganizowanych, skoro stwierdzony został już u bakterii morskich (zob. niżej). U ptaków nieznana jest jednak dokładna lokalizacja zmysłu magnetycznego 89 i zasada jego funkcjonowania. Jak dotąd wiadomo, że u niektórych ptaków w okolicy dzioba zlokalizowane sąkryształki magnetytu (tlenek żelaza), które prawdopodobnie odgrywająrolę w rejestracji pola. Dokładne poznanie mechanizmu zmysłu magnetycznego pozostaje jeszcze przed nami, ale widzimy, że zarówno prosta bakteria, jak i organizm tak skomplikowany jak gołąb, mają wspólną, ważną, biologiczną właściwość. Czy posiada ją także człowiek ? Należy w to wątpić. Doświadczenia z ochotnikami, którzy poruszali się z zasłoniętymi oczami, zdają się wskazywać, że człowiek nie może czerpać żadnych wskazówek o swojej lokalizacji ze zmysłu magnetycznego. Ptaki i ? świat człowieka Gęsi, które w 390 roku p.n.e. ostrzegły Rzymian o zbliżającej się armii Galów, ocaliły Wieczne Miasto przed okupacją. Ptaki usłyszały kroki zbliżających się żołnierzy i zaczęły wydawać okrzyki ostrzegawcze. Na pamiątkę tego wydarzenia, gęsi kapitolińskie są do dziś dnia hodowane w katedralnym klasztorze w Barcelonie. W czasie II wojny światowej mieszkańców niemieckiego Freiburga postawiły na nogi głośno kwaczące kaczki, biegnące ulicami miasta. Ludzie zdążyli się ukryć, nim nadleciały alianckie bombowce... Ptaki są wrażliwe na infradźwięki (zob. wyżej) i być może potrafią reagować na zwiększającą się intensywność fali ciśnienia, która płynęła od zbliżających się samolotów. Tak więc, nie było to przeczucie, lecz odczucie. Zdolność ptaków do odnajdowania znanych im miejsc jest niemal legendarna, zwłaszcza gdy wiąże się ze znajdywaniem znajomych osób. Chłopiec z Wirginii (USA) miał w domu oswojonego gołębia. Pewnej nocy niespodziewanie zachorował i został przetransportowany do szpitala wiele kilometrów od domu. W niedługi czas później, w czasie śnieżnej zadymki gołąb podobno „zapukał" dziobem do okna obok szpitalnego łóżka chłopca. W 1980 roku na Cape Cod (USA) mewa regularnie karmiona przez owdowiałą starszą kobietę ocaliła swojej opiekunce życie. Kobieta ta spadła ze stromego urwiska. Krążąca nad miejscem zdarzenia mewa, przyleciała do domu i podobno tak długo stukała dziobem w szybę, aż zwróciła uwagę siostry kobiety. Następnie mewa prowadziła na miejsce wypadku nieustannie nurkując w powietrzu i od czasu do czasu siadając. Siedząc ptak oglądał się do tyłu, jakby chciał się upewnić, że pomoc podąża jego śladem. Ratunek przybył na czas. 90 Język mew Mewy to niezwykłe ptaki. Nieco większe, niż nam się wydaje (oglądamy je zwykle z pewnej odległości), prowadzą bardzo ożywione życie społeczne - mewy przemieszczają się w grupach i nieustannie kontaktują ze sobą za pomocą złożonego języka. Dzięki specyficznym odgłosom mewa może przekazać informacje takie, jak ostrzeżenie przed niebezpieczeństwem, gotowość do rozrodu, zasygnalizowanie obecności źródła pokarmu. Oprócz sygnalizacji dźwiękowej mewy posługują siętakże „językiem ciała"-ruchami, które wyrażają ich stany emocjonalne. Mewa komunikuje się z pisklęciem, nadając mu sygnały nawet jeszcze przed wykluciem. Później, gdy rodzice wracają do gniazda, kierują do piskląt przypominające miauczenie dźwięki, by przyciągnąć ich uwagę. Pisklęta uderzająrodzicaw czubek dzioba, co wyzwala odruch oddawania im nadtra-wionego pokarmu. W rozwoju młodych mew dużą rolę odgrywają zachowania dziedziczne. Wskazuje na to fakt, że u piskląt, odchowywanych bez kontaktu z dorosłymi osobnikami, rozwija się normalny sposób wydawania dźwięków i „język ciała". Jednak liczne przykłady wskazująnato, że ważne jest także uczenie się młodych. Jako przykład może posłużyć wspomniana regurgitacja (zwracanie pokarmu na żądanie). Wydaje się, że stukanie przez pisklęta w dziób samicy wywołuje reakcję automatyczną, tak jak dźwięk dzwonka jest następstwem naciśnięcia guzika. W rzeczywistości sprawa jest bardziej skomplikowana. Rodzice cierpliwie czekają, aż pisklęta będą prawidłowo wykonywały czynność dziobania, a czasami je „naprowadzają" na właściwe zachowanie się. Doświadczenia z atrapą głowy dorosłej mewy wykazały, że pisklęta stopniowo uczą się właściwie trafiać w dziób rodzica. Rejestracja za pomocą kamery i odnotowywanie „trafień" na fotografiach pokazały, że świeżo wylężone mewy trafiają dzióbkami w dziób rodzica niemal tyle razy, co chybiają. Jednak już w dwa dni później każde uderzenie pisklęcia było celne. Czterdziestoośmiogodzinna praktyka okazała się skuteczna. Pisklęta uczą się nie tylko precyzyjnie trafiać, ale także wydatkować przy tym właściwą ilość energii. Młoda mewa, której nie uda się trafić, w następne uderzenia wkłada zdwojoną energię. Jeśli jednak w tej sytuacji trafia, siła zderzenia odrzuca pisklę do tyłu. Tak więc w ciągu dwóch dni młody ptak uczy się uderzać nie tylko celnie, ale i z właściwą siłą. Kiedy młode pisklę wita powracających rodziców, powinno poprzez uderzenia w dziób domagać się zwrócenia nadtrawionego pokarmu. Co się jednak dzieje, gdy tego nie uczyni, gdy zachowuje się tak, jakby zapomniało, 91 jak należy właściwie sygnalizować prośbę? W tej sytuacji rodzic podsuwa dziób młodym i powoli nim kołysze. Obiekt ruchomy staje się dla pisklęcia bardziej atrakcyjny i silniej pobudza do dziobania. Dalej wszystko odbywa się już zgodnie z planem. Czasem pisklęta mewy ignorują zwrócony pokarm. Wtedy rodzic opuszcza dziób, jakby wskazując pokarm. W ten sposób przyciąga uwagę piskląt i zachęca je do jedzenia. W większości wypadków na tym etapie powinny zakończyć się kłopoty z opornymi w nauce j edzenia młodymi mewami. Jeśli jednak nadal pisklęta nie chcą jeść, dorosły osobnik chwyta karmę i trzyma przed młodym. Kiedy ten zaczyna wykonywać ruchy dziobania, rodzic podsuwa mu pokarm. Trening kończy się w momencie, gdy pisklęta wykazują w pełni prawidłowe zachowania. Wtedy rodzice mogą całkowicie skoncentrować się na pilnowaniu terytorium przed intruzami własnego gatunku i obserwowaniu, czy nie zbliża się niebezpieczeństwo. Po zakończonym przez młode posiłku wszystkie resztki pokarmu spożywają rodzice. W ten sposób zostaje zaspokojony głód piskląt i zachowana czystość gniazda. Mówiąc nieco żartobliwie, mewy rodzice traktują swoje obowiązki rodzicielskie bardzo poważnie. U dorosłych osobników sygnały „języka ciała" (postawa, ruchy) mogą sygnalizować dominację, podporządkowanie się (tzw. submisja), rozpoznawanie gniazda itd. U każdego gatunku mewy istnieje pewna liczba takich sygnałów, które wyglądają nieco inaczej (np. u mewy trójpalczastej i czarno-głowej). Ta cecha pozwala nam wnioskować, że wszystkie z około 40 gatunków mew pochodzą od wspólnego przodka. Ponadto poszczególne gatunki można identyfikować na podstawie zachowania się (a nie tylko opierając się na cechach morfologicznych, jak robią to ornitolodzy amatorzy). Klasyfikacja oparta na „języku ciała", pokrywa się z systematyką na podstawie genetyki i morfologii. U mew bardzo zainteresował mnie uniwersalny aspekt „języka ciała". I tak np. mewa stojąca z podniesioną głową i dziobem wymierzonym w rywala zawsze sygnalizuje wojowniczy nastrój. Zwierzę zachowuje się tak sugestywnie, że obserwator nie ma wątpliwości co do jego intencji. W czasie walki mewy wymieniają gwałtowne ciosy dziobami i wyrywają sobie pióra, które następnie odrzucają na bok. W trakcie starć przy linii rozgraniczającej terytoria ptaków, można u nich zaobserwować tzw. zachowania przeniesione (a ściślej — przeniesiony atak). Mewy zachowują się tak, jak w czasie walki, tyle że atak kierują na obiekt neutralny - roślinność znajdującą się między skałami. Z furiądziobiąw rośliny, wyrywająje z kawałkami ziemi i odrzucają. Dla obserwatora jest tu także jasne, że są rozwścieczone. Swoją złość 92 wyładowują na przedmiotach nieożywionych, tak jak człowiek, który wali pięścią w stół, wymierza kopniaka krzesłu czy rozbija talerze (zabieg zalecany jako terapia dla ludzi będących pod wpływem silnej irytacji). Kiedy mewa decyduje się na zakończenie pokazu wściekłości, wykonuje ruch bocznego otrząsania głowy. Badacze zachowania się ptaków twierdzą, że podobnie zachowuje się mewa, która chce strząsnąć z dzioba coś, co się przykleiło. Jest to interpretacja mechanicystyczna, atrakcyjna, ale jednocześnie nieco myląca. To tak, jakby u ludzi mruganie w czasie flirtu można było porównać z mruganiem pod wpływem drażniącego dymu papierosowego. Wyobraźmy sobie przybysza z innej planety, który podsumowuje swoje obserwacje w ten sposób: „Kobieta mruga pod wpływem dymu tytoniowego tak samo, jak przy spotkaniu ze swoim kochankiem. Najwyraźniej kocha ona papierosa"*. Ruch głowy, który u mew kończy konflikt terytorialny, także można intuicyjnie zrozumieć. Czy w tym rozumieniu zachowań ptaków nie popadamy czasem w pułapkę antropomorfizmu i nie próbujemy przykładać tu miary ludzkiej? Nie sądzę. Kiedy przebywałem w kolonii mew na wyspie Steep Holme w kanale La Manche nieustannie uświadamiałem sobie, jak wyraziście mewy okazują swoje emocje i że emocje te odzwierciedlają pewien aspekt uniwersalny, pojmowany przez człowieka. Zresztą pod względem wyrażania stanów emocjonalnych ptaki mają dłuższą praktykę, aniżeli stosunkowo niedawni „przybysze"—ludzie. Badacze wyróżniająnastępujące elementy „języka ciała" mew: • Pozycja „spoczynkowa": Mewa stoi nieruchomo, pozycja ciała przypomina literę „U", dziób lekko obniżony. • Pozycja „przygarbiona": Podobna do powyższej, ale głowa i szyja bardziej wygięte, a dziób lekko uniesiony. • Pozycja „ukośna": W czasie głośnego okrzyku głowa i szyja wyciągnięte. • „Odwrócenie": Głowa obracana jest w bok (czasem szybkim energicznym ruchem). • „Kwilenie": Mewa przestępuje z nogi na nogę, wydając przy tym delikatne dźwięki. * Należy dodać, że istnieją różnice między odruchowym mruganiem, które jest mimowolną reakcją na czynnik drażniący, a mruganiem zamierzonym sygnałem, nadanym w ściśle określonym kontekście społecznym (przyp. tłum). 93 • „Dławienie": Głowa rytmicznie porusza się w górę i w dół, przy tym następują gwałtowne ruchy dziobem. • Pozycja „przednia": Pozycja z uniesioną głową, ale przednia część ciała jest obniżona w stosunku do tylnej. • Pozycja „wyprostowana": Całe ciało uniesione na maksymalną wysokość, szyja wyprostowana, głowa lekko nachylona do dołu. „Dławienie" występuje u wszystkich gatunków, chociaż jako sygnał może mieć różne znaczenie. U mewy srebrzystej zachowanie to jest wyrazem więzi osobników pary rodzicielskiej na terytorium lęgowym. Samiec mewy trój-palczastej sygnalizuje potencjalnej wybrance posiadanie „atrakcyjnego" miejsca do gniazdowania, a jednocześnie odstrasza rywali i intruzów. Ruch ten przypomina zachowanie się ptaka przed usadowieniem się w gnieździe (być może stąd właśnie się wywodzi). Pozycja „wyprostowana" sygnalizuje grożenie. Mewa spogląda na oponenta i jest gotowa do ataku (gdyby zaistniała taka konieczność). Czasem u samca można zaobserwować lekkie straszenie piór, tak jakby zamierzał rozpostrzeć skrzydła. Dzięki temu ptak wydaje się większy, a zatem i groźniejszy. Zachowanie takie obserwuje się bezpośrednio przed uderzeniem - gwałtownie wysuwającej szyję do przodu mewie skrzydła pomagają wtedy zachować równowagę. Taki dodatkowy pokaz siły jednego z osobników na ogół zniechęca przeciwnika. Jednak do prawdziwych walk u mew dochodzi stosunkowo rzadko. Mewa, która kapituluje wobec nieustępliwości przeciwnika, podnosi dziób do góry i nie straszy piór. Nawet jeśli nie jest to gest podporządkowania się, sygnalizuje w ten sposób uznanie prawa innego osobnika do przebywania w sąsiedztwie. Wyraźną zmianę ustawienia ciała (z frontalnego) wobec oponenta można interpretować jako wyraz strachu. Pokonana mewa pochyla głowę, a czasem ucieka. W większości wypadków nie dochodzi do konfrontacji przy użyciu siły fizycznej. Taka sama zasada obowiązuje, jeśli chodzi o konflikty u innych gatunków zwierząt (często także u człowieka). Sygnały w świecie mew są dostosowane do warunków życia ptaków. Mewa trójpalczasta np. większość czasu spędza żerując w morzach i oceanach. Na miejsce do gniazdowania wybiera (w przeciwieństwie do innych gatunków) skaliste wybrzeże. W środowisku tym mniej jest zagrożeń ze strony drapieżników i mniej okazji do konfliktów terytorialnych. Z tego względu wśród gnieżdżących się mew trójpalczastych zdecydowanie rzadziej słyszy się okrzyki sygnalizujące obawę i stres, aniżeli wśród kolonii innego gatun- 94 ku, gniazdującego na plaży. Z drugiej strony w odróżnieniu od innych gatunków u mewy trójpalczastej już bardzo wcześnie pojawia się sygnał cut-off-„ wycięcie". Ptak w konfrontacji z innym osobnikiem może odwrócić głowę i patrzeć w inną stronę. W ten sposób sygnalizuje wycofanie się z „konfrontacyjnej" sytuacji. Przedstawiciele większych gatunków mew bardzo energicznie bronią swojego terytorium. Ptak zajmuje mniejszy lub większy pas ziemi, przy czym wielkość powierzchni zależy od różnych czynników. Większa mewa może obronić większe terytorium, ale zależność ta traci na znaczeniu w zatłoczonych koloniach. Jeśli zbłąkany ptak zbliża się do gniazda jakiegoś mieszkańca kolonii, rezydent wydaje ostrzegawczy okrzyk. Gdy intruz mimo to podchodzi, rezydująca mewa wychodzi mu naprzeciw i obserwując uważnie ruchy obcego zaczyna przybierać pozycję wyprostowaną. W tym momencie intruz na ogół wycofuje się. Jeśli nie, rezydent prezentuje zachowanie się, które określono wyżej jako „dławienie". Tym razem komunikat nie może już przedstawiać żadnych właściwości: jestem właścicielem tego terytorium i gotów jestem go bronić. Zasadą jest, że w tej sytuacji intruz ustępuje. Mewy, które gnieżdżą się wśród niedostępnych skał, reagują odmiennie. Właściwie nie utrzymują one terytoriów, a jedynie bronią gniazd. Gdy zbliża się intruz, rezydująca mewa unosi się w gnieździe i prezentuje ruchy „dławienia". „Dławienie" obserwuje się u też u wszystkich mew przed usadowieniem się w gnieździe. Zachowanie to przypomina ruchy głową, jakie wykonują mewy w czasie budowy gniazda. Inna (od przedstawionej wyżej) interpretacja głosi, że sygnał społeczny w tym wypadku wywodzi się właśnie z tego rodzaju zachowań. Słownik mew Jak określilibyśmy treść opisanych gestów? Obserwując zachowanie się ptaków, można by sobie łatwo wyobrazić, co powiedziałaby mewa broniąc terytorium. Od „O, a co to?" poprzez „Nie wiesz, że tu już ktoś gniazduje?" do „Ostrzegam, trzymaj się z daleka!" i następującego „O tak, właśnie tak!". Kiedy agresor oddala się, a ptak sadowi siew gnieździe, obserwując go można pod jego zachowanie podłożyć nawet taki komentarz: „Ta dzisiejsza młodzież! Winę ponoszą rodzice". Taka interpretacja nie odbiega aż tak bardzo od prawdy. Jako uzasadnienie można podać ważki powód. Ludzkie tłumaczenie języka gestów mewy w jakiejś mierze odpowiada przekładowi języka 95 angielskiego na inne języki. Równoważne terminy i wyrażenia w dwóch językach nie zawsze oddają ich pierwotną treść. Na przykład angielskie „good-bye" („do widzenia"- przyp. tłum.) tłumaczymy na francuski jako „au revo-ir", podczas gdy właściwym odpowiednikiem „good-bye" (czyli God be with you „Bóg z tobą") powinno być „adieu" (dosł. [idź] do Boga). „Au revoir" oznacza ściśle „do zobaczenia", co w języku angielskim niemal dosłownie przekłada się na „see you later". Przekładając z jednego języka na drugi nie dobieramy identycznych słów, lecz możliwie najbliższe znaczenia. Często zdarza się, że zasady gramatyczne jednego języka stają się kolokwializmami w drugim. Zasadę tę można też zastosować do „języka ciała" mew. Sporządzenie spisu literalnych znaczeń poszczególnych gestów znacznie ułatwiłoby ich systematyzację. Skoro istnieje notacja śpiewu i innych odgłosów wydawanych przez ptaki, bo ułatwia to badanie ich wokalizacji, nic nie stoi na przeszkodzie, by w końcu skompilować słownik mewio-angielski lub me-wio-polski. Nierozłączki Zielone, złociste, pomarańczowe, czasem podbarwione niebieskim odcieniem, małe papugi z rodzaju Agapornis określano zawsze jako nierozłączki. Nazwa ta wynikała z faktu, że para ptaków wiąże się na całe życie, a ponadto ich rytuał godowy jest wzruszający, kształtujący wielką zażyłość. Z tego powodu mogą uchodzić za symbol wyidealizowanych stosunków między ludźmi. U niektórych gatunków papug (podobnie jak to się dzieje generalnie u ptaków) samce i samice charakteryzują się odmienną barwą upierzenia. U nierozłączek jest ono identyczne, duże znaczenie ma więc u nich zróżnicowane zachowanie się godowe, bo pozwala zidentyfikować płeć osobników. Nierozłączki spotykają się podczas zgrupowań, w czasie których wybierają odpowiednich partnerów. Papugi zbliżają się do siebie, wyciągając szyję, czasem starają się wykonywać wzajemnie ruchy pielęgnacyjne i głaskać pióra. Są to najwyraźniej próby zainteresowania sobą drugiego osobnika i zdobycia jego aprobaty. U nierozłączek wybór partnera zabiera nieco czasu i niezbyt często wiążą się one z pierwszym z brzegu kandydatem do „małżeństwa". Zaloty charakteryzują się tym, że samiec intensywnie uwodzi swą potencjalną partnerkę, podczas gdy ona często odrzuca awanse, wykazując obojętność lub agresję. Po zyskaniu wstępnej aprobaty samicy, samiec 96 przysuwa się do niej bokiem, obracając się w jedną i w drugą stronę. Tzw. kierowanie się do boku to pierwsza faza zalotów. Następnie samiec wyśpiewuje pełną różnych treli pieśń. Najczęstszą reakcją samicy jest w tej sytuacji wejście do gniazda. Gdy samiec przebywa przy samicy, często przerywa miłosne zapędy i wy-konuje ruchy drapania się w głowę. Nietrudno zgadnąć, że jest to gest frustracji, niepewności co do intencji samicy. Świadczyć o tym może fakt, że samiec zawsze drapie się tą nogą, która jest bliżej samicy. Podnosi ją, jakby robił ruch w kierunku wybranki (by sfinalizować związek), a gdy spotyka się z wrogą reakcją, wtedy właśnie zaczyna się drapać. Analogie ze świata ludzi są aż nadto oczywiste i nie jest to przejaw antropomorfizmu. Jeśli pewne zachowania powtarzają się u ludzi i ptaków, to pamiętajmy, że ptaki pojawiły się na świecie przed człowiekiem, a więc to one mogłyby powiedzieć, że je „małpujemy". Kiedy nierozłączki łączą się ze sobą po okresie separacji, siadają obok siebie i obserwując się wykonują rytuał kiwania głową. Takie przywrócenie „jedności i harmonii" pozwala na podjęcie wspólnych czynności. Typową formą zachowania się nierozłączek jest wzajemne karmienie się zwróconym nadtrawionym pokarmem. U wszystkich gatunków samce karmią samice, ale tylko niewiele samic nierozłączek karmi swoich partnerów. Kiedy samica gotowa jest do kojarzenia, stroszy pióra na głowie i pochyla się do przodu, podnosząc w górę głowę i ogon. Kojarzenie się to zachowanie złożone, ale nie jest ono uwarunkowane ściśle genetycznie. Świadczy o tym fakt, że osobniki świeżo skojarzonej pary bywają wobec siebie niezręczne, a samica okazuje niezadowolenie z partnera. „Harmonia małżeńska" u nierozłączek nie pojawia się więc od razu - wymaga czasu i praktyki. Po odchowaniu kilku lęgów para ptaków współżyje dużo lepiej. Rzadziej wtedy można usłyszeć odgłosy świadczące o konflikcie czy frustracji, rzadziej też słychać świergot samca i widać ruch drapania się w głowę, a samice częściej wykazują chęć do kopulacji. Z biegiem czasu, u zżytej pary nierozłączek skraca się faza wstępna zalotów, jak np. „kierowanie się do boku". Konflikt pomiędzy obcymi osobnikami na ogół przyjmuje formę nieszkodliwych dla ptaków rytuałów. Rozzłoszczona nierozłączka kroczy w stronę wroga, ostentacyjnie okazując pewność siebie. Kapitulację oznacza nastroszenie piór na głowie i odwrócenie głowy. Kontakt fizyczny w czasie konfliktu jest ograniczony. U niektórych gatunków obserwuje się walki na niby, w których ptaki okazują szybkość i sprawność. Obydwa osobniki uprawiają wtedy swoistą szermierkę, zadając dziobami pozorne „ciosy". W takim starciu największym uszczerbkiem, którego może doznać ptak, jest uszczypnięcie w nogę i tylko w nogę. Młode nierozłączki w kolonii z zapałem 7 - Czujące istoty y I ćwiczą walkę na niby. Choć to zachowanie się ma charakter dziedziczny, to j ego wykonanie zależy i od praktyki, i od nauki, j aką młode papugi pobieraj ą od dorosłych osobników. Walka na niby zwykle rozstrzyga konflikt, jeśli jednak z jakichś względów się przedłuża, starcie przybiera charakter „na serio" i bywa przyczyną poważniejszych zranień. Nierozłączki są dobrymi rodzicami. Budują gniazdo (cecha nieczęsto spotykana u papug, które mogą po prostu składać jaja w dziupli) w sposób wyjątkowy dla tej grupy ptaków. Przede wszystkim znajdują właściwy materiał (liście, papier) i niczym biurowy dziurkacz rozdrabniajągo w dziobach. Następnie tak spreparowany budulec przenoszony jest do miejsca, w którym ma powstać gniazdo. U niektórych gatunków nierozłączek papugi upychają znalezione kawałki materiału pomiędzy piórami. Jest to oryginalny „wynalazek" tych nierozłączek, gdyż jak doskonale wiadomo, ptaki przenoszą materiał do budowy gniazda w dziobach. Badaczy zainteresowało, jak dziedziczą się dwa rodzaje zachowania się: przenoszenie w dziobie i przenoszenie między piórami. W tym celu skrzyżowano nierozłączkę czerwonoczelną Agapornis roseicollis („pióra") i nierozłączkę Fischera Agapornispersonata („dziób"). Oba gatunki są ze sobą blisko spokrewnione, a ich krzyżowanie daj e potomstwo, j ednakże w środowisku naturalnym nie mogą się ze sobą kojarzyć, ponieważ tereny ich występowania dzieli odległość ponad 1000 km. Pisklęta pochodzące z krzyżowań obu gatunków rozwijały się normalnie. Kiedy dojrzały do rozpłodu rozpoczęły zwykłe czynności związane z budową gniazd. Co wtedy robiły? Rodzice przekazali im geny warunkujące sprzeczne zachowania, toteż nie dziwił uzyskany wynik. Młode ptaki mieszańce próbowały upychać budulec pod piórami, ale robiły to niesprawnie (między innymi nie wsuwały go pod właściwe pióra) i materiał wypadał. Z kolei w dziobie nie mogły przenieść wystarczającej ilości budulca. W końcu, po nieudanych próbach przenoszenia materiału w piórach, nierozłączki krzyżówki transportowały go w małych ilościach w dziobach. Początkowo jedynie 6% elementów potrzebnych do budowy gniazda przenosiły w dziobach (gwoli ścisłości należy zaznaczyć, że nierozłączka czerwonoczelną też przenosi w dziobie ok. 3% materiału). Po dwóch miesiącach ćwiczeń ptaki przenosiły już 40% budulca. Jednak nawet wtedy, transportując materiał w dziobach, wykonywały na początku symboliczny gest upychania go między piórami, które przedtem stroszyły (tak, jak robi to nierozłączka czerwonoczelną). Po dwóch latach wszystkie nierozłączki przenosiły materiał w dziobach, choć sporadycznie obserwowano jeszcze ruchy upychania. Pełną sprawność transportu budulca w dziobie (porównywalnąze sprawnościąnierozłączki Fischera) ptaki pochodzące z krzyżówek osiągnęły dopiero w wieku 3 lat. 98 Do opowieści tej można dodać dość intrygujące zakończenie. Po trzech latach zdolność mieszańców do wykonywania ruchu upychania w znacznym stopniu zanikła. Jednak w nielicznych wypadkach, kiedy ptaki próbowały umieścić materiał między piórami, osiągały teraz znacznie lepsze rezultaty. Przypuszczalnie więc i ta technika (podobnie jak noszenie w dziobie) została stopniowo poprzez uczenie się udoskonalona. Nierozłączki bardzo troskliwie opiekują się pisklętami. Mogą też służyć jako „mamki" dla piskląt innych pokrewnych gatunków. Jednak młoda samica, która odchowuje cudze pisklęta, będzie w przyszłości ignorować własne, jeśli wyglądają one inaczej. Powody takiego zachowania się wyjaśnię poniżej. Jak widać, w wielu ruchach, gestach i wzorcach zachowania się nierozłączki nie różnią się zasadniczo od człowieka. Powtórzmy jeszcze raz: patrząc od strony ewolucyjnej nie one przypominają nas, ale to raczej nasze zachowania przypominają te, które obserwujemy u ptaków. To my cierpimy na „awiomorfizm" Zachowanie się kaczek Kaczka to ptak znany każdemu. Niewiele legend i baśni opowiada natomiast o mewach i o papugach (dziwne ze względu na osobliwą ich zdolność do mówienia). W opowiadaniach są przedstawiane, jak np. mewa Jonathan Livingstone "a, bez nadmiernej antropomorfizacji, z zachowaniem realiów świata, do którego należą. Z kaczką j est inaczej. W większości naszych przedszkoli znajdują się zabawki przedstawiające właśnie tego ptaka. Bohaterowie kreskówek, kaczory Daffy i Donald, znane są dzieciom na całym świecie. Edward Lear (jeden z artystów najpiękniej odmalowujących ptaki) napisał opowieść o kaczce i kangurze. W „Bnishwood Boy" Rudyard Kipling każe swoim kaczym bohaterom rozmawiać i śmiać się. No, i oczywiście jest jeszcze dramat Henryka Ibsena „Dzika kaczka" (ptak występuje tu rzecz jasna jako symbol). W sensie biologicznym „kaczki" to gatunki należące do różnych rodzajów. Tak więc mamy np. cyrankę modroskrzydłą^4«as discors, karolinkę^ó: sponsa i turkana Somateriafischeri. Nietypową kaczką, która ma pewne cechy gęsi, jest piżmówka amerykańska Cairina moschata. Zrozumienie głosów kaczek jest trudne, natomiast w czasie zalotów bardzo wyraźnie ujawniają one „język ciała". Za przykład może służyć dobrze wszystkim znana, zdobywająca pokarm w powierzchniowej warstwie wody kaczka krzyżówka Anas platyrhynchos. Dzieli ona z innymi gatunkami podstawowy zestaw, 99 obejmujący 10 zachowań, które u różnych kaczek występują w różnych wariantach. Typowe zachowania samca to: 1. Potrząsanie dziobem. 2. Potrząsanie głową. 3. Ruchy ogonem. 4. Chrapliwy gwizd. 5. Głowa i ogon w górze. 6. Zwrot w kierunku samicy. 7. Skłanianie głowy w czasie płynięcia. 8. Odwracanie głowy. 9. „Stawanie dęba". 10. Ruchy głową „góra-dół". Często zdarzają się zachowania, które stanowią kombinację wymienionych 4-3 lub 5-6. Jeden z twórców etologii, Konrad Lorenz (1903—1989) opisał, w jaki sposób dochodzi do pospolitego wśród kaczek zachowania się prowokującego. Np. jeśli na teren zajęty przez parę oharów wtargnie inna para, przejawiająca zamiar naruszenia zajętego rewiru, pierwsza reaguje wówczas samica rezydentka. Aby przepłoszyć intruzów atakuje, biegnąc w typowej pozycji (z wyciągniętą, nisko opuszczoną szyją). Jednak w miarę zbliżania się do obcych, pewność siebie samicy maleje, a reakcja zostaje wyhamowana. Samica ohara powraca do swego partnera. Czasem zdarza się, że gdy jest już blisko kaczora, a daleko od intruzów, zatrzymuje się i odwraca głowę. „Przez ramię" z wyraźną groźbą samica patrzy na nieproszonych gości. Takie zachowanie się może sprowokować intruzów i w rezultacie doprowadzić do interwencji samca rezydenta. „Spoglądanie przez ramię" interpretowane jest jako przemożny wpływ instynktowej tendencji do nie spuszczania wroga z oczu. Podobne zachowanie się występuje u kaczki krzyżówki, ale ma ono nieco inny kontekst. Krzyżówka odwraca głowę także przy frontalnym zetknięciu się z wrogiem. W ten sposób przynajmniej na krótką chwilę traci przeciwnika z oczu. Jest to zachowanie się zrytualizowane. Szczególnie interesujące w tej sytuacji jest podobieństwo zachowania się kaczek i nie spokrewnionego z nimi człowieka. Przecież odwracanie i potrząsanie głową to charakterystyczne zachowania się człowieka w trakcie wrogiej konfrontacji. Jest to element uniwersalnego języka, który rozumiemy bez większej trudności także u innych gatunków. Wiemy, kiedy groźbę 100 wyraża spotkany w ciemnej uliczce opryszek, ale też kiedy czyni to pustynny grzechotnik. Mimika psa czy zachowanie broniącego gniazda łabędzia nie pozostawia wątpliwości co do intencji tych zwierząt, podobnie jak takie samo zachowanie się człowieka. Uczenie się pieśni Powyższe przykłady pokazują, że ptaki mogą posługiwać się systemem komunikacji niewerbalnej („język ciała"), dokonywać subtelnych zmian znaczenia sygnałów i łączyć pojedyncze sygnały w większe całości. Przyjrzyjmy się nieco teraz ich komunikacji werbalnej. Pieśń ptaków pełni dwie zasadnicze funkcje. Odgrywa rolę w sygnalizowaniu nastrojów, np. jako ważny element zachowania godowego (wabienie samicy), a także może być sygnałem terytorialnym (ostrzeżeniem dla innych osobników własnego gatunku, że określony teren ma „gospodarza"). A więc i tu widać pewne podobieństwa pomiędzy nami i ptakami (pieśni miłosne znane są niemal w każdej kulturze). Zdolność do wydawania odgłosów, które określamy jako „pieśń", jest dziedziczna, ale jej prawidłowe, pełne brzmienie wykształca się poprzez kontakt pisklęcia z głosem dorosłego osobnika. Na przykład odchowana w izolacji zięba wykonuje ograniczoną pieśń. Nie chodzi o jej długość (normalnie pieśń trwa 2—3 sekundy), lecz o budowę. W pieśni zięby występują dwie frazy, z których druga kończy się melodyjnym ozdobnikiem. U osobnika izolowanego istnieje tylko jedna fraza, a ponadto brak ozdobnika. Jest to więc uproszczona wersja pieśni, w której nie spotyka się całego bogactwa wokalizacji zięby. Okres krytyczny, w którym nauczenie się linii melodycznej i jej utrwalenie jest możliwe, przypada u tego ptaka w wieku około 1 roku. Kiedy izolowany osobnik nie ma możności zetknięcia się z normalnym dorosłym ptakiem w tym właśnie czasie, nie może nauczyć się prawidłowo brzmiącej pieśni. Co się jednak stanie, kiedy kilka młodych zięb zostaje odchowanych wspólnie, ale bez kontaktu z dorosłym ptakiem? Rezultaty tego doświadczenia okazały się fascynujące. Najwyraźniej obecność w grupie dała poszczególnym osobnikom bodziec do doskonalenia pieśni, gdyż taki właśnie proces obserwowano w ciągu kilku tygodni. Zięby te nie rozwinęły co prawda pełnej pieśni, ale pod wpływem stymulacji społecznej upiększały linię melodyczną i tworzyły własne wariacje. 101 Potrzeba matką wynalazku Tuż po I wojnie światowej w Wielkiej Brytanii rozpowszechnił się system rozprowadzania mleka w butelkach kapslowanych specjalną folią. To higieniczne i stosunkowo bezpieczne opakowanie było też bardzo wygodne: co rano przed drzwiami domu czekała na konsumenta butelka świeżego mleka. Początek końca tej sielanki nastąpił pewnego dnia 1928 roku w portowym angielskim mieście Portsmouth. Tam to właśnie sikory modre (modrasz-ki) nauczyły się pokonywać przeszkodę. Siadając na krawędzi butelki, sikora przekłuwała kapsel dziobem, dzięki czemu mogła go pewnie uchwycić i -ściągnąć. Tej sztuczki nauczyły się wszystkie sikory, początkowo w Portsmoth, a następnie w całej Wielkiej Brytanii. Czaple stosują czasem system łowienia ryb „na przynętę". Obserwowano, jak te majestatyczne ptaki wybierają z gospodarstwa człowieka resztki chleba, zanoszą go na swój teren „wędkowania" i stosują do wabienia ryb. Interesujące, że czaple nie jedzą chleba (który nie występuje rzecz jasna w ich środowisku naturalnym). U ptaków tych powstało jednak odpowiednie skojarzenie, co zaowocowało „wynalezieniem" tej techniki łowieckiej. Przypatrzmy się teraz, w j aki sposób ptak ziarnoj ad daj e sobie radę z nasionami słonecznika. Kiedy zmierzymy czas potrzebny mu na otwarcie każdego nasiona, okaże się, że początkowo trwa to dość długo. Ptak próbuje różnych sposobów przytrzymywania i rozbijania osłonki. Drugie nasienie jest już otwarte szybciej, a po kilku próbach idzie mu to całkiem sprawnie. Metoda działania polega tu na przystosowaniu się do sytuacji, a ponadto na wy-próbowywaniu różnych sposobów i wyborze najlepszego. Zachowanie się ptaka ziarnojada nie jest więc mechaniczną czynnością, lecz wynikiem odziedziczonej koordynacji ruchów. Ptak modyfikuje swoje zachowanie pod wpływem doświadczenia i modyfikacj ę tę zapamiętuj e. Zwierzęta mogą więc nie tylko uczyć się ale w pewnym sensie także eksperymentować. Wszystko to świadczy o roli nauki u zwierząt. Jak widzieliśmy, proces uczenia się może przebiegać nawet bez obecności nauczyciela, przyjmując postać biologicznie uwarunkowanego „nakazu". Odziedziczone czy wyuczone? Spójrzmy, jak gęś troszczy się o złożone jajka. Odwraca je regularnie dziobem i sadowi się tak, by równomiernie ogrzać je do stosownej temperatury. 102 Czynność tę powtarza, trzymając się pewnego porządku. Kiedy jajko wypadnie z gniazda, gęś wykonuje dobrze znany manewr: wtacza je z powrotem do gniazda za pomocą dzioba. Gdy wykonała tę czynność, robi wrażenie „zadowolonej z dobrze wykonanej pracy". Ale jest to interpretacja ludzka. Podsuńmy gęsi j ajko innego gatunku, piłkę golfową lub nawet korek od szampana. Za każdym razem wtacza ona „jajko" do gniazda. Jedno z doniesień mówi, że gęś potraktowała w ten sposób nawet sześcienny drewniany klocek zabawkę dla dzieci. Mamy rudo czynienia ze ściśle odziedziczalnąi automatyczną reakcją. Gęś najwyraźniej ma kłopoty z rozpoznawaniem własnych jajek... Dziedziczny charakter ma wiele podstawowych reakcji ptaków, choć mogą być one modyfikowane przez czynniki zewnętrzne. Do jakiego stopnia? Pewien pogląd na tę kwestię możemy uzyskać obserwując synogarlicę (rodzaj Streptopelia), która jest mniejszym kuzynem naszego gołębia. Ptak ten ma dobrze poznany rytuał godowy, który można modyfikować dla potrzeb badań. Chociaż osobniki obu płci nie różnią się wyglądem zewnętrznym (aby zidentyfikować płeć, niezbędne jest badanie układu rozrodczego), synogarlice mają czytelny sposób tworzenia par. Samiec spaceruje wokół samicy, spoglądając na nią, i wydaje dźwięki gruchania. Po tej ceremonii, ptaki wybierają miejsce na gniazdo i przystępują do znoszenia budulca. Zadaniem tym dzielą się równo. Budowa gniazda trwa około tygodnia i w tym okresie następuje kopulacja. Samica synogarlicy silnie trzyma się gniazda — nawet w znaczeniu dosłownym. Jeśli chce się ją podnieść, trzeba wraz z ptakiem podnieść też gniazdo. Po 7-11 dniach zniesione zostaje pierwsze jajko (zwykle około godz. 17.00), a w dwa dni później drugie (około godz. 9.00). Po tym fakcie samiec zastępuje samicę w wysiadywaniu. Ustala się następujący porządek: samica siedzi w gnieździe 18 godzin, samiec pozostałe 6. Okres inkubacji trwa mniej więcej 14 dni. Początkowo pisklęta odżywiają się wydzieliną nabłonka wyściełającego wole rodziców, tzw. mleczkiem ptasim. Młode synogarlice zaczynają opuszczać gniazdo w wieku 10—12 dni, ale wciąż domagają się pokarmu. Przez następny tydzień uczą się od rodziców, jak wydziobywać ziarno. Częstotliwość karmienia przez dorosłe osobniki zmniejsza się. Po trzech tygodniach młode stają się samowystarczalne. W tym też czasie cykl rozrodczy (trwający w sumie około 6—7 tygodni) zaczyna się od nowa zalotami, po czym następuje budowa nowego gniazda. W idealnych warunkach cykle rozrodcze mogłyby trwać nieprzerwanie, aż do wyczerpania potencjału biologicznego któregoś z osobników. U synogarlic wyraźnie widać oddanie, z jakim para rodzicielska buduje gniazdo i opiekuje się młodymi. Jednak cały proces rozrodu musi przebiegać 103 fazowo. Synogarlica pozbawiona partnera nie zacznie budować gniazda ani wysiadywać jajek, które się jej podkłada. Podobnie para tych ptaków, której podsuwa się gotowe gniazdo z ułożonymi wewnątrz jajkami, kompletnie je zignoruje. Synogarlice te po odbyciu normalnego wstępnego rytuału zaczynają budowę „swojego" gniazda, zwykle na gnieździe dostarczonym. Jeśli jajka prezentowano ptakom w nowym gnieździe, zmieniając ich położenie każdego dnia, synogarlice zaczęły je wysiadywać 5-7 dni po ujrzeniu ich po raz pierwszy. Najwyraźniej, potrzebny był jakiś okres zaznajomienia się i interakcji obu osobników. Aby to udowodnić, synogarlice izolowano od siebie na jakiś czas. Po połączeniu, znów minęło 5—7 dni, nim rozpoczęła się inkubacja. U synogarlic badano też, czy tolerują one zamienione jajka. W tym celu, po odbyciu normalnego cyklu (rytuał wstępny - budowa gniazda - złożenie jajek) dokonano zamiany-podłożono jajka pochodzące z zewnątrz. Reakcja ptaków, które trzymały się przez jakiś czas w pewnej odległości od gniazda, wskazywała, że w tej sytuacji czuły się niepewnie. Lecz pod dwóch godzinach penetrowania otoczenia synogarlice zaczęły jak gdyby nigdy nic wysiadywać podłożone jajka. Co się dzieje, gdy ptaki pozostawimy w pustych klatkach, w okresie gdy powinny budować gniazdo i składać jajka? Jeśli para synogarlic utrzymywana jest w tym czasie w klatkach, gdzie ptaki mają do dyspozycji wszystko poza materiałem budulcowym, i gdy materiał ten poda im się siódmego dnia, obserwujemy interesujące zjawisko. Synogarlice zaczynają energicznie i w ogromnym pośpiechu budować gniazdo, tak jakby starały się nadgonić utracony czas. W 1-2 dni później składają jajka. Wszystko to potwierdza istnienie określonych faz w rozrodzie synogarlic. Ptaki te mają zakodowany porządek wykonywania kolejnych czynności we właściwym czasie. Pewien okres potrzebny jest na wytworzenie więzi. Następnie wzajemne zainteresowanie osobników pary rodzicielskiej zmniejsza się na rzecz budowy gniazda. Kolejna zmiana, to przejście od roli budowniczych „domu" do roli rodziców. Synogarlica staje się rodzicem tym łatwiej, im dłużej przebywa z partnerem (zasada ta dotyczy obu płci) i jeśli ma do dyspozycji materiał budulcowy. Klasyczne doświadczenie wykonane jeszcze przed II wojną światową w londyńskim zoo wykazało, że dla wyzwolenia reakcji samicy gołębia (złożenie i inkubacja jaj) istotny był widok i wokalizacja samca, nawet jeśli był on oddzielony od partnerki szklaną szybą. W tej sytuacji kluczowe jest zachowanie się samca. Samica widziała przez szybę jego zaloty, a wkrótce potem przechodziła owulację. W jednym z eksperymentów samicom prezentowano wy- 104 kastrowane samce, które nie przejawiały zachowań typowych dla fazy zalotów. Tylko niewiele samic reagowało na ich widok owulacją, co wskazuje na rolę w pobudzaniu synogarlicy przez samca przejawiającego atrybuty męskości. Troska on potomstwo Ptaki wykazują oddanie swoim pisklętom. Na przykład gnieżdżąca się na ziemi siewka złota podejmuje ryzyko, by uchronić pisklęta przed drapieżnikiem. Jeśli zbliża się lis, matka własnym ciałem osłania młode. Gdy drapieżnik podchodzi zbyt blisko, siewka ucieka w ten sposób, aby przyciągnąć jego uwagę. Jej przemykanie się między trawami przypomina zachowanie się myszy lub nornika, co wyzwala u lisa reakcję pogoni. U siewki następuje blokowanie naturalnej reakcji ucieczki, wzbicia siew powietrze; zamiast tego stale kluczy przed lisem, odciągając go od bezbronnych piskląt. Kiedy odwiedzie już drapieżnika na bezpieczną odległość, powoli wzbija się w powietrze, skłaniając lisa do jeszcze jednego wysiłku. Następnie powraca do gniazda, pozostawiając daleko za sobą zaskoczonego i zdezorientowanego drapieżnika. U wielu ptaków dorosłe komunikują się z młodymi za pomocą dźwięków. Czasem występuje to jeszcze przed wykluciem. Na przykład kaczka krzyżówka „mruczy" do swoich piskląt jeszcze zamkniętych w skorupkach jajek, a te odpowiadają, nasilając wokalizację tuż przed kłuciem się. Jest to na pewno rodzaj komunikacji, zwłaszcza że „dialog" często rozpoczynają młode. Dźwięki dochodzące z jaja mogą być wydawane spontanicznie, bez żadnej stymulacji z zewnątrz. Nie wiemy na pewno, jakie informacje przekazują sobie ptaki. Być może chodzi o sygnalizowanie przez matkę pory kłucia się. Analiza dźwięków wydawanych przez znajdujące się wewnątrz jajek młode (w postaci sonogra-mów) wykazała bowiem, że największe nasilenie wokalizacji następuje tuż przed wykluciem. Dodatkowym argumentem na rzecz tej tezy jest fakt, że przy sztucznej inkubacji ptaki z jednego lęgu wykluwają się w ciągu kilku dni, natomiast przy inkubacji naturalnej — w ciągu 6—8 godzin. Ta ścisła koordynacja w czasie dotyczy także wylęgu piskląt, które z jakichś względów są nieco opóźnione w rozwoju w stosunku do innych. Skrócony czas pojawienia się wszystkich młodych naraz daje samicy krzyżówki wielką korzyść. Może ona równo dzielić zabiegi macierzyńskie pomiędzy wszystkie pisklęta, co nie byłoby możliwe, gdyby wykluwanie 105 się było bardziej rozciągnięte w czasie. Więź kacząt z matką utrzymywana jest poprzez podążanie za odgłosem wydawanym przez kaczkę. Dźwięków tych kaczę musi się nauczyć bardzo szybko po wykluciu się z jaja. Od dawna wiadomo było, że u młodych ptaków występuje reakcja podążania za i przywiązywania się do obiektów, z którymi jako pierwszymi miały kontakt po wykluciu. Zwykle jest to ich matka, ale można w sposób sztuczny wywołać przywiązanie do człowieka, a nawet do obiektów nieożywionych, takich jak szczotka do szorowania, maska, modele z kartonu, rolka papieru toaletowego, butelka od mleka, maskotki i wabik na kaczki. Konrad Lo-renz, który badał to zjawisko, określił je jako imprinting (nazwy polskie: wpajanie, reakcja piętna -przyp. tłum.). Reakcję piętna możemy rozpoznać w znanej w krajach anglosaskich wierszowanej opowiastce dla dzieci, w której Małe Jagnię towarzyszyło wszędzie Mary. Rzeczywiście, spośród ssaków wpajanie zostało najlepiej poznane u jagniąt i koźląt. Nikogo nie trzeba przekonywać, że zyski płynące dla młodego ze „ślepego" przywiązania do matki, są w warunkach naturalnych niezwykle korzystne. Na marginesie należy zauważyć iż słowo imprinting, czyli „wpajanie" lub „reakcja piętna" sugeruje coś na kształt wytłaczania czy wyrycia, a więc zmian prowadzących do wywołania skutków o charakterze permanentnym. Nie jest to całkowicie zgodne z prawdą. U ptaków może nastąpić zmiana obiektu przywiązania. W jednym z eksperymentów kaczęta przebywały z człowiekiem przez 20 godzin po wykluciu się i wytworzyła się u nich reakcja piętna. Wszędzie podążały za człowiekiem. A jednak, gdy w końcowej części eksperymentu pozwolono kaczętom połączyć się z samicą krzyżówki, która kilka godzin wcześniej została matką, kaczęta połączyły się ze swoimi rówieśnikami i w ciągu 90 minut wszystkie młode kaczki podążały za samicą. Nie można było wśród nich wyróżnić kacząt eksperymentalnych, które zresztą od tego momentu przestały preferować swoją ludzką niańkę. Tak więc wpajanie można odwrócić. Zatem „reakcja piętna" nie ma charakteru mechanicznego, lecz jest raczej jednym z wielu rodzajów uczenia się, wykorzystywaniem zdobywanych doświadczeń i adaptowaniem do nowych sytuacji. 4. Owady, ryby i inne „zimnokrwiste" stworzenia Do organizmów „zimnokrwistych" (a raczej zmiennocieplnych) należą różne zwierzęta: zarówno chrząszcze jak i ośmiornica, homar i tropikalne krokodyle. Organizmy te wyposażone są w rozmaite zmysły, a na bodźce ze strony środowiska reagują w sposób, który sugeruje zdolność rozwiązywania problemów. Gdy uszkodzeniu ulegnie gniazdo owada, będzie on w stanie zająć sięnaprawą, nawet gdy nigdy tego nie robił. Gdy dwa skoczki*, przedstawiciele trudnych do odróżnienia dla obserwatora gatunków, porozumiewają się ze sobą, potrafią uniknąć „wpadki" w postaci zalotów do niewłaściwego (lecz żyjącego tuż obok) partnera. Nietoperz, który wydaje z siebie ultradźwięki w celu zlokalizowania zdobyczy, spotyka się z zakłóceniami spowodowanymi przez dźwięki ćmy. Używając analogii ze świata ludzkiego można powiedzieć, że pszczoły budują z cegły, a osy „produkują" papier. Pewne zdolności zmysłowe organizmów zmiennocieplnych przyprawiają o zawrót głowy. Monarch, gatunek motyla z Ameryki Północnej, każdej jesieni przelatuje ponad 3 tys. km na południe, aby zimę spędzić w Meksyku. Trasa przelotu tego motyla jest dobrze znana, ponieważ ogromne ilości osobników gromadzą się na określonych drzewach. W stosownym czasie dosłownie miliony motyli przybywa do celu swej wędrówki. Przeloty monarchów są o tyle interesuj ące, że owad ten unosi się na wietrze niczym liść, zdany na łaskę i niełaskę prądów powietrznych. A jednak zdolności precyzyjnej nawigacji na trasie prowadzącej przez Ocean Atlantycki lub przez całą Amerykę Północną może temu motylowi pozazdrościć każdy pilot. * Owady z rodzaju Typhlocyba, rząd pluskwiaków równoskrzydłych (przy. tłum.). 107 Cuda świata owadów Pojęcie zmysłów u owada jest dla nas nieco dziwne i niezrozumiałe. Ze swoim kanciastym szkieletem zewnętrznym owad przypomina przybysza z innej planety, którego nie można by posądzać o inteligencję porównywalną powiedzmy z ssakami. Jednak jeśli stworzymy sytuację, w której będzie on postawiony wobec nowych lub nieoczekiwanych warunków zewnętrznych, może wypracować nową strategię. Stawonogi, do których należą oprócz owadów organizmy zróżnicowane anatomicznie: np. pająki, roztocza, kraby, homary, łączą bardzo subtelne cechy budowy ciała, rozpoznawalne właściwie tylko przez specjalistów. Jednak niektóre spośród stawonogów tworzą społeczeństwa, które pod względem złożoności przypominają społeczności ludzkie. Mrowisko sprawia wrażenie jednego wielkiego organizmu, w którym każdy osobnik przykłada się do „pomnożenia dobra ogółu". W gnieździe mrówek „kasty" (typy owadów) nie są aż tak wąsko wyspecjalizowane, jak mogłoby się wydawać. Liczba czynności niezbędnych do wykonania wielokrotnie przewyższa liczbę typów mrówek. Owady te potrafią uczyć się nowych zachowań i modyfikować zachowanie pod wpływem aktualnej potrzeby. Sam obserwowałem, jak mrówki tworzyły „most" z własnych ciał, aby umożliwić innym osobnikom przenoszenie zdobyczy nad wyrwą w ziemi. Nie do pomyślenia jest, by takie zachowanie się uwarunkowane było jakimś "odruchem", który został zakodowany w organizmie mrówki na wypadek zaistnienia takiej właśnie okoliczności. Można sobie bowiem wyobrazić mrówki, w życiu których nigdy nie zaistnieje potrzeba budowania „mostu". Ponadto, każda tego typu owadzia konstrukcja wygląda nieco inaczej. Tak więc, wygląda na to, że konstruowanie żywego pomostu jest doraźną odpowiedzią na zaistniałą sytuację. Zdolność do współdziałania w krańcowej formie uwidacznia się u mrówek żyjących na drzewach. Te owady z tropików łączą się tworząc ze swoich ciał rodzaj osłony, pod którą żyje kolonia. Po jakimś czasie mrówki „zwi-jająobóz" i przenoszą się w inne, bogate w pokarm miejsce, gdzie rekonstruują „tarczę" z własnych ciał. Przyjrzyjmy się teoriom tłumaczącym to zachowanie się: 1. Mrówki są do wykonania tego zadania zaprogramowane, niczym mechaniczne roboty. Teorię tę trudno zaakceptować. Liczba informacji, którą w tej sytuacji musiałby zawierać mózg mrówki, powiększyłaby go do wy- 108 miarów większych niż sama mrówka. Ponadto, każda zasłona formowana przez mrówki jest nieco inna. 2. Mrówki kieruj ą się w tym zachowaniu liniami sił pola magnetycznego, które jakoś rejestrują. Nie widzę powodu dla konieczności wprowadzenia takiej hipotezy, choć znacznie lepiej odpowiada ona faktom niż poprzednia. 3. Mrówki kierowane są ręką boga. Taka hipoteza też nie j est potrzebna, mimo poklasku, jaki z pewnością wzbudziłaby wśród ortodoksów wiary. Jest ona jednak, moim zdaniem, i tak bardziej przekonywająca niż pierwsza. 4. Znajdując stosowne rozwiązanie, mrówki rozwiązują problem. Najpierw „ogarniają" sytuację, znajdują rozwiązanie i działają zbiorowo. W pewnym sensie można powiedzieć, że jest to myślenie*. Pod hipotezami bożej opatrzności i sił pola magnetycznego z pewnością podpisałoby się wielu ludzi. Hipoteza pierwsza jest fantastyczna i ma charakter powierzchowny. Popierają ją zwolennicy bezwzględnego prymatu człowieka nad światem przyrody. Lecz jest to złudzenie. Jak widzieliśmy, i jak jeszcze zobaczymy, umysł człowieka w pewnej sferze jest rzeczywiście niedościgniony, lecz w innych obszarach mamy w świecie zwierząt konkurentów. Chruścik Owady są wyposażone w bardzo czułe zmysły i mogą wykonywać złożone zadania. Larwa chruścika np. buduje sobie domek z materiału, który znajduje się w jej otoczeniu, np. w strumykach, na brzegach jezior czy małych zbiorników. Poszczególne gatunki stosują określony budulec - np. maleńkie kamyczki czy części roślinne, które zostają wplecione w uprzedzoną przez larwę siatkę. Domek ma zamknięcie z kawałka liścia lub dużego ziarna piasku. W miarę jak larwa rośnie, powiększa się i domek. Można zaobserwować, jak larwa porusza się po dnie strumienia lub stawu w poszukiwaniu preferowanego materiału budulcowego. Niektóre wycinają kawałki z liści wodnych, posługując się specjalnie do tego celu przystosowanym aparatem * Tak, jak w przypadku wielu innych zwierząt, u mrówek zakodowane genetycznie programy zachowań maj ą charakter otwarty, podatny na modyfikacj e wynikaj ące z różnorodności czynników środowiskowych. Dzięki temu, współdziałając nie powtarzają one ściśle zachowań, lecz dostosowują je do potrzeb. Owady nie są więc „ślepymi automatami", ale też nie myślą (przyp. tłum.) 109 gębowym. Czasami larwa chruścika przejmuje obcy domek i dostosowuje go do swoich potrzeb. O takim zachowaniu się zwykło się mówić, że jest „bezmyślne". Jednak niektóre obserwacje wskazują, że działania larwy chruścika nie są wyłącznie automatyczne. U niektórych gatunków domek ma np. zaostrzone kontury, gdyż owad zlepiając materiał, pozostawia wystające za zewnątrz ostre części montowanych kawałków. Co się jednak stanie, kiedy brzegi domku zostaną przez człowieka sztucznie wygładzone poprzez przycięcie wystających części? Taka „niespodzianka" nie powinna spotkać larwy w jej środowisku naturalnym. A jednak po dokonanej przez człowieka modyfikacji natychmiast zabiera się ona do naprawy szkód. Udaje się do miejsca, gdzie znajduje się materiał, na nowo wycina go i przylepia we „właściwy" sposób w wygładzonych miejscach. W ciągu jednej lub dwóch godzin zostaje przywrócony oryginalny kształt domku. Czy larwą kierują względy estetyczne? Należy w to wątpić. Przypuszczalnie postrzępione krawędzie domku zapewniają lepsze zamaskowanie w otoczeniu. Zaobserwowano, że kształt domku zmienia siew zależności od gatunku chruścika. Ale w tym wypadku ważniejsze jest co innego. Obserwując zachowanie się larwy, która dokonała naprawy, można j e podzielić na kilka faz: oszacowanie szkód, znalezienie budulca, wykonanie czynności przywracających domkowi normalny kształt. Trudno uznać to wszystko jako wcześniej zaprogramowane reakcje w układzie nerwowym larwy. Nie sądzę, by ewolucja wyposażyła stworzenia w reakcje „na każdą ewentualność". W działaniu larwy widać najwyraźniej badanie, analizę i rozwiązywanie problemu. Jako wyjaśnienie faktów jest to bardziej przekonywające niż interpretacja mecha-nicystyczna. „Budowle" owadów U innych owadów możemy spotkać większe i bardziej skomplikowane budowle, wymagające starannego wyboru materiału. Przykładami mogą być zarówno ogromne termitiery, jak i delikatne papierowe kule, w których gniazda zakładają samotne osy. Stwierdzono, że termity mają zmysł magnetyczny, który wykorzystują w czasie budowy gniazda. Oś tego gniazda ma wyraźny związek z liniami pola magnetycznego. Kiedy dokoła termitiery stosuje się metalowe osłony (izolujące od pola), owady tracąorientację. W sytuacji natomiast, gdy stosuje się sztuczne pole magnetyczne, termity dostosowująpołożenie gniaz- 110 da właśnie do niego. Wielkie termitiery są twarde jak betonowe konstrukcje dzięki znakomitemu zlepieniu ze sobą za pomocą śliny poszczególnych cząstek piasku. Dzięki starannemu rozmieszczeniu otworów są też one starannie wentylowane. Termity to naprawdę wspaniali architekci. Złożone są też zachowania mrówek grzybiarek, które tworzą kolonie w obszernych podziemnych gniazdach. Robotnice przynoszą do gniazd obcięte liście. Materiał ten służy do podtrzymania hodowli grzybów, którą mrówki prowadzą w podziemnych komorach. Nadtrawiony przez ślinę owadów fragment liścia staje się pożywką dla grzybni, a towarzyszący temu proces fermentacji powoduje ogrzanie mrowiska. Grzyby tworzą odżywcze „ciasto" (zwane też przez badaczy „ambrozją"); bez tego pokarmu egzystencja mrówek byłaby niemożliwa. Dlatego też praca w kolonii koncentruje się w znacznej mierze wokół podtrzymania „uprawy". Kiedy królowa zakłada nowe gniazdo, przenosi ze sobą (w kieszonce w jamie gębowej) fragment grzybni z „rodzinnego" mrowiska. Fragment ten stanowi początek ogrodu grzybowego w nowym miejscu. Istnieje hipoteza, że grzyb może przekazywać mrówkom jakieś sygnały. Wskazuje na to eksperyment przeprowadzony na Uniwersytecie Southamp-ton. Mrówki (pozostające w warunkach sztucznych) miały tam do dyspozycji rośliny spryskane środkami grzybobójczymi (fungicydami). Początkowo owady normalnie zbierały rośliny i przenosiły go do swojego „ogrodu". Jednak po dwóch dniach, zanim w grzybni wystąpiły jakiekolwiek zmiany, mrówki zaprzestały zbierania skażonej roślinności. Później ignorowały one także roślinność nieskażoną, ale tego samego typu. Badacze wysnuli wniosek, że grzyb wydał jakiś ostrzegawczy sygnał, który został zrozumiany przez owady. Nie ulega wątpliwości, że w takiej sytuacji mrówki odbiorczynie komunikatu przekazały ostrzeżenie innym osobnikom z gniazda. Mrowisko to zwarta społeczność, a jego mieszkańcy mają możliwości przekazywania sobie subtelnych komunikatów. U mrówki tkacza występuje być może w najwyższym stopniu rozwinięta kooperacja w trakcie czynności konstrukcyjnych. Owady te budują gniazda, zlepiając ze sobą krawędzie liści. Czynności tej nie mogą wykonać indywidualnie, a same robotnice nie produkują też spoiwa. Efekt może przynieść tylko działanie zespołowe. Kilka zastępów mrówek chwyta nogami dwa liście, przyciągając je do siebie. Odległość, jaka dzieli liście, jest zwykle tak duża, że istnieje konieczność stworzenia „żywego mostu" (zob. wyżej). Po serii ostrożnych manewrów krawędzie liści zostają przyciągnięte do siebie. Jednak, jak wspomniano wyżej, dorosła mrówka tkacz nie ma zdolności produkowania substancji spajającej, natomiast są do tego zdolne larwy. 111 Dlatego po wstępnym połączeniu krawędzi liści część mrówek pośpiesza do wylęgarni, skąd przynoszą delikatnie w żwaczkach małe larwy. Następnie robotnice posługują się larwami trochę jak klejem w tubce. Najpierw, naciskając ich ciała, stymulujądo wydzielania delikatnej substancji, po czym przy-kładająlarwy w miejscu przeznaczonym do klejenia. Dzięki temu krawędzie liścia zostają połączone delikatnym szwem z cieniutkich nici. Mamy tu więc, podobnie jak w wyżej opisanych przypadkach, silnie rozwiniętą kooperację wraz z zaczątkiem posługiwania się narzędziami (larwy!), działania wymagającego rozwiązania kolejnych problemów, planowania wykonania następujących po sobie czynności. Mówić w tym wypadku o wstępnym zaprogramowaniu owadów świadczy znów (jak w powyższych przykładach) o wielkiej krótkowzroczności. Współżycie ud owadów U mrówek istnieje zawansowane w rozwoju społeczeństwo. Owady te komunikują się ze sobą poprzez węch, dotyk, smak, wzrok i słuch (właściwie jest to zdolność odbierania wibracji z ziemi). Za pomocą różnorodnych sygnałów mogą one sprawnie włączyć się do zbiorowych czynności wykonywanych przez mieszkańców kolonii. System komunikacji u mrówek został już częściowo „rozpracowany" przez inne organizmy. Czy człowiek nauczy się kiedyś języka owadów? Mogę tylko odesłać czytelników do opinii, którą wyraziłem wyżej. Oprócz mrówek w ich gniazdach żyje wiele innych organizmów. Jest to dziwne, gdyż jak można się łatwo przekonać, owady te zaciekle atakująkaż-dego intruza. Tymczasem organizmy, o których mowa, sanie tylko tolerowane, ale bywajątakże przez gospodarzy karmione i otaczane opieką. Zjawisko to obserwowane jest dość powszechnie: z mrówkami żyje tysiące innych gatunków. Na długiej liście „współlokatorów" figurują chrząszcze, osy, muchówki, roztocza. Jednym z przykładów jest przedstawiciel chrząszczy, rozpowszechniony w Europie kusak Atemelespubicollis. Współżyje on z mrówką ćmawą Formica polyctena, w której gnieździe rozwijają się jego larwy. Do mylenia mrówek chrząszcz ten używa specjalnej substancji chemicznej. Zjawisko to starannie przebadano dzięki zastosowaniu techniki znakowania substancji zapachowej specjalnym markerem. Zauważono, że podłożoną larwę kusaka, mrówki natychmiast przenoszą do gniazda. Jednak jeśli ta sama larwa jest otoczona zapachochronną folią, owady nie reagują. Przy mikroskopijnym nacięciu folii można stwierdzić, że molekuły zapachowe rozprzestrze- 112 niają się, otaczając larwy, które przechwytująmrówki i natychmiast przenoszą do gniazda. Podobnie silna reakcja owadów ujawniała się w kontakcie z atrapą larwy, która wydzielała właściwy zapach. Tak więc w tym wypadku nie ma wątpliwości co do roli bodźców zapachowych w rozpoznawaniu się przez mieszkańców mrowiska. Larwy mrówek żywią się pokarmem, który jest im oddawany (regurgi-towany) przez dorosłe osobniki. Robotnice, które powróciły z wyprawy do lasu zaglądają do wylęgarni. Gdy larwa wyczuje obecność dorosłego osobnika, podnosi się i sygnalizuje potrzebę zaspokojenia głodu. Czyni to poprzez tzw. żebranie, które polega na stukaniu w aparat gębowy robotnicy. W odpowiedzi na to, dorosła mrówka zwraca pokarm. Dokładnie tak samo postępuje larwa chrząszcza i niemal tak samo jest karmiona. Różnica polega na tym (ujawniły to badania markerowe), że larwa chrząszcza zjada nieporównywalnie więcej regurgitowanej treści niż larwa mrówki. Co więcej, gdy larwa ku-saka dojrzewa, urozmaica swój jadłospis zjadając swoich mrówczych „rówieśników", znajdujących się w sąsiedztwie. Tak więc, po pewnym czasie w wylęgarni nie ma już larw mrówek, a przedmiotem opieki robotnic są wyłącznie larwy chrząszcza. Wraz ze zbliżaniem się zimy larwa kusaka przeobraża się. Jednak młody chrząszcz nie jest jeszcze gotowy do samodzielnego życia. Kolonia mrówki ćmawej, która nie wykazuje aktywności zimą, nie jest już dla niego właściwym miejscem pobytu. Dlatego kusak szuka sobie bardziej stosownych „opiekunów". Znajduje ich w postaci gatunku mrówek z rodzaju Myrmica, gdzie w wylęgarniach karmi się larwy także zimą. Młody chrząszcz energicznie przygotowuje się do przeprowadzki. Zbliża się do każdej robotnicy, nadając znany już sygnał dotykowy. Każda z dorosłych mrówek posłusznie odpowiada, oddając mu pokarm. Chrząszcz robi tym samym duży zapas, który służyć mu będzie w okresie transferu do nowej kolonii. Teraz kusak rusza na poszukiwanie gniazda Myrmica. Mrówka ta żyje jednak w innym siedlisku; nie na terenie zadrzewionym, lecz na pobliskim polu. Kierując się wzrokiem chrząszcz docierana skraj zagajnika. Przez dwa tygodnie będzie tu badał nadchodzące z wiatrem ślady zapachowe, szukając tych, które doprowadzą go do nowych żywicieli. Rola węchu u kusaka ogranicza się praktycznie do tego właśnie okresu, gdyż i wcześniej, i później zmysł ten faktycznie nie jest używany. O roli wiatru w recepcji zapachu u chrząszcza Atemeles przekonuje prosta obserwacja: jego aktywność całkowicie wygasa, gdy powietrze staje się nieruchome. Po zlokalizowaniu kolonii mrówek Myrmica, chrząszcz podąża w stronę nowego „domu". Kiedy spotyka jego mieszkankę, delikatnie uderza 8 - Czujące istoty 113 mrówkę czułkami. Następnie pozwala na badanie smakowe swojej wydzieliny z końca odwłoka i wydzieliny gruczołów umieszczonych na bokach. W końcu kusak obniża ciało i pozwala się przenieść do wylęgarni, gdzie szybko się aklimatyzuje. Zdolności adaptacyjne chrząszcza Atemeles zależą od biegłej znajomości przez niego trzech języków — nie tylko własnego, ale i dwóch języków różnych gatunków mrówek. W mrowiskach można odnaleźć także inne gatunki chrząszczy, niektóre z nich też okresowo zmieniają żywicieli. Pewne chrząszcze nie są związane z mrówkami aż taką „zażyłością". Żerują one na odpadkach usuwanych z mrowiska i częściach pokarmowych nie wykorzystanych przez mrówki. Owady te są tolerowane przez mieszkańców kolonii, ale poza gniazdem. Jeszcze inne chrząszcze są oportunistami i stosują strategię „pokarmowych autostopowiczów". Kręcą się one w pobliżu szlaków regularnie wykorzystywanych przez mrówki. Kiedy chrząszcz "autostopowicz" zlokalizuje żerującą mrówkę, zbliża się do niej i uderzeniami czułków stara się skłonić ją do podzielenia się pokarmem. W większości wypadków próby takie kończą się atakiem mrówki (nawet jeśli poprzednio oddawała pokarm). W tej sytuacji często nie ma już czasu na ucieczkę: chrząszcz „przypada do ziemi", chroniąc przed ukąszeniami delikatne części ciała, a od góry zdaje się na osłonę chitynowego pancerzyka. Postawa z obniżonym ciałem i uniesioną głową robi wrażenie uległej nawet dla ludzkiego obserwatora.. Niektóre chrząszcze żyjące obok mrówek upodabniają się do nich wyglądem, ale znaczenie tego jest nieco inne, niż omawianych wyżej adaptacji. W przystosowaniu tym chodzi raczej o uniknięcie ataku ze strony drapieżników z zewnątrz. Można to łatwo udowodnić: mrówki kompletnie nie zwracają uwagę na zmianę wyglądu jakiegokolwiek chrząszcza, który znajduje siew ich otoczeniu. Jedynymi istotnymi dla nich bodźcami są dotykowe i zapachowe. Ewolucjoniści ujmują następująco fazy rozwoju zachowania się, które umożliwiło innym owadom swoiste pasożytowanie na mrówkach: • Owad musiał zdobyć takie wyposażenie zmysłowe, z którym mógł komunikować się z mrówkami. • Musiał nauczyć się znaczenia poszczególnych komunikatów w języku mrówek. • Jego gruczoły musiały wydzielać określone substancje zapachowe. • W końcu, owad pasożyt musiał nauczyć się naśladować sygnały dotykowe. 114 W skrócie można powiedzieć, że larwa owada musiała nauczyć się języka mrówek i doskonale naśladować komunikaty tego języka. Zgodnie z obowiązującą wersją ewolucjonizmu, przeżywają najlepiej przystosowani. W tym konkretnym przypadku oznacza to, że najlepsze warunki do przeżycia osiągnęły chrząszcze, które w formie larwalnej znalazły się jak najbliżej mrówek. Tym samym konieczne staje się założenie, że w pierwszej fazie larwy chrząszczy dysponowały szeroką gamą sygnałów dotykowych, z których tylko jedna kombinacja wyzwalała stosowną reakcję mrówek. Dla mnie takie założenie jest niedorzeczną komplikacją wobec tezy znacznie prostszej, która też znajduje potwierdzenie w faktach. Jest dla mnie jasne, że pasożytująca larwa chrząszcza uczy się właściwej reakcji. Każdy organizm ma założenia dziedziczne sterujące zachowaniem się. Wyzwaniem dla przyszłych badaczy będzie odkrycie, w jaki sposób wyuczony wzorzec zachowania zostaje zakodowany w genach, kształtując w ten sposób biologię następnych generacji. Owadzie gniazdo Osy, które mają także zdolność do nawigacji i lotów na dłuższych dystansach, starannie wyszukują odpowiednie drewno, z którego w wyniku żucia uzyskują papierową pulpę. Budują z niej foremne gniazda wielkości mniej więcej piłki futbolowej. Proces ten jest długi i skomplikowany, ale każdy z owadów nie tylko przetwarza pobrane przez siebie drewno, ale potrafi je wkomponować w całość struktury. Inne owady tworzą gniazda w sposób, który mógłby świadczyć o inteligencji także u człowieka. Szczerklina piaskowa z rodziny grzebaczowatych buduje podziemne gniazdo z korytarzem zakończonym komorą. Szczerklina składa w gnieździe sparaliżowaną ukąszeniem gąsienicę jakiegoś owada, która służy jako „żywa lodówka" dla larw gospodarza gniazda. Po wykopaniu nory szczerklina bardzo uważa, by usunąć wszystkie ślady „robót ziemnych". Nagromadzony piasek równomiernie rozprowadza po większej powierzchni, a do zamknięcia wylotu jamki używa specjalnie dobranego kamyczka. Szukając stosownych „drzwiczek" szczerklina często przebywa znaczne odległości. Owad ten bez trudu znajduje drogę powrotną do gniazda, gdyż ma dobry wzrok, pamięć i zdolności nawigacyjne. Pod tym względem (biorąc pod uwagę różnice w stopniu rozwoju) szczerklina może na pewno konkurować z człowiekiem. Niezwykłe jest zachowanie się pszczół murarek. Wykonują one gniazda z „cegieł". Początkowo zlepiają cząstki gleby, tworząc małe granule, które 115 następnie przylepiają do skały. Cała konstrukcja jest dla zamaskowania posypana żwirem i piaskiem. Murowana ściana jest niezwykle twarda, tak więc przeobrażony owad musi się z gniazda wykopać. Inne pszczoły składająjaja w pustych muszlach ślimaków, gdzie umieszczają także zapasy pokarmu, otwór zaś zatykają roślinnością i małymi kamykami. Następnie muszla zostaje zamaskowana trawą i igłami sosnowymi. Larwa jest w takiej kryjówce bezpieczna, dostęp powietrza ma zapewniony przez pory w skorupie. Język i D nawigacja u n owadów O tym, że owady porozumiewają się ze sobą, przekonują codzienne obserwacje. Powiedzmy, że pewnego dnia w waszej kuchni znalazła się mrówka i udało jej się dostać do słoja z miodem. Następnego dnia będziecie mieli w kuchni całą kolonię mrówek. Owady te podążaj ą tymi samymi trasami i u-trzymują żywą linię komunikacyjną od gniazda do źródła pokarmu. Gdy pokarmu brak, łańcuch komunikacyjny przerywa się. Jeśli usuniemy resztę miodu i wymyjemy słoik, zobaczymy, jak szereg mrówek staje się coraz cieńszy, aż wreszcie zniknie. Wyjaśnienie w tym wypadku jest proste. Mrówki musiały podążać po śladach zapachowych. Do takiej komunikacji niezbędna jest tu po prostu znajomość podstawowych, chemicznych sygnałów. Bardziej skomplikowany jest system komunikacji u owadów latających, które nie mająkontaktu z naziemnym śladem. Przedstawicielem tej grupy jest pszczoła miodna z rodzaju Apis. Aby się o tym przekonać, wykonajmy mały eksperyment. Pozostawmy spodeczek ocukrzonej wody na schodku prowadzącym do ogrodu lub w ogrodzie. Krótka obserwacja potwierdza tezę, że jeśli spodek nie jest zbytnio oddalony od uli, pszczoła znajdzie go. Owad spożyje pewną ilość płynu, „oporządzi się" (zabierze ze sobą pyłki i nektar) i odlatuje. Kiedy poczekamy jakieś pół godziny, prawdopodobnie przy spodku będzie wiele pszczół, a po godzinie dostęp kolejnego owada do naczynia staje się trudny. Najwyraźniej pierwsza pszczoła po powrocie do ula przekazała innym, gdzie znaleźć źródło pokarmu, a także informację o odległości i kierunku oraz zasobności źródła. W serii doświadczeń badacze stopniowo odsuwali spodek od uli. Zaobserwowano, że po pierwszym przesunięciu spodka musiało upłynąć trochę czasu, nim pszczoły ponownie go zlokalizowały. Od tego momentu dalsze zmiany miejsca spodka nie powodowały już większych opóźnień w jego odnalezieniu. Pszczoły nauczyły się, że pokarm oddala się w linii prostej, i zna- 116 lazły metodę odszukiwania go. W środowisku naturalnym wygląda to nieco inaczej. Pszczoły mają zazwyczaj do czynieniaze stacjonarnymi, choć różnie rozmieszczonymi źródłami pokarmu (tzw. pożytki). Owady potrafią szybko „zagospodarować" atrakcyjne rośliny, między innymi dzięki systemowi komunikacji. Tak jak u innych owadów społecznych, odgrywa on u pszczół dużą rolę, np. przy identyfikacji osobników, w sytuacji zagrożenia czy opieki nad larwami. Język pszczoły miodnej należy do najlepiej udokumentowanych systemów komunikacji u owadów społecznych. Został on ujawniony dzięki wysiłkom austriackiego badacza Karla von Frischa (1886—1982). Wszystko zaczęło się od odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób pszczoła, która znalazła źródło pokarmu, informuje o tym swoje towarzyszki w ulu? Von Frisch wykonał staranne obserwacje w ulu o przeszklonych ścianach i wykrył zdumiewające zachowanie się - tańce pszczół. Ta, która wracała do ula, wykonywała na pionowym plastrze miodu tzw. taniec wywijany. Składa się on z biegu prostego, zatoczenia półkola w lewo, powrotu do punktu wyjścia, ponownego biegu prostego i zatoczenia półkola w prawo. W fazie biegu prostego ciało owada drży, a ruch ten („wywijanie") najbardziej widoczny jest w okolicy odwłoka. Von Frisch stwierdził, że kąt nachylenia tańca określa położenie pożytku, natomiast długość jego trwania — odległość pokarmu od ula. Ten dystans można też określić na podstawie częstotliwości „wywijania". Gdy pożytek oddalonyjesto 300 m, częstotliwość ta wynosi 15 drżeń na sekundę w czasie 30-sekundowego tańca. Kiedy odległość podwaja się (600 m), liczba drżeń spada do 11. W przypadku małego dystansu (poniżej 50 m), który dzieli pożytek od ula, pszczoła wykonuje zamiast tańca wywijanego taniec okręcany. Wtedy linia kreślona przez owada przypomina ósemkę. Wiemy już jak pszczoła informuje o odległości od pożytku, należałoby teraz powiedzieć, w jaki sposób sygnalizuje swoim towarzyszkom o kierunku jego położenia. Nie jest to trudne do zaobserwowania, zwłaszcza gdy w o-kresie upałów pszczoły wykonują taniec na zewnątrz ula, na powierzchni poziomej. Linia biegu prostego wykreśla kierunek do pożytku w stosunku do słońca. Natomiast wewnątrz ula (gdzie owad nie może widzieć słońca) kierunek ten wyznaczany jest w płaszczyźnie pionowej. Linią odniesienia jest wtedy prostopadła do podłoża siła pola grawitacyjnego. Jeśli więc kierunek do pożytku w stosunku do słońca wynosi np. 35° na lewo, to taki też będzie kąt nachylenia linii biegu prostego w stosunku do linii pola grawitacyjnego. Inne pszczoły w ulu pilnie obserwują taniec swojej towarzyszki, a następnie zgodnie z instrukcją poszukują pokarmu. W tym momencie 117 owadów nie można zmylić, umieszczając w okolicy ula spodek z cukrzoną wodą. Bez względu na to, w jakiej odległości go umieścimy, pszczoły i tak go zignorują i polecą w kierunku wcześniej wyznaczonego przez zwia-dowczynię. Podsumowując, można powiedzieć, że porozumiewanie się pszczół odbywa się przez sygnały, które człowiek jest w stanie dokładnie zinterpretować. Czy wszystkie pszczoły posługują się tym samym językiem? Taniec wywijany ma w zasadzie charakter uniwersalny, choć występują w nim różnice między rasami. Różne formy tańca von Frisch nazwał dialektami. Jednym z elementów zróżnicowania jest graniczna odległość pożytku, przy której taniec okręcany przechodzi w wywijany. Na przykład pszczoła włoska A. mellifera ligustica wykonuje taniec okręcany, gdy pożytek jest w odległości mniejszej niż 50 m od ula, podczas gdy dla pszczoły austriackiej - krainki Apis mellifera carnica dystans, po którym występuje taniec wywijany, wynosi około 85 m. Natomiast pszczoła indyjska Apis indica (odrębny gatunek, ale bardzo blisko spokrewniony z europejską pszczołą miodną) wykonuje taniec okręcany przy odległości zaledwie 3 metrów. Czy język pszczół jest zakodowany genetycznie? Co do tego nie może być wątpliwości, ponieważ pszczoły izolowane w okresie odchowu łączone z innymi potrafią od razu właściwie komunikować się z towarzyszkami. Co się jednak stanie, gdy włączymy osobniki pszczoły włoskiej do kolonii krainki i odwrotnie? A jak będą zachowywały się mieszańce (obydwa podgatunki można łatwo skrzyżować)? Na te pytania dali odpowiedź badacze ze szkoły von Frischa. Różnice w dialekcie polegają także na szybkości wykonywania tańca. Pszczoła krainka może uchodzić za bardzo szybką, natomiast pszczoła włoska za wolną. Stąd też wzajemne obserwacje: tańca krainki przez pszczoły włoskie i przedstawiciela odmiany włoskiej przez pszczoły krainki, wywołują mylne zrozumienie sygnału. Ponieważ dystans ul—pożytek określany jest (jak już stwierdzono wyżej) na podstawie szybkości tańca, krainka prezentuje krótszy, a pszczoła włoska dłuższy sygnał, niż jest on w rzeczywistości. Natomiast obserwacje mieszańców wskazały, że w zależności od wariantu genetycznego, może też u nich zdecydowanie przeważać typowy dla określonej odmiany typ tańca. Np. hybryda przypominająca wyglądem kra-inkę przez 96% czasu wykonywała taniec typowy dla pszczoły austriackiej. Zdarzało się, że gdy taka pszczoła próbowała wykonywać ruchy typowe dla pszczoły włoskiej, traciła orientację w stosunku do słońca. U innych gatunków pszczół występują także ich własne wersje tańca. Najbardziej prymitywna jest karliczka Apisflorea, pszczoła tak mała, że przypomina latającąmrówkę. Owady te produkują pojedynczy plaster (wielkości 118 talerza), który zwisa pod wysoką gałęzią drzewa. Kiedy zwiadowczynie karliczek powracają z wypraw, siadają na górnej powierzchni płata. Tu też wykonywany jest taniec wywijany (bądź okręcany). Taniec okręcany określa odległości od pożytku mniejsze niż 5 m. Częstotliwość drgań ciała jest mniejsza niż u A. mellifera. Ze względu na zbieżność biologii pszczołę indyjską (A. indica) przez wiele lat uznawano za podgatunek europejskiej. Jest ona także hodowana przez człowieka dla miodu. Pszczoła indyjska, podobnie jak jej europejska krewniaczka, buduje plaster w ciemności (w stanie dzikim w wydrążonych pniach drzew) i w czasie tańca orientuje się według siły grawitacji (por. wyżej). Częstotliwość drgań ciała jest podobna jak u karliczki. Olbrzymka (Apis dorsata), jak wskazuje nazwa, jest najokazalszym przedstawicielem grupy. Długość ciała robotnicy może wynosić 18 mm. Granica zmiany tańca okręcanego na wywijany jest u olbrzymki taka jak u pszczoły indyjskiej (zob. wyżej), a częstotliwość drgań ciała —jak u pszczoły włoskiej. Przekonanie, że karliczka jest najbardziej prymitywnym przedstawicielem rodzaju Apis znajduje potwierdzenie w tańcu obserwowanym u tego gatunku. Tak np. karliczki nie mogą przetransponować tańca z płaszczyzny poziomej na płaszczyznę pionową. Dlatego zawsze poszukują jakiejś powierzchni poziomej w górnej części plastra. Kiedy karliczka trzymana jest w niewoli w normalnym ulu, dla odbycia tańca usiłuje też znaleźć jakieś płaskie miejsce. W odróżnieniu od karliczki wiele innych (poza pszczołą domową) owadów potrafi instynktownie przetransponować powierzchnię poziomą na pionową, przechodząc od orientacji według światła do orientacji grawitacyjnej. Na przykład obserwowany w pokoju żuk gnojownik porusza się po linii prostej pod określonym kątem do promieni światła. Jeśli zgasi się światło i podniesie powierzchnię, po której spaceruje do położenia pionowego, owad zachowa dokładnie ten sam kierunek marszu — przetransponowuje go na powierzchnię pionową. W orientacji pszczół słońce odgrywa ogromną rolę. Złożone oko owada musi namierzyć jego położenie. Jednak pszczoła obdarzona jest dodatkowo zmysłem czasu, który pozwala jej korygować trasę lotu bez stałego oglądania położenia słońca. Zdolności chronometryczne ułatwiają też zapewne owadom powrót do gniazda w warunkach, gdy w jego okolicy nie ma wyraźnych punktów orientacyjnych, a znajomy obraz terenu może się zmieniać w czasie nieobecności owada (np. dzięki lotnym piaskom). Nawigacja u pszczół nabiera szczególnej roli, gdy dziko żyjące osobniki zakładają nową kolonię. Kiedy w macierzystym gnieździe panuje tłok, robotnice wylatująna zwiady, by znaleźć nowe, stosowne miejsce. Starannie badają one różnego typu 119 szczeliny, dziuple itp. Po powrocie do gniazda odbywa się prawdziwy „festiwal" tańców. Najwyraźniej w jakiś sposób dochodzi do podjęcia decyzji i zakomunikowania jej pozostałym członkom roju. Tak więc nawet w prymitywnym i jakże odległym nam społeczeństwie owadów dochodzi do złożonych procesów komunikacji i koordynacji zachowań. Komunikacja za pomocą wibracji (dźwięków) We wszystkich analizowanych wyżej przypadkach widać, że wbrew pozorom owady są obdarzone pewnymi zdolnościami, umożliwiającymi analizowanie sytuacji. Dostosowują się do zachowań partnerów, modyfikują własne zachowania, w pewnym sensie podejmuj ą decyzj e i (w przypadku tańców pszczół) dokonują skomplikowanych transpozycji przestrzennych. Konwencjonalne tłumaczenie tych zachowań mówi, że owady zostały odpowiednio zaprogramowane genetycznie. Jak już podkreślałem wyżej, takie tłumaczenie nie wydaje mi się zasadne. Mózg owada, który składa się z kilku tysięcy neuronów, nie może być przygotowany na wszystkie sytuacje, które zwierzę codziennie spotyka. Owady na swój sposób rozwiązują problemy i „myślą". Rozwiązywanie problemów zaś nie następuje w sztywny, automatyczny sposób, lecz świadczy o pewnej „przemyślności". Owady i ich krewniacy posługują się w komunikacji także wibracjami. Na przykład chrząszcze wodne z rodziny krętakowatych Gyrinidae wściekle wirują po powierzchni stawu. Ruchy ich są bardzo szybkie, o chaotycznych trajektoriach, ale nigdy nie dochodzi do kolizji między dwoma sąsiadującymi ze sobą osobnikami. Dystans pomiędzy sąsiadami jest zawsze bezpieczny. Tak więc ruch poszczególnych osobników musi podlegać jakiejś koordynacji. Przy bliższym przyjrzeniu się widać, że każdy z chrząszczy muska czułkami powierzchnię wody. W ten sposób prawdopodobnie owady pozyskują informacje o ruchach innych osobników. Jednak zdolność do błyskawicznej oceny trajektorii ruchu innych chrząszczy i odpowiednie dostosowanie własnego zachowania się, świadczą o znacznych umiejętnościach owada. Analizując wibracje, pająki orientują się, co dzieje się w ich otoczeniu. Żyjące w naszych ogrodach pająki krzyżaki z rodzaju Araneus używają swojej sieci jako przedłużenia ciała. Nici tworzone są przez specyficzny organ umieszczony w tyle ciała — kądziołki przędne. Do mierzenia sieci i odległości pomiędzy nićmi pająk używa nóg. Po skonstruowaniu sieci kontroluje on ją za pośrednictwem dotyku przednimi odnóżami nici sygnalizacyjnej, biegnącej od środka sieci do kryjówki pająka. Gdy w pułapkę dostanie sięjakieś 120 zwierzę, rodzaj wibracji informuje pająka o typie zdobyczy. Później, będąc bliżej, pająk uważnie taksuje ofiarę za pomocą ośmiorga znajdujących się na głowie oczu. Drapieżnik ten zmienia swoje zachowanie wobec zdobyczy w zależności od sytuacji. Jeśli w sieć zapłacze się mucha, pająk podbiega, krótko bada zdobycz, a następnie paraliżuje ofiarę neurotoksyną wydzielaną z gruczołu w okolicy aparatu gębowego. Po unieruchomieniu zdobyczy pająk owijają za pomocą przednich odnóży niczym mumię w jedwabistą sieć. Jeśli eksperymentator podsuwa paj ąkowi trzymaną pincetą żywą muchę, drapieżnik po krótkim badaniu chwyta ofiarę i unieruchamiają. Co się jednak dzieje, gdy w sieci umieścić nie świeżą, lecz martwą muchę i poruszyć sieć tak, by przywabić drapieżnika? Pająk, bez wstępnego ukąszenia, przystępuje wtedy od razu do zawijania zdobyczy. A przecież w naturalnym środowisku świeża i martwa zdobycz w pajęczynie - to bardzo nietypowe zdarzenie. Tak więc pająk najwyraźniej potrafił dostosować się do nowej sytuacji. Wibracje, które odbierają owady i inne stawonogi, charakteryzują się niską częstotliwością. Są jednak także owady, których zdolność słyszenia obejmuje bardzo wysokie częstotliwości, pozostające poza pasmem słyszalności człowieka. Co prawda człowiek w okresie dzieciństwa może prawdopodobnie słyszeć syczące dźwięki o częstotliwości do 20 kHz, ale później zdolność ta osiąga górną granicę 10 kHz (a nawet mniej). Lecz to i tak w zupełności wystarcza nam do sprawnego funkcjonowania w naszym otoczeniu. Ograniczenie górnej granicy słyszalności do częstotliwości kilkuset herców występuje w niektórych przypadkach głuchoty. Dźwięki stają się wtedy stłumione i trudne do rozróżnienia. Jednym z kluczowych elementów mowy są spółgłoski szczelinowe, które w tej sytuacji trudno odróżnić, np. „tea" (herbata) i „sea" (morze). Ta dygresja ma na celu wskazanie na rolę rejestrowania wibracji w życiu nas, ludzi. Wiele owadów, dzięki możliwości odbioru wysokich częstotliwości, żyje w świecie dźwięków bogatszym od tych, jakie rejestruje człowiek. Podczas, gdy dla nas dźwięk o częstotliwości powyżej 12 kHz jest właściwie sykiem o wysokim tonie, owady potrafią bez trudu rejestrować odgłosy o częstotliwości 50 Hz. Rekordzistkami są niektóre ćmy, na które nocą polują posługujące się echolokacjąnietoperze. Stwierdzono, że owady te reagująna dźwięki o częstotliwości ponad 200 kHz. Daje im to możliwość uchronienia się przed atakiem drapieżnika. Ćmy te dysponują skalą słyszalności dziesięć razy szerszą niż ta, która występuje u człowieka. Niektóre owady porozumiewają się za pomocą wydawanych przez siebie dźwięków. Zadziwiające odgłosy szarańczaków (świerszcz, cykada, pasikonik) powstają przez tzw. strydulację, tj. pocieranie o siebie części ciała. 121 Cykada ma parzyste organy, tzw. błony dźwiękowe, wprawiane przez mięśnie w nieustanną wibrację. Niektóre cykady wydają głośne i jednostajne dźwięki, które przypominają źle naoliwioną, podlegającą nieustannym wibracjom maszynerię. Górna granica słyszalności u wielu świerszczy nie jest wyższa niż u człowieka (do 10 kHz), ale pasikoniki mogą rej estrować dźwięki do 50 kHz. Wyjątkowo rozmiłowani w śpiewie świerszczy są Chińczycy, którzy trzymająje w domach dla przyjemności, wybierając do hodowli osobniki o wyjątkowo pięknym śpiewie. Słuch jest dla tych owadów zdecydowanie ważniejszym zmysłem niż wzrok, o czym przekonuje prosty eksperyment. Jeśli samiec świerszcza zostaje zamknięty pod dźwiękoszczelnym, szklanym kloszem jego widok nie sprawia żadnego wrażenia na samicach. Jeśli jednak głos uwięzionego samca zostaje przez mikrofon przekazany do głośnika, wszystkie gotowe do rozrodu samice szybko się wokół tego miejsca gromadzą. Popisy wokalne działają w tym wypadku skuteczniej niż wygląd. Uszy owadów mają zróżnicowaną budowę. Nie zawsze znajdują się na głowie. U pasikoników np. usytuowane są w stawach kolanowych przednich odnóży. Kiedy noga owada podnosi się i opuszcza, zwierzę otrzymuje pełny przestrzenny obraz akustyczny otoczenia. Samce komarów swymi „pierza-stymi"(pokrytymi włoskami) czułkami rejestrują wibracje wywołane przez skrzydła samic. Czułki te rezonująz taką samą częstotliwością, z jaką wibrują skrzydła. Toteż jeśli czułek obciążony zostaje ciężarkiem (a więc zmienia się charakterystyka jego drgań), samiec ignoruje znajdujące się w pobliżu samice. U komara w odbiorze dźwięków szczególną rolę odgrywają znajdujące się na czułkach włoski. Dopóki samiec nie osiągnie dojrzałości płciowej włoski są złożone; dopiero po ich „nastroszeniu"(gdy dojrzewa seksualnie) zaczyna reagować na samice. Podobnie, częstotliwość brzęczenia u samic niedojrzałych jest zbyt niska, by usłyszał ją samiec. Wśród owadów istnieją gatunki, których nie sposób rozróżnić wzrokiem, lecz tylko za pomocą wydawanych przez nie dźwięków. Na przykład zainteresowanie badaczy budzi obecnie indonezyjski skoczek z rodziny plewikowaty ch, który czyni szkody w uprawach ryżu. Analizując jego sonogram można nie tylko zidentyfikować gatunek, ale także lepiej poznać jego obyczaje (szczególnie życie społeczne). Wiedza ta ułatwia zwalczanie szkodnika. U owadów występują złożone rytuały zalotów. Na przykład para muszek owocowych poświęca dużo czasu na wzajemne poznanie się, Zaloty przebiegają na ziemi. Samiec uderza lekko przednimi odnóżami w odwłok samicy, dumnie obchodzi dokoła swą wybrankę, prezentując barwne znakowania na ciele, kręci skrzydłami i wprawia ciało w drżenie. Samica uważnie obserwuje popisy zalotnika, „podążając za nim wzrokiem". Kiedy decyduje 122 się odrzucić zaloty, wprawia skrzydła w wibrację, jakby zamierzała odlecieć. Usłyszawszy dźwięk wydany przez samicę, samiec odlatuje. Zalotami u muszki owocowej rządzą więc pewne ściśle określone reguły. Są też tu rozpisane role. Samiec prezentuje swoje walory, ale ostateczną decyzję podejmuje samica. Nietrudno znaleźć podobne zachowania się u innych gatunków świata zwierzęcego. Oko: niewyraźna mozaika? Można spotkać opinię, że złożone oko owada daje obraz świata bardzo niewyraźny, jakby człowiek patrzył przez zroszoną szybę. Oko złożone składa się z mniejszych elementów obejmujących komórki wzrokowe. Taki element nosi nazwę oczka prostego (ommatidium). W oku ważki jest np. do 30 tys. ommatidiów. Każde oczko proste zawiera struktury, które w pewnym stopniu odpowiadają oku ssaka: istnieje więc „rogówka" ogniskująca obraz pierwotny, gruba soczewka i tzw. retinule, które naśladują funkcje siatkówki. Ogólnie przyjmuje się, że oko ważki tworzy obraz składający się z plamek światła pochodzących od każdego z ommatidiów, co w sumie przypomina wyblakłą kliszę dawnej gazety. Eksperymenty wskazują jednak, że model ten nie oddaje w pełni sprawności wzroku owadów, która jest w rzeczywistości dużo lepsza. Kiedy oczko proste zostaje pobudzone, może to odnotować (w postaci elektrycznego sygnału) maleńki implant. Konsekwencją „mozaikowej" budowy oka jest według obowiązującej teorii fakt, że do każdego ommatidium światło dociera w postaci wycinka o szerokości 2-3°. Tymczasem analiza sygnałów z nerwu wykazuje, że kąt ten jest w rzeczywistości znacznie większy i wynosi aż 30°. Konwencjonalna teoria mówi też, że oko owada może odróżnić dwa punkty oddalone od siebie przynajmniej o 2°, tymczasem wyżej wymieniony pomiar wskazuje na wielkość minimalną rzędu 0,5°. Jest więc przesadą sprowadzanie zdolności oka owada tylko do tworzenia prostej mozaiki. Zabieg ten jest, jak sądzę, spowodowany chęcią wykazania bezgranicznej wyższości wzroku człowieka. Nie ulega wątpliwości, że mózg owada integruje złożone bodźce z poszczególnych ommatidiów, tworząc czytelny dla owada obraz otoczenia. O dobrej jakości wzroku owadów może się przekonać każdy, kto próbował schwytać komara lub muchę. Zresztą, zdecydowana większość owadów ma małe rozmiary, długość ich ciała wynosi od 1 mm do 1 cm. Już ten fakt implikuje konieczność dobrego wzroku - owady powinny się po prostu widzieć. 123 Owady postrzegają barwy. Ich spektrum nie pokrywa się z ludzkim, obejmuje bowiem także nadfiolet. Wiele kwiatów (i niektóre owady) ma ultrafioletowe znakowania barwne, widoczne dla owadów, lecz nie dla ludzi. Na pełnej jaskrawych i różnorodnych kolorów łące lecący owad wychwytuje pewne barwne detale roślinności, które są dla niego ważne. Doskonale zna on bowiem „ultrafioletowy przewodnik po nektarach", pozwalający mu odnaleźć właściwe kwiaty. Niezwykłe zachowanie się mięczaków Spośród mięczaków najbardziej inteligentne są ośmiornice. Dobrze przystosowują się do warunków niewoli i, jak się okazuje, można z nimi nawiązać kontakt. Akwarium dla głowonogów powinno mieć kamienisty schron i odkrytą płaszczyznę, na której podaje się pokarm. Gdy więc pielęgniarz podaje ośmiornicy kraba, wynurza się ona z kryjówki, chwyta zdobycz i ponownie znika w kryjówce. Ośmiornice można tresować (lub ściślej, uczyć metodą warunkowania), jak wiele innych zwierząt. Już dawno temu przeprowadzono niehumanitarne eksperymenty, polegające na drażnieniu głowono-ga prądem w momencie, gdy widzi podsunięty mu na kiju obiekt o określonym kształcie. Drażnienie prądem wywołuje u ośmiornicy reakcje wycofania. Po krótkim czasie, już na sam widok obiektu zwierzę kryło się, a pokarm pobierało tylko wtedy, gdy pozostawiano je w spokoju. Badanie ujawniło nie tylko zdolność głowonoga do uczenia się, ale też dobrą pamięć u ośmiornicy. Negatywna reakcja wobec przedmiotu utrzymywała się bowiem przez miesiące. Wielokrotnie potwierdzono fakt istnienia u ośmiornicy złożonego mózgu . To, co jednak okazało się bardziej istotne, to spostrzeżenie, że w ramionach tego zwierzęcia jest więcej neuronów niż w centralnej części układu nerwowego. Tak więc, pod względem funkcjonalnym macki ośmiornicy są w dużym stopniu autonomiczne. Reakcje w podrażnionym ramieniu zachodzą bez udziału mózgu. Zmysły ośmiornicy pozwalają jej na dokonywanie subtelnych rozróżnień. Tak np. głowonóg ten może odróżnić żywego małża (np. sercaka) od muszli wypełnionej żywicą; także muszlę gładką, od takiej, na której występują wypukłości i wgłębienia. Mając kontakt ze sztucznymi przedmiotami, ośmiornica rozróżnia cylinder o ścianach gładkich i cylinder rowkowany (choć nie odróżnia różnych kierunków przebiegu rowków). Ośmiornica ma doskonale (lepiej jak u człowieka) rozwinięty zmysł smaku. W roztworze 100 razy 124 bardziej rozcieńczonym, niż wyczuwalny przez człowieka, wykrywa ona obecność związków chemicznych, takich jak chinina (gorzki smak), kwas solny (kwaśny), sacharyna i cukier (słodki). Ośmiornice są także obdarzone dobrym wzrokiem, choć struktura oka jest odmienna od naszego. Nie mogą natomiast odróżnić obiektów lekkich od ciężkich. Pisarz rzymski Pliniusz Starszy (I wiek n.e.) podaje w swojej encyklopedii, że ośmiornica może zablokować kamieniem zamykającą się muszlę małża. Historii tej nie potwierdzają współczesne obserwacje głowonogów. Typowy przedstawiciel największego gatunku, pochodzącego z Pacyfiku Octopus dofleini ma masę ciała przekraczającą 20 kg i zasięg macek około 2,5 m. Ośmiornica rekordowej wielkości była 10 razy większa, ważyła ponad 270 kg i miała macki długości około 9,5 m. Już w starożytności panowała opinia, że ośmiornice to zwierzęta złowrogie i inteligentne zarazem. Dało to asumpt do wielu opowieści o różnego rodzaju potworach morskich. Głowonogi inspirowały wielu pisarzy — od Victora Hugo i Julesa Verne do lana Fleminga i Petera Benchleya. Trzeba przyznać, że mimo zaawansowanych badań do tej pory niektóre problemy związane z tymi zwierzętami są dla badaczy tajemnicze. Prawdziwym gigantem wśród głowonogów jest ka-łamarnica olbrzymia Architeuthis dux, niektóre jej egzemplarze mają masę ciała przekraczającątonę. Najcięższy osobnik tego gatunku ważył ponoć dwie tony i miał ciało 6-metrowej długości z prawie 11 -metrowymi mackami. Niewątpliwie jest to największy żyjący bezkręgowiec, nikt jednak jeszcze nie widział żywego przedstawiciela tego gatunku. Głowonogi, do których należą trzy grupy: kałamarnice, mątwy i ośmiornice, wytworzyły jeden z najbardziej zdumiewających w świecie zwierząt sposobów komunikacji. Przekazywanie sygnałów odbywa się za pośrednictwem skóry. Na przykład u mątwy następuje gwałtowana zmiana barwy w postaci migotania czarnych pasów i cętek na całym ciele. Niektóre z tych sygnałów mają znaczenie ostrzegawcze (grożące), inne są charakterystyczne dla zalotów. Mogą one również zarówno przywabiać ofiarę, jak i odstraszać prześladowcę. W skórze znajdują się komórki barwnikowe - chromatofory, umieszczone w kurczących się torebkach. Istni ejątrzy rodzaje komórek barwnikowych: pomarańczowe, czerwone i ciemnobrązowe. Pod tą warstwą leżą komórki, które z różną intensywnością odbijają światło. Dzięki temu do obserwatora może docierać cała gama barw od srebrzystej i złocistej do zielonej i błękitnej. Mechanizm zmiany barwy skóry jest bardzo złożony, a sposób koordynowania tak wielu przecież chromatoforów - słabo poznany. Zmiana barwy ciała występuje też u innych zwierząt, w szczególności znana jest u kręgowców, jako sposób maskowania się. Taki kamuflaż występuje np. u ryby płastugi, jak również 125 u żyjącego poza wodą kameleona. Tak czy owak, zmiana barwy jest zjawiskiem niezwykłym, a jako środek komunikacji - niezwykle oryginalnym. Jak płazy wracają do domu? Stwierdzono, że co roku te same żaby powracają do tego samego stawu. W jaki sposób mogą tego dokonać? Zwierzęta te widzą i mają zmysł słuchu, ale wracając do domu, posługują się przede wszystkim węchem. Żaba wyczuwa zapach stawu, wychwytując wilgotne powietrze z warstwy tuż nad ziemią. Kiedy w okresie rozrodu ma do dyspozycji dwa sztuczne stawy, a w jednym z nich wodę z macierzystego zbiornika, żaba rusza w jego właśnie kierunku. Zwierzę przyciąga znajomy zapach wody, który stanowi niepowtarzalną mieszankę molekuł przedostających się do powietrza. Jednak w porównaniu z trasz-kami i salamandrami węch żab nie jest wcale doskonały. U traszki czerwonobrzuchej Taricha rivularis żywe ubarwienie jest znamienne dla okresu zalotów. Jednak nie barwy są mechanizmem przyciągającym osobniki obu płci, lecz substancje zapachowe wydzielane przez samice. Samiec wyczuwa nawet znikomą ilość takiej substancji. U niektórych gatunków płazów wytworzyły się nawet specyficzne struktury ciała, mające na celu kondensowanie zapachu. Są to rowki na pysku, przebiegające od górnej wargi do nosa. Niekiedy występują też przy nich maleńkie włoski pozwalające dodatkowo po zanurzeniu pyska w wodzie wyczuć samicę. Rytmiczne ruchy kiwania głową (w górę i w dół) obserwowane u salamander, też prawdopodobnie służą węchowej identyfikacji samicy. Jeśli samiec posuwa się w kierunku samicy, kiwając głową zwiększa siłę bodźca zapachowego. U niektórych gatunków płazów, na podbródku występują gruczoły śluzowe, które są związane ze specyficznym rytuałem godowym — „dawaniem klapsa" (lekkim uderzaniem głową) samicy. To zachowanie się nie tylko pomaga w identyfikacji poszczególnych osobników, ale na samicę działa jak afrodyzjak i skłania do uległości. O roli węchu u traszek może też świadczyć ich zdolność do identyfikacji znajomego terenu. Ślepa traszka bezbłędnie trafia do ulubionego fragmentu cieku wodnego. Natomiast osobnik, który normalnie widzi, ale ma uszkodzony nerw węchowy, szybko traci orientację. Niektórzy badacze twierdzą, że traszki lepiej odnajdują drogę powrotną, gdy znajdują się poniżej ulubionego miejsca, niż gdy znajdują się powyżej niego. Stanowiłoby to dalsze potwierdzenie tezy o roli wyostrzonego zmysłu węchu w orientacji. Zwykle traszki i salamandry wolą przebywać w towarzystwie znajomych osobników. Sytuacja ta zmienia się w okresie godów, kiedy instynkt seksual- 126 ny góruje nad potrzebą przebywania w znanym i bezpiecznym otoczeniu. Salamandry znajdujące się na obcym terenie wykonują więcej ruchów kiwania głową i częściej wykazują reakcję ucieczki niż na terenie sobie znanym. Płazy ogoniaste posługują się węchem także przy odnajdowaniu pokarmu. W pewnym eksperymencie traszka miała do wyboru w jednym słoiku szybko poruszającą się zdobycz (stonogę), a w drugim wolno poruszające się zwierzę (ślimaka). Traszka zawsze wybierała naczynie zawierające łatwiej „namierzanego" węchem ślimaka. Wokal izacja i terytoria ud płazów Płazy obdarzone są zmysłami, które w codziennym życiu pozwalają im rozpoznawać terytorium, zdobywać pokarm i chronić się przed atakiem drapieżnika. Płazy ogoniaste nie mająbłony bębenkowej ani jamy ucha środkowego, mają natomiast rozwinięte ucho wewnętrzne, które umożliwia odbiór odgłosów pod wodą. Zwierzęta te na ogół są milczące, czasem jednak wydają z siebie skrzeczący dźwięk. Kiedy jako dwudziestoparoletni chłopak nagrałem odgłosy traszek, wzbudziło to sensację. Sądzono bowiem, że te „milczące" stworzenia są głuche. Inaczej wygląda sprawa z płazami bezogoniastymi (np. żaby, rzekotki, ropuchy). Mają one obie błony bębenkowe i wydają rozmaite dźwięki służące do różnych celów: m.in. do znakowania terytorium i ogłaszania swojej dojrzałości płciowej. Głos bywa u tych płazów najlepszym sposobem odróżniania gatunków. Na przykład dwa gatunki rzekotek Hyla versicolor i H. chry-soscelis są pod względem wyglądu identyczne, ale można je rozróżnić natychmiast po usłyszeniu ich głosu. Słuch u płazów bezogoniastych ma prawdopodobnie charakter selektywny i jest dostrojony do częstotliwości dźwięków, wydawanych przez osobniki ich własnego gatunku w czasie kojarzeń. Pozwala to płazom odróżniać tło akustyczne, na które wiosną składają się odgłosy różnych innych gatunków. U żab tego samego gatunku mogą występować geograficzne dialekty (zob. wyżej). Na odgłos płaza składają się dźwięki o różnych częstotliwościach. Co więcej, różne osobniki tego samego gatunku są uwrażliwione na dźwięki o różnych częstotliwościach. Tak np. niskie częstotliwości odgłosów wydawanych przez samca rozchodzą się daleko, a zatem działają także na znajdujące się w o-dległych miejscach samice. Gdy samica zbliża się, wydaje on dźwięki o wyższej częstotliwości. Tak więc, mimo iż u żab samiec i samica nie mogą rozpoznać się wzrokowo (badacz żab może rozpoznać samce po specjalnych skórzastych struk- 127 turach na palcach wykorzystywanych w czasie kopulacji), w okresie rozrodu osobniki obu płci odnajdują się bez większego problemu. Popęd płciowy u żab jest niezwykle silny i dominujący nad innymi cechami. Jako nastolatek czytałem książkę Willa Cuppy" ego, w której znajdował się następujący passus: „Bez względu na to, czy jest to - lub nie - okres godowy, żaba z obcięta głową zaczyna poszukiwać partnera. Musi z tego płynąć jakiś wniosek". Dawniej, kiedy badacze w nieskrępowany sposób eksperymentowali, okaleczając zwierzęta, wykazano, że samiec żaby z obciętą tylną częścią ciała nie zwalnia specyficznego uchwytu kopulacyjnego przytrzymującego samicę. Żaba rycząca jest gatunkiem silnie przypisanym do określonego terytorium, o dobrze rozwiniętych zmysłach. Płaz ten wydaje (jak wskazuje nazwa) bardzo mocne dźwięki, ale samiec przyjmuje także postawę grożącą, która ma zniechęcić do zbliżenia się inne osobniki męskie. Badania z odtworzeniem nagranego głosu żaby ryczącej wykazały, że inne osobniki reagowały na ten dźwięk agresją. W okresie godowym samce rezydujące na określonych terytoriach, słysząc odgłosy intruzów odpowiadają wydając dźwięk trafnie opisywany jako „typowy dla szaleńca". Żaby wydają trzy rodzaje odgłosów; są one inne dla samców, samic oraz chóru mieszanego. U niektórych rzekotek samce wydają złożone odgłosy: odmienne dla samic i dla samców. W ten sposób w trakcie nieprzerwanej serenady samiec jednocześnie manifestuje chęć do kojarzenia (dźwięk przyciągający samicę) i równocześnie ostrzega inne samce przed naruszeniem jego terytorium (dźwięk ostrzegawczy). U płazów jest jeszcze inny aspekt kierowania się dźwiękiem. Na małe żaby polują większe od nich ropuchy. Ropucha, wydając odpowiedni dźwięk, pobudza żabę do wydania głosu, tym sposobem trafia do niej i zjada niefortunnego „śpiewaka". W przyrodzie czasem spotykamy się z taką „przewrotnością". Jak widzą płazy? Zarówno płazy ogoniaste, jak i bezogoniaste, mają dobrze rozwinięty zmysł wzroku. Umożliwia on jak człowiekowi, orientację, wybór siedliska, odnajdywanie pokarmu. Jednak widzenie u płazów jest inne niż u ludzi, wyspecjalizowane pod kątem potrzeb tych zwierząt. Badania ujawniły cztery cechy charakterystyczne dla wzroku u żaby: a) postrzeganie ostrych krawędzi i kontrastu, b) postrzeganie ruchu krawędzi, 128 c) reakcja na lokalną zmianę oświetlenia wywołaną ruchem samej żaby lub cieniem zbliżającego się większego zwierzęcia. d) postrzeganie owalnej krawędzi pobliskiego, ciemnego obiektu. Ostatnia spośród tych cech nazywana jest „postrzeganiem żuka", ponieważ pozwala właśnie na identyfikację małych owadów, które stanowią pokarm żaby. Doświadczenia wykazały, że najsilniejsze pobudzenie żaby wywołuje mały obiekt, który wkracza w jej pole widzenia, zatrzymuje się i ponownie rusza. Reakcja jest tu niezależna od tła, na którym porusza się „zdobycz", nawet jeśli owo tło wypełniają inne, chaotycznie poruszające się obiekty. Doskonały wzrok żaby wyspecjalizowany jest w odnajdowaniu zdobyczy. Ropucha „namierzając" ofiarę, najpierw zwraca się frontem do obiektu. Jeśli jest on zbyt mały lub zbyt duży, zwierzę ignoruje go. Dane te uzyskano w wyniku obserwacji przeprowadzonych z udziałem kontrastowego tła i znacznej liczby różnych poruszających się obiektów w polu widzenia ropuchy. Kiedy większy obiekt (potencjalna zdobycz) wykonuje ruchy, które ropucha interpretuje jako grożenie, płaz odwraca się, aby przerwać kontakt wzrokowy. Bez względu więc na to, jak i w jaki sposób będziemy analizować wzrok ropuchy, jedna jego cecha jest pewna i dzieli ją ona z człowiekiem: potrafi doskonale odróżnić smaczny kąsek od obiektu, który może być dla niej groźny. Inaczej zdobywa pokarm salamandra. Zbliża się ona do ofiary i - znajdując siew stosownej odległości, by móc atakować — zamiera w bezruchu. W momencie gdy ofiara wykonuje następny ruch, salamandra chwyta zdobycz w pysk. Istnieje tendencja, by te fazy zachowania łowieckiego traktować jako zautomatyzowane sekwencje reakcji. Bliższe prawdy będzie wykazanie podobieństwa tego zachowania do postępowania człowieka. Gdy chce się pochwycić żywe zwierzę, czynnikiem przyciągającym powinien być jego ruch. Jeśli potencjalna zdobycz jest nieruchoma, należy poczekać, by upewnić się, czy jest jeszcze żywa, a oznaką tego będzie jej następny ruch. Spójrzmy na to od strony ofiary, która beztrosko przemieszcza się, jakby nie wisiała nad nią żadna groźba. Aż tu nagle w pobliżu wyłania się ogromna postać. Ofiara zamiera w bezruchu, by zbadać sytuację. Będąc nieruchoma, nie zwraca na siebie uwagi, a poza tym w takiej pozycji może lepiej ocenić, czy podejrzany obiekt zbliża się. Po jakimś czasie, gdy nie stwierdza żadnego ruchu, uznaje, że duży obiekt nie stanowi niebezpieczeństwa. Porusza się, by po krótkiej chwili paść łupem głodnej salamandry. Analizując te zachowania, musimy pamiętać, że ofiara jest także istotą, i to istotą czującą. 9 - Czujące istoty 129 Płazy obdarzone są zdolnością orientacji, której nie posiada człowiek. Liczne eksperymenty ujawniły, że umieszczone na pustych platformach, nie mając żadnego wskaźnika ułatwiającego orientację poza niebem nad głową, potrafiły powrócić na znany sobie teren. Zwierzęta te orientują się dzięki położeniu słońca, gwiazd lub gwiazd i księżyca. Nie zawsze czynią to za pomocą wzroku, choć wiele jeszcze pozostało tu do zbadania. Wiadomo, że traszki i salamandry mogą postrzegać światło spolaryzowane, które pomaga im w orientacji w terenach zacienionych (np. w lesie). Właściwości orientacji za pomocą światła spolaryzowanego mają także salamandry pozbawione wzroku. Zmysł ten zlokalizowany jest gdzieś na ciele. Płazy mają też zdolność rozróżniania barw. Dorosłe żaby wyraźnie pociąga światło niebieskie. Prawdopodobnie umożliwia to zwierzętom powrót do wody. Ale żaby (np. należące do rodzaju Eleuthero-dactylus), których życie (jako osobników dorosłych) nie jest związane z wodą, też wykazują preferencje wobec barwy niebieskiej. Tak więc, jest to cecha ogólniejsza, która nie zawsze daje żabie wymierną korzyść. Wiadomo skądinąd, że kijanki preferują wyraźnie koliste obiekty o barwie zielonej (cechy roślin wodnych). Kiedy kijanka zamienia się w żabę, zmienia się też preferencja barwy z zielonej na niebieską. U płazów bezogoniastych wzrok pełni kluczową rolę, podczas gdy u ogoniastych ważniejsze są węch i smak. Terytoria płazów Płazy pewnie czują się na znanym sobie terenie. By rozmnażać się, zwykle wracają w te same miejsca. Przeniesione nawet na dość znaczne odległości, potrafią powrócić z zaskakującą dokładnością. Płazy ustanawiają terytoria na żerowiskach i bronią ich urządzaj ąc hałaśliwe pokazy siły, a nawet wykazu-jąc agresję wobec intruzów. Jak zwykle w przypadku obrony terytorium, wrogość rezydenta skierowana jest wobec intruzów z tego samego gatunku. Jednak u płazów stwierdzono, że także przedstawiciele różnych gatunków sygnalizują sobie wzajemnie fakt posiadania określonego terytorium. Dotyczy to np. północnoamerykańskich salamander z rodzaju Plethodon, które znakują i regularnie patrolują terytoria. Salamandra wirginijska Plethodon nettingimoże przekazać komunikat o swojej obecności salamandrze czerwonogrzbietowej Plethodon cinereus. Dzięki temu przedstawiciele obydwóch gatunków unikają się, co umożliwia bezkonfliktowe wykorzystanie określonego żerowiska. Liczba gatunków płazów spotykana na danym terenie zależy od niezbędnej dla życia wilgotności. Od wilgotności zależy także tolerancja płazów wobec intruzów. Im więcej wilgoci, tym więcej bowiem jest pokarmu. 130 Płazy żyjące na określonym terenie gatunkowo dobierają się tak, że w pełni wykorzystują siedlisko. Niektóre preferują zdobycz o dużych rozmiarach, inne małą, jedne polują nocą, inne w ciągu dnia, niektóre płazy żywią się tym, co znajdują w butwiejących liściach, a inne przeszukują ziemię. W każdym jednak wypadku tryb życia umożliwiają im odpowiednio dostrojone zmysły. „Zobywcy" suchego lądu Do w pełni naziemnego trybu życia jako pierwsze przystosowały się gady. Spowodowało to zmianę w funkcjonowaniu oka. Po pierwsze, zmniejszyło się znaczenie soczewki. U zwierząt ziemnowodnych, które często używają wzroku, gdy są zanurzone, światło przechodzi po prostu od jednego wodnego środowiska do drugiego wodnistego środowiska oka. Tak więc zmiana środowiska nie ma tu znaczącego wpływu. Aby na siatkówce oka powstał obraz potrzebna jest jedynie na wpół krystaliczna soczewka. Wzrok u zwierząt prowadzących naziemny tryb życia j est inny. Światło przechodzi z powietrza do wodnistego środowiska oka. W rezultacie przy wejściu do oka promień światła silnie się załamuje. Dlatego właśnie u zwierząt lądowych za dużą część ogniskowania obrazu nie odpowiada (jak należałoby przypuszczać) soczewka, ale pokrywająca frontową część oka rogówka. Inne zmiany funkcjonowania wzroku wynikłe ze zmiany środowiska życia zwierząt na lądowe to: • Centrum optyczne oka przesunęło się do przodu. Tak więc, oko tej samej wielkości daje na siatkówce większy obraz i jest w stanie dostrzec subtelniej sze detale. • Ponieważ środowisko wodne pochłania światło czerwone i niebieskie, zwierzęta wodne mają węższe spektrum postrzeganych barw niż zwierzęta lądowe. • Woda powoduje także rozproszenie światła, toteż obiekty widziane pod wodą tracą na ostrości w stosunku do przedmiotów poza wodą. • Jednak funkcjonowanie oka w powietrzu atmosferycznym ma swoje minusy: • Promieniowanie nadfioletowe u zwierząt lądowych może spowodować uszkodzenie oka. • Oko musi się chronić przed wysuszaniem, stąd obecność gruczołu łzowego i powieki ochraniającej przód gałki. 131 Gady wy ewoluowały jako zwierzęta prowadzące dzienny tryb życia. Energii do codziennej aktywności nabierały ogrzewając siew świetle słonecznym. W siatkówce oka gadów znajdują się wyłącznie czopki, które odpowiadają za widzenie barwne. W miarę upływu czasu świat zdominowały ssaki, z którymi gady nie wytrzymały rywalizacji i jakby zeszły na dalszy plan. Większość gatunków gadów przystosowało się do życia w ciemności. Dużą część dnia zwierzęta te spędzają w kryjówce, wiele z nich wynurza się o świcie, a inne zamieszkują zaciemnione, trudno dostępne miejsca. Stopniowo adaptacja gadów przebiegała w ten sposób, że część czopków zaczęła pełnić funkcje pręcików, umożliwiających percepcję czarno-białego kontrastu. Proces ten może postępować także w odwrotnym kierunku. U zwierząt nocnych, u których widzenie opiera się na pręcikach, przy przejściu na dzienny tryb życia dochodzi do wykształcenia się czopków. Powrót do wody Chociaż większość gadów przeniosła się do środowiska lądowego, część wtórnie przystosowała się do wody, prowadząc ziemno-wodny lub wodny tryb życia. Najlepszym przykładem są żółwie i krokodyle, u których zmysł wzroku umożliwia widzenie podwodne. Jako pozostałość lądowego trybu życia przodków istnieje u gadów zjawisko rozrodu na lądzie. O ile prowadzące w zasadzie lądowy tryb życia niektóre płazy (np. ropuchy) potrzebują do rozrodu środowiska wodnego, o tyle ściśle związane z wodą morskie żółwie wychodząna ląd, by na plaży, w piasku, złożyć jajka. Miejsce rozmnażania się zwierząt mówi wiele o życiu ich przodków. W zależności od środowiska życia zwierzęcia soczewka oka pełni różne funkcje. Pod wodą jest mniej wrażliwa na promienie światła, toteż odgrywa podstawową rolę w ogniskowaniu obrazu. Na lądzie główną funkcję przejmuje rogówka, a soczewka pełni jedynie pomocniczą rolę. U żółwi, które często swobodnie poruszają się w obu środowiskach ,soczewka oka jest zaskakująco elastyczna. U niektórych żółwi słodkowodnych wokół obrzeża soczewki przebiega mięsień zwierający, który powoduje silne jej uwypuklenie. Umożliwia to precyzyjne ogniskowanie różnie padających promieni światła. Żółw może więc natychmiast zmienić sposób widzenia z podwodnego na „naziemne" i odwrotnie. Dla człowieka zmiana taka jest nieosiągalna, o czym może się przekonać każdy, kto pływał z otwartymi oczami. W odróżnieniu od żółwi krokodyle dysponują dobrym wzrokiem tylko na lądzie, natomiast nie widzą ostrego obrazu pod wodą. 132 Temperatura ciała Organizm gada czyni znaczny wysiłek, by temperaturę ciała utrzymać w zakresie tzw. komfortu. Nadmiar ciepła powoduje przegrzanie (ze wszystkimi jego fatalnymi konsekwencjami), zbyt mało - ogranicza aktywność zwierzęcia. W nocy jaszczurki kryją się między rozgrzanymi przez słońce kamieniami. Daje im to tyle ciepła, że rankiem mogą się swobodnie poruszać. Gdy rozpoczyna się dzień, jaszczurka lokuje się w dobrze nasłonecznionym i szybko nagrzewającym się miejscu (np. na kamieniu), przywierając doń jak największą powierzchnią ciała. Kiedy w południe temperatura powietrza wzrasta, j aszczurka porusza się w ten sposób, by ograniczyć kontakt z rozgrzanym gruntem, a w okresie największego upału chroni się w jakimś zacienionym miejscu. Zdolność gadów do oceny temperatury otoczenia (i do odpowiedniego reagowania) jest bardzo dobrze rozwinięta. Człowiek, mimo swego intelektu, częściej zapada na udar cieplny niż gady. U niektórych wężów istnieją swoiste czujniki podczerwieni, które służą do lokalizowania zdobyczy. Zmysł ten nieobcy jest także ludziom: trzymaj rękę w pobliżu rozgrzanego talerza albo kawałka żelaza, a poczujesz dłonią ciepło. Specjalny, termoczuły narząd (zwany jamką policzkową albo okiem termicznym) występuje u przedstawicieli rodziny grzechotnikowatych. Jest to jamka położona pomiędzy okiem a otworem nosowym, na dnie której znajduje się delikatna, silnie unerwiona błona. Narząd ten działa niczym aparat fotograficzny z obiektywem i umożliwia wężowi dostrzeżenie ofiary w ciemności. Dzięki temu grzechotnik może schwycić zdobycz nawet wtedy, gdy zasłoni mu się oczy. Co więcej, wąż może skorygować swoje uderzenie już po rozpoczęciu ataku. Zwierzęta takie jak grzechotnik dysponują zmysłem dobrze nam znanym, ale daleko bardziej niż u człowieka wyrafinowanym. My ogrzewamy dłonie przy ogniu, wąż wykrywa swoją zdobycz w ciemności. Trzecie oko Głęboko w mózgu znajduje się mały gruczoł, szyszynka. Wiadomo, że u ludzi łączy się z okiem. Po zmroku, w ciągu nocy szyszynka tworzy hormon zwany melatoniną. Substancja ta u ludzi wpływa między innymi na nastrój, na narządy płciowe i na tarczycę. U zwierząt niedobór melatoniny może wydłużyć sezon rozrodczy, jej wpływ zaznacza się też w okresie hibernacji. Generalnie melatoniną prawdopodobnie umożliwia dostosowanie aktywności organizmu do zmieniającej się długości dnia świetlnego. 133 Jaki początek ewolucyjny ma szyszynka? U dużych ssaków jest zredukowana do kilku komórek, a u olbrzymów świata zwierzęcego, jak wieloryby i słonie, praktycznie nie występuje. Jednak u niższych zwierząt funkcja szyszynki jest bardziej czytelna. Jest to trzecie oko, które ma soczewkę, siatkówkę i nerw wzrokowy. U minoga trzecie oko jest wyraźnie widoczne, jako dodatkowe małe oko pośrodku głowy. U innych zwierząt, w tym u niektórych gadów i ptaków, analogiczna struktura reaguje także na światło. Szczątkowe oko środkowe jaszczurki przykryte skórą znajduje siew specjalnym otworze w czaszce w części ciemieniowej. U gadów, które mają dobrze rozwinięte trzecie oko (hatteria), jest ono zaopatrzone w siatkówkę zawierającą czopki i pręciki i oko to łączy się z międzymózgowiem. Oko środkowe reaguje na ogólne oświetlenie i temperaturę otoczenia. Pozbawione go jaszczurki tracą nieco swą zdolność adaptacji termicznej. Trzecie oko wpływa także na tarczycę, hamując jej aktywność. Interesujące, że struktura ta bardziej rozwinięta j est u j aszczurek, które żyj ą na dużych wysokościach, niż u zamieszkujących tereny położone na poziomie morza. Istnieje przypuszczenie, że oko środkowe reaguje na kolor nieba o świcie i zmierzchu, wpływając tym samym na cykl aktywności zwierzęcia. O wszystkim tym powinni pamiętać ludzie, którzy odziedziczyli w e-wolucyjnym spadku jedynie pozostałość trzeciego oka - szyszynkę, gruczoł, który najwyraźniej ma jakiś związek z „zimowym bluesem"*, ale nie stanowi dodatkowego organu zmysłu. Czy u ? ryb występują emocje? Niczym zimny i nieczuły automat ryba toruj e sobie drogę przez życie, nie zwracając uwagi na otoczenie. Ale czy na pewno? Spójrzmy na płynącą w o-ceanie ławicę ryb z rodziny aterynowatych. Grupa tych pięknych stworzeń reaguje jak jeden organizm. Tysiące ryb znajdujących się w jednej ławicy, wykonują równocześnie skomplikowane skręty i zwroty, przekazując informacje sąsiadom i błyskawicznie reagując na impulsy ze strony innych osobników. Taką koordynacj ę zachowań zapewniaj ą doskonale wyostrzone zmysły. I choć w podobny sposób poruszają się czasem ptaki, ryby są prawdziwymi mistrzami zbiorowych pląsów. Dopiero ostatnie badania naukowe rzuciły światło na * „Zimowy blues" to stan depresji, obserwowany w szczególności u ludzi żyjących na niskich szerokościach geograficznych, gdzie krótkie dni trwająprzez długi czas. Wiąże się on prawdopodobnie z trudnościami adaptacji do takich warunków (przyp. tłum.) 134 funkcjonowanie zmysłów u ryb. Pokazały one, że nawet tak niezaawansowany pod względem budowy ciała i pozornie nieatrakcyjny gatunek, jak mustel psi z rodziny żarłaczowatych, nie znosi warunków niewoli. Schwytany i utrzymywany w akwarium traci kondycję. Mustel nie pobiera wtedy pokarmu, co jest najwyraźniej efektem szoku i urazu. W pierwszym okresie w niewoli nawet przez kilka dni nie rusza się. Niektóre osobniki nawet bez wyraźnych objawów chorobowych padają martwe. Tym, które przetrwały, nagle powraca chęć do życia. Zaczynają energicznie pływać wokół akwarium i czynią to przez kilka dni, starannie badając otoczenie. Jeśli mustele są trzymane w grupach, zaczynają ze sobą walczyć, szczególnie w nocy. Ale wkrótce zachowanie ryb zaczyna się zmieniać. Okresy pływania przerywane są fazami znieruchomienia tuż przy dnie. Stopniowo brak aktywności wydłuża się, aż w końcu pływanie całkiem ustaje. Ryby wykazują daleko posuniętą apatię, w końcu przewracają się brzuchami do góry i zdychają. Badania wykazały, że zmianom zachowania się musteli towarzyszą zmiany fizjologiczne. W okresie nieaktywności krew krzepnie bardzo powoli i nie-efektywnie, natomiast w czasie pływania krzepnięcie jest bardzo szybkie. Mustele trzymane w niewoli pobierają pokarm tylko wtedy, gdy przebywają w dużych zbiornikach oceanariów. Badania ich organizmów wykazały też szereg innych zmian: stałą degenerację komórek trzustki, obniżenie poziomu glukozy i cholesterolu w osoczu, podwyższenie poziomu sodu, potasu i chloru w krwi, zmiany w nerkach. Następuje też degeneracja mięśni. Ogólnie prowadzi to do zaburzenia funkcji szeregu organów. Przez dziesiątki lat mustel psi używany był jako zwierzę pokazowe dla studentów biologii i medycyny. Obecnie celowość tej roli może zostać zakwestionowana. Mustel trzymany w niewoli jest z pewnością innym zwierzęciem niż osobnik tego gatunku żyjący na wolności. Obserwacje i badania wskazują, że mustel psi nie akceptuje warunków niewoli. Kolejne fazy jego reakcji: znieruchomienie, gwałtowne nasilenie aktywności i stopniowe popadanie w apatię prowadzą do śmierci, przypominając fazy zachowania się w analogicznej sytuacji ssaków, a nawet człowieka. Zachowanie się ryb Ryby żyją w środowisku wodnym. Zwierzęta te wykazują znaczną aktywność, która robi wrażenie bezcelowej. Ryba wyposażona jest w specjalnie przystosowane zmysły. Ma dobry wzrok oraz węch, a także organ rejestrujący zmiany ciśnienia wody. Ten ostatni zmysł informuje rybę o ruchach 135 oddalonych od niej innych organizmów, potencjalnej ofiary albo drapieżnika. Oczy ryby są duże, a soczewki zajmują całą objętość gałek ocznych. W o-ceanie światło słoneczne przenika do głębokości ponad 200 metrów i większość gatunków ryb żyje w tej właśnie strefie. Gatunki głębinowe wytwarzają własne światło dzięki tzw. bioluminiscencji i posługują się nim do wabienia ofiary. Ryby mają doskonałe zdolności nawigacyjne. Wiele gatunków zostaje zmuszonych do migracji na skutek zmiany warunków otoczenia. Nawet ryby żyjące w zamkniętym zbiorniku wykazują tendencję do żerowania w jednej j ego części i rozmnażania się w drugiej. Wiele ryb morskich powraca do wód śródlądowych, by odbyć tarło. Do określonych miejsc docierająz zaskakującą dokładnością po przebyciu znacznego dystansu. Inne gatunki, np. węgorze jako osobniki dorosłe przebywają w wodach słodkich, a natarło płyną do morza. Węgorze mogą poruszać się „na skróty" przepełzając niczym węże przez pola, jeśli tylko znajdują tam właściwą wilgotność. Niezwykła zdolność nawigacji u węgorzy pozwala im wrócić z tropikalnej części Atlantyku do rzek, które zamieszkiwali ich przodkowie. Tradycyjny pogląd na zachowanie się ryb zdeprecjonował te zdolności nawigacyjne: zwierzęta poruszają się niczym automaty sterowane sygnałami ze środowiska. Ryby płyną z prądem, kierują się gradientem temperatury itd., a wszystko to wywołane jest instynktem. Jednakże jest to tylko część prawdy. Już po wykluciu się narybek bada otoczenie. Młode ryby towarzyszą dorosłym w wyprawach na żerowiska. W trakcie tych migracji intensywnie badają środowisko. To dlatego właśnie pstrąg i troć potrafią powracać do rzek, w których na skutek zanieczyszczeń jeszcze do niedawna nie mogły przebywać. Na przykład Tamiza przez sto lat nie nadawała się dla migrujących ryb, które omijały rzekę, ale w ostatnim czasie po oczyszczeniu wody ponownie pojawiła się w niej populacja łososia i pstrąga. Poprzednio ryby te unikały zanieczyszczonej Tamizy, a więc podejmowały decyzję, a nie tylko kierowały się ślepym instynktem. Najwyraźniej czegoś poszukiwały, a czego innego unikały. W ostatnim ćwierćwieczu podwyższenie temperatury wody w północnym Atlantyku spowodowało zmianę szlaków migracji atlantyckiego dorsza i tuńczyka błękitnopłetwego. Ryby te nie trzymają się niewolniczo zakodowanych tras. Do 1920 roku północny zasięg obszaru występowania rozmnażającego się w Morzu Śródziemnym tuńczyka sięgał zachodniego krańca kanału La Manche, obecnie ryba ta żeruje u wybrzeży Norwegii. Przed II wojną światową istniała rozmnażająca się populacja dorsza atlantyckiego u południowych wybrzeży Islandii. Obecnie ryba ta regularnie wędruje wzdłuż 136 południowych wybrzeży Grenlandii i eksploruje wysunięte daleko na zachód wody oceanu. Ryby jako rodzice i budowniczowie Niektóre ryby pokonują długie trasy, by złożyć ikrę i opiekować się narybkiem. Większość ryb słodkowodnych podąża w górę rzek na tarło. Tam woda jest płytka, a więc nie ma zagrażających im większych ryb, a poza tym woda bogata jest w tlen. Płynąc w górę rzeki trzeba pokonać różne przeszkody. Do tego zdolny jest nawet karp, uznawany powszechnie za rybę ciężką i leniwą. Po wykluciu się narybek nie znajduje w otoczeniu zbyt wiele pokarmu, toteż każda maleńka rybka zaopatrzona jest w pęcherzyk żółtkowy, który stanowi zapas na czas podróży w dół rzeki. Za prawdziwego mistrza w podążaniu do płytkich wód w górę rzeki uchodzi łosoś. Ciężka ryba, zawierająca w swoim ciele komórki rozrodcze, wykonuje imponujące skoki, pokonując wiry i pionowe wodospady. W ciągu całej eskapady łosoś nie je, nic więc dziwnego, że zużycie energii jest wtedy ogromne. W płytkich wodach ryba oczyszcza określone miejsce z piasku i żwiru za pomocą płetw i w przygotowanym rowku składa ikrę. Miejsce nie jest wybrane przypadkowo, lecz tam, gdzie prąd wody pokryj e ikrę kilkucentymetrową warstwą piasku. Małe rybki muszą co prawda uczynić pewien wysiłek, aby przebić się przez tę warstwę, ale za to do momentu wyklucia są dobrze zabezpieczone przed drapieżnikami. Natomiast większość rodziców łososi nie przeżywa drogi powrotnej. Jednym z najbardziej spektakularnych przykładów gatunków ryb, jeśli chodzi o rozród, jest krewniaczka ateryn lunarka księżycówka Leurethes te-nuis, ryba z południowej Kalifornii. Rozmnaża się na plażach, a okres tarła u tego gatunku przypada na zrównanie dnia z nocą w marcu. Okres ten charakteryzuje się wyjątkową wysokością fal. Lunarki wybierają 3-4 dni, kiedy fale są najwyższe, i wtedy masowo podążają ku brzegowi. Najpierw płyną samce, a pół godziny później ogromne ławice samic. Wyrzucona przez fale na plażę samica wykonuje gwałtowne ruchy ciałem, by wykopać kilkucentymetrowy dołek, do którego składa ikrę (około 2 tys. ziaren). Przybywający następnie samiec zapładnia jajeczka. Cała wydarzenie trwa nie dłużej niż pół minuty. Kiedy przybywa następna duża fala, ryby skaczą na głębszą wodę i powracają do oceanu. Na kalifornijskich plażach znany jest dobrze rozkład czasu, według którego przybywają lunarki. Wielu przyrodników amatorów może więc obserwować niezwykłe zjawisko, kiedy plaża roi się od srebrzystych rybek, gwałtownie miotających się na piasku. 137 Przedstawiciele rodziny szczęknikowatych, to ryby wód ciepłych, które żyją w wydrążonych pionowych tunelach, wykładanych kamyczkami i muszlami. Takie schronienie stanowi bazę, z której ryba atakuje przepływającą ofiarę. Szczęk-nikowate dbają o wzmocnienie struktury swojego domu, w razie konieczności dokonują niezbędnych napraw. Zdolność do niezwykle złożonego zachowania się nie powinna dziwić, zważywszy na to, co widzieliśmy już u owadów (np. chruścików), a nawet u ameby. Do ryb, które czasowo zakładają gniazdo należy babka mała. Do konstrukcji dachu używa ona muszli. Najpierw znajduje odpowiedni obiekt (np. muszlę przegrzebka), odpowiednio go ustawia, po czym spod spodu wyrzuca piasek. W rezultacie powstaje głęboka jamka, którą babka pieczętuje warstwą lepkiego śluzu. Ryba wpływa do gniazda głową w dół i składa ikrę w ten sposób, że przyklej a się ona (dzięki śluzowi) do ściany muszli. Gniazdo babki jest dobrze zamaskowane, a gdy od czasu do czasu występują jakieś uszkodzenia, samiec je naprawia. Tak jaku innych, omawianych już poprzednio zwierząt, wymaga to oszacowania szkód i podjęcia stosownych działań. Ciernik z rodzaju Gasterosteus buduje gniazdo z wodnych roślin. Wczesną wiosną samiec ustanawia terytorium, a jego brzuch staje się jaskrawoczer-wony, przyciągając uwagę samicy. Samiec zbiera fragmenty roślin i zlepia je za pomocą wydzieliny z nerek, która twardnieje w wodzie. Po skończeniu budowy samiec wykonuje taniec godowy, by doprowadzić samicę do gniazda i za pomocą bodźców dotykowych skłania ją do złożenia ikry. Kiedy to nastąpi, samiec zapładnia ikrę, przepędza samicę i przywabia następną. Po jakimś czasie w jego gnieździe znajduje się zapłodniona ikra, pochodząca od kilku samic. Wtedy samiec oddaje się całkowicie obowiązkom ojcowskim, zaciekle broni gniazda przed drapieżnikami i ruchami ogona zwiększa dopływ świeżej wody w okolice gniazda. Nadzoruje też wylęg młodych i ciągle broni ich przed drapieżnikami, do momentu gdy samodzielnie opuszczają gniazdo. Kolejność zachowania rodzicielskiego u ciernika przypomina fazy takiego zachowania u ssaków i ptaków. Zarówno budowa gniazda, jak i opieka nad młodymi wy-magająpodejmowania decyzji. Proces ten może wyglądać różnie, o czym świadczy fakt, że nie ma dwóch identycznych gniazd cierników Tak jak w poprzednio analizowanych przykładach zachowania się różnych zwierząt interpretacja mechanicystyczna po prostu nie sprawdza się. Zmysły ryb Dla wielu migrujących gatunków bez wątpienia najważniejszymi bodźcami są zapach i smak wody. Węch u ryb jest znacznie bardziej rozwinięty 138 niż u człowieka. Zwierzęta te potrafią także wykryć minimalne wahania w ciśnieniu wody. Wykrywa to zmysł linii bocznej ciała, który umiejscowiony jest na każdym boku i ciągnie się od głowy do płetwy ogonowej. Obejmuje on szereg jamek połączonych ze sobą kanalikiem podskórnym. Cała linia boczna wypełniona jest płynem, który reaguje na impulsy środowiska zewnętrznego i przekazuje je przebiegającym pod linią nerwom. Za pomocą tego narządu ryba tworzy sobie obraz otoczenia. Na przykład przepływające nie opodal obiekty wpływają na powstanie minimalnych zmian w ciśnieniu wody. Daje to impuls odbierany przez narząd linii bocznej, który udziela zwierzęciu wskazówki co do cech obiektu. Są ryby zdolne do odbioru sygnałów elektrycznych, nadawanych przez inne gatunki. Płaszczki mają w skórze tzw. ampułki Lorenziniego, które reagują na zmiany elektryczne w wodzie. W zasadzie wszystkie ryby zdolne są do tworzenia miniwyładowań elektrycznych. Wynika to z pracy, wykonywanej przez mięśnie, i funkcjonowania układu nerwowego w wodzie, która jest bardzo dobrym przewodnikiem. Ampułki Lorenziniego mogą więc dostarczać informacji o tym, co dzieje siew otoczeniu zwierzęcia. Niektóre ryby zdolne są tworzyć wyładowania elektryczne o znacznej sile. Ta właściwość ryb znana była już od czasów starożytnych. Dawniej w Grecji wierzono, że wstrząs, którego doznaje nieostrożny rybak po zetknięciu się z taką rybą, spowodowany jest jej trującym wyziewem, oddziałującym na krew. Sum elektryczny znany był dawnym arabskim i perskim uczonym, a lekarze z tego kręgu kulturowego zalecali stosowanie elektroterapii polegającej na przyciskaniu ciała zwierzęcia do bolącego miejsca. Podobno zabieg ten często przynosił ulgę. Nim elektroterapia, zdobyła sobie popularność na zachodzie Europy w czasach wiktoriańskich, przez setki lat była stosowana na Bliskim Wschodzie. Żyjące w Ameryce Południowej węgorze elektryczne są przedmiotem rozmaitych mitów i uważane za istoty tajemnicze, o których opowiada się dzieciom. Ryby te mogą generować napięcie do 600 V. Prąd tworzony jest w narządzie elektrycznym, który obejmuje wiele płytek. Każda z płytek ma napięcie 0,1 V, ale ich działanie kumuluje się, często z fatalnym skutkiem dla porażonej ofiary. Kiedy skoczek mułowy z rodzaju Periophthalmus poluje na płaskiej bagiennej powierzchni, oddycha powietrzem atmosferycznym,. Skoczki często zamieszkują zarośla namorzynowe w ujściach rzek, gdzie ich ruch uwarunkowany jest przypływami i odpływami. Przy wysokiej fali skoczki wspinają się na rośliny, a wypoczywają w jamkach w mule. Ryby te mają dobrze rozwiniętą orientację, gdyż odnajdują kryjówkę nawet wtedy, gdy po zmroku pokrywa j ą fala. 139 Wewnętrzna mapa otoczenia z pewnością tworzy się u ryby babki ża-botki Bathygobius soporator. Spotyka sieją w stawkach powstałych w wyniku przypływu. W czasie przypływu babka opływa pewien obszar i zapamiętuje go. Kiedy woda się cofa i pozostają jedynie małe stawki, babka przeskakuje z jednego minizbiornika do drugiego. Położenie kolejnych staw-ków ryba może dostrzec dopiero gdy jest w powietrzu; tak więc domyślamy się, że babka żabotka zna to położenie jeszcze przed skokiem. Często można spotkać opinię, że ryby potrafią skupić na czymś uwagę przez kilka sekund. Osoby, które hodują ryby, twierdzą, że potrafią one rozpoznawać ludzi i wiedzą, kiedy nadchodzi pora karmienia. Czy mogą się czegoś nauczyć na podstawie jednego doświadczenia? Pozwólcie, że przytoczę obserwację poczynioną w stawie ogrodowym u moich sąsiadów. Zbiornik pełen był ryb. Pewnego ranka, kiedy promienie słońca przebijały się przez lilie wodne, nad staw przybyła czapla, aby się posilić. Kiedy odlatywała, zrobiła tyle hałasu, że pobudziła śpiących jeszcze ludzi. Wydawało się, że w zbiorniku nie ma już żadnej ryby. Po tygodniu dzieci sąsiadów wróciły ze szkoły podniecone, ponieważ rodzice obiecali odkupić ryby. Okazało się jednak, że nie jest to konieczne. W ciągu kilku dni, z głębin stawu wyłaniały się, jedna po drugiej, rzekomo zjedzone przez czaplę ryby. Ptak nie dokonał więc takich spustoszeń, jak przypuszczano. Ryby przebywały po prostu w dennej części zbiornika. Jak się zdaje, zapamiętały one wizytę czapli, a była to pamięć trwająca nie przez kilka sekund, lecz przez kilka dni. Można znaleźć wiele przykładów na to, że ryby nie działają w sposób automatyczny. Wiele gatunków wykazuje potrzeby kontaktów społecznych (przebywanie z innymi osobnikami). Widzieliśmy, że łosoś podejmuje samobójczy trud rozmnażania się. Pewne doświadczenia wykazują, że złotą rybkę można nauczyć odnajdowania pokarmu w labiryncie. Ryby mają zmysł, którego nie ma człowiek — rejestrują ciśnienie wody za pomocą linii bocznej. Można rybę opisać jako zwierzę „zimnokrwiste", ale musimy docenić zdolności, które ma, i szanować odczucia, które nie są jej obce. 5. Id rośliny mają zmysły Życie roślin nie jest statyczne. Mają one zmysły i w każdym momencie reagująna bodźce z otoczenia. Rośliny mogąprzesyłać sobie sygnały o nadmiernym zagęszczeniu i o „ataku" nowego szkodnika. Ich aktywność nakierowana jest (jak u zwierząt) na określony cel. Wiele z nich ma hormony zaskakująco podobne do naszych. Zmysły roślin są niezwykłe. Na przykład niektóre reagują na najlżejsze dotknięcie, niewyczuwalne nawet przez najwrażliwszą rękę ludzką. Ponadto, wszystkie rośliny w sposób swoisty „widzą". Łatwo jest myśleć o roślinach jako o zielonej masie czy uznawać, że drzewo to po prostu zwyczajne drewno. Tymczasem właśnie drzewa rosną według pewnego wzorca, co możemy zaobserwować w każdym lesie. Chronią się przed stłoczeniem prowadzącym do ostrej rywalizacji o pokarm, światło i wodę. Rośliny nie tylko przekazują sobie informacje o ataku szkodnika, ale, podobnie jak zwierzęta, reagują wydzielając substancje chemiczne. Organizm roślinny ma także wspaniałe zdolności regeneracyjne i w okresie „leczenia" wykazuje niezwykłą koordynację wzrostu komórek. W miejscu odcięcia gałęzi na drzewie tworzy się specjalna tkanka zrastająca. Zresztą, samo drzewo może sobie „ściąć" gałęzie, np. kiedy jest nadmiernie nimi przeciążone i musi zachować równowagę. Rośliny mają wiele wspólnego ze zwierzętami. Najważniejsza różnica polega na tym, że rośliny przechwytują światło słoneczne, którego energię zużywają do procesów życiowych. W komórce roślinnej dokonuje się proces, którego nauka nie może skopiować: z dwutlenku węgla i wody pod wpływem energii słonecznej powstają węglowodany - od cukrów prostych do 141 celulozy. Celuloza nie rozpuszcza się w wodzie, musi więc odkładać się w takich miejscach, by nie stanowiło to zagrożenia dla życia komórek. Dlatego otacza komórkę z zewnątrz, stanowiąc ścianę komórki. Komórka roślinna jest zatem zamknięta w sztywnej „obudowie". Taka swoista kapsuła różni się od komórki zwierzęcej, która jest elastyczna, rozciągliwa i może zmieniać kształt, a także łatwo się dzielić. Stożek wzrostu rośliny składa się z cienkościennych, dzielących się komórek. Kierunek wzrostu określa zwykle położenie światła; jest on przeciwny do siły grawitacji. W miarę jak komórki dojrzewają, odkładają w ścianach warstwę celulozy. Oprócz niej innym związkiem produkowanym przez rośliny jest lignina, występująca w zdrewniałych tkankach. W ścianach niektórych komórek znajdują się związki krzemowe szkła, co tłumaczy, dlaczego źdźbło trawy może ranić skórę, tak jak metalowe ostrze. Zasadni cząprzyczy-ną bezruchu roślin jest właśnie zgrubiała błona komórkowa. Powoduje ona, że organizm roślinny musi być osadzony w miejscu i ssać wodę przez korzeń dzięki parowaniu z liści. Ciąg wody w górę, przez łodygę dostarcza roślinie substancji odżywczych. Ruch wody, zwany transpiracją, jest kluczowy dla wzrostu rośliny. W pozornie statycznej roślinie rosnącej w zagajniku odbywają się nieustannie ważne czynności: mikroskopowe cząsteczki wewnątrz komórek krążą, wychwytując światło; cytoplazma przelewa się z jednego miejsca w drugie; woda zasysana jest przez łodygę, a składniki pokarmowe przepływają niczym krew. Roślina ludojad O roślinach, które pożerają ludzi, słyszał zapewne każdy. Np. gatunek, wydający tak upojne dźwięki, że żaden człowiek nie może się im oprzeć. Kiedy nieszczęśnik zbliża się, zostaje żywcem wchłonięty. Inne rośliny są szkodliwe jedynie w określonym czasie, kiedy ujawniają się ich „kanibali-styczne" skłonności. Jeszcze inne tylko kaleczą ludzi. Oczywiście mówimy tu o roślinach, będących produktem fikcji literackiej. Najlepiej chyba znanym przykładem fantastycznych, groźnych roślin sątryfidy z powieści Johna Wyndhama Dzień tryfldów (1951). Ich kontakt z ludźmi powoduje ślepotę, a w końcu niemal zawsze śmierć. W 1955 roku James Schmitz stworzył opowieść o roślinie zwanej Dziadziuś. Przypominała ona wodną lilię, a jej mięsożerne upodobania ujawniały się pod wpływem żyjącej na niej żółtogłowej żaby. Brian Aldiss w powieści Cieplarnia (1962) stworzył całą galerię mon- 142 strualnych roślin mięsożernych. Spośród nich najstraszniejsza była „czarna paszcza", która przywabiała ofiary czarowną melodią. Ten ostatni element Aldiss zaczerpnął zapewne z greckiej opowieści o syrenach, półludzkich stworach wabiących swą pieśnią marynarzy. Natomiast inspiracją dla całej generacji pisarzy s.f., opowiadających o mięsożernych roślinach, były organizmy istniejące w rzeczywistości. Jest to przede wszystkim muchołówka, z rodzaju Dionaea, opisywana, przez Karola Darwina jako „najcudowniejsza roślina świata". Można się z nią zapoznać choćby oglądając filmy przyrodnicze w telewizji czy za pośrednictwem encyklopedii multimedialnej. W środowisku naturalnym muchołówka rośnie w Karolinie Północnej (USA), gdzie zresztą szybko wymiera. Bywa natomiast dość powszechnie hodowana, jako swoista atrakcja (pojawiła się nawet w ofercie działu ogrodniczego mojego supermarketu). Muchołówka, jak wskazuje nazwa, pożera drobne stawonogi, przede wszystkim owady. Kiedy spacerujący owad trafia do specjalnie skonstruowanej pułapki, jej „szczęki" zamykają się. W jednej z encyklopedii multimedial-nych ukazano krótki film pokazujący, jak roślina więzi małą żabkę. Jednak wydarzenie to zostało najwyraźniej zainscenizowane przez asystenta operatora i nie oddaje tego, do czego dochodzi w rzeczywistości. Muchołówka fascynowała obserwatorów od czasów, gdy pierwsi botanicy badali florę Nowego Świata. W pewien sposób przypomina ona zwierzę, choćby zamykającymi się w u-łamku sekundy „szczękami" czy „zębami", które przytrzymują ofiarę w pułapce. Muchołówka niezmiernie zainteresowała Karola Darwina. Dużo czasu poświęcał obserwacjom, w jaki sposób odbywa się chwytanie zdobyczy i „dokarmiał" roślinę kawałkami mięsa i sera. Darwina intrygował fakt, że reakcja mucho-łówki przypomina odpowiedź układu nerwowego zwierzęcia. Jak działa pułapka muchołówki? Składa się ona z dwóch owalnych części liścia, które są połączone niczym skrzydła motyla. Na wewnętrznej powierzchni liścia znajdują się gruczoły trawienne i sześć delikatnych, ostrych włosków. Liść okolony jest ząbkami, dzięki czemu przypomina wykorzystywane przez człowieka sidła na zwierzęta drapieżne . Nieznaczne podrażnienie jednego z włosków powoduje uruchomienie mechanizmu pułapki. Liść składa się tak szybko, że ofiara nie jest w stanie umknąć. Później drogę ucieczki blokują zachodzące między siebie ząbki liścia. Zaraz po zamknięciu pułapki zaczynają funkcjonować gruczoły trawienne. Wydzielane enzymy rozkładają ciało ofiary na miękką wilgotną masę, która jest wchłaniana przez liść i odżywia roślinę. Czy reakcja muchołówki jest czysto mechaniczna? A może roślina wyposażona jest w strukturę przypominającą układ nerwowy? Już Darwin 143 wiedział, że wzdłuż nerwów przebiegają impulsy elektryczne. Zjawisko to wykrył sławny fizjolog niemiecki Emil du Bois w 1843 roku. Wydawało się więc logiczne, że do muchołówki należy podłączyć jakiś aparat rejestrujący zjawiska elektryczne. Sam Darwin nie był w stanie tego zrobić, toteż w 1873 roku przesłał próbki rośliny do londyńskiego University College, gdzie badaniem nerwów zajmował się sir John Burdon-Sanderson. Liście muchołówki zostały podłączone do aparatu, którego używano do badań bodźców nerwowych przesyłanych do mięśni. Wkrótce odkryto obecność impulsu elektrycznego: następował on natychmiast po dotknięciu włoska, a przed zamknięciem siępułapki. Kolejność: stymulacja włoska— impuls elektryczny - zamknięcie się pułapki przypominała typową dla zwierzęcia reakcję na bodziec. To, co uzyskał Burdon-Sanderson, przypominało istotnie potencjał czynnościowy poj awiaj ący się w układzie nerwowym zwierząt. Czy na tej podstawie można jednak sądzić, że muchołówka wykazuje autentyczną aktywność nerwową? Takie twierdzenie byłoby przedwczesne. Ruch rośliny (zamknięcie pułapki) mógł być bowiem spowodowany zmianami chemicznymi w jej komórkach, a aktywność elektryczna stanowiłaby jedynie uboczny rezultat tych przemian (nie zaś przyczynę zamknięcia się pułapki). Z kursu podstawowego chemii wiadomo doskonale, że zmianom chemicznym towarzyszą zjawiska elektryczne (których podstawą są tzw. jony — atomy z dodatkowym lub brakującym elektronem). Jeśli podrażnienie włoska na liściu muchołówki powoduje zmiany chemiczne, to można się spodziewać, że zostaną one zarejestrowane także w postaci impulsu elektrycznego. Tak więc w czasie reakcji rośliny mięsożernej możemy nie mierzyć jej aktywności nerwowej, lecz zachodzące w komórkach zmiany chemiczne. Wątpliwość taką wysunął słynny botanik niemiecki Julius von Sachs. Twierdził on, że zachowanie się muchołówki nie jest reakcją nerwową. Do takiego wniosku doprowadziły go następujące przesłanki: a) Rzekomy impuls nerwowy przebiegał w roślinie zbyt wolno. W nerwach zwierzęcych jego szybkość wynosi tysiące centymetrów na sekundę, podczas gdy w muchołówce jedynie 20 cm/sek. b) W muchołówce nie stwierdzono żadnych komórek nerwowych. Von Sachs argumentował, że jeśli w roślinie w ogóle przepływa impuls nerwowy, musi on przebiegać przez struktury odpowiadające nerwom u zwierząt. Sceptycyzm co do możliwości przewodnictwa nerwowego u roślin spowodował osłabienie zainteresowania ruchami roślin. Temat pozostawał jakby 144 w uśpieniu przez niemal sto lat. Dopiero od lat 60. XX wieku uczeni amerykańscy ponownie zaczęli badać zjawisko przewodzenia impulsów w komórkach. Stopniowo ujawniały się podobieństwa pomiędzy zwierzętami i roślinami. Życie na Ziemi prawdopodobnie rozwinęło siew słonej wodzie, toteż jednym z podstawowych mechanizmów żywego organizmu jest kontrola poziomu soli, czyli chlorku sodu. Chodzi o to, by ograniczyć ruch jonów sodu pomiędzy komórką a jej otoczeniem. W tym celu komórka otoczona jest tłuszczową izolującą błoną komórkową. Jej środkowa warstwa zabezpiecza przed napływem jonów z zewnątrz. Wewnątrz komórki istnieje potencjał ujemny (rzędu 1/10 V). Aby jony z zewnątrz mogły pokonać barierę błony komórkowej i dostać się do środka, muszą zostać otwarte maleńkie szczeliny. Jeśli impuls przechodzi przez nerw zwierzęcia, szczeliny otwierają się falowo i umożliwiają napływ jonów sodu do wnętrza i jonów potasu na zewnątrz. Obecnie, kiedy możemy precyzyjnie analizować funkcjonowanie komórek roślin, wykrywamy ten sam mechanizm. Co ciekawe, podobnie jak w nerwach zwierząt, w komórkach roślinnych obserwujemy obok potencjału czynnościowego występowanie potencjału receptorowego. Potencjał receptorowy jest sygnałem, który występuje jako pierwszy, gdy organizm rejestruje bodziec. Potencjał czynnościowy natomiast jest sygnałem bezpośrednio poprzedzającym reakcję. U mu-chołówki potencjał receptorowy obserwuje się więc wtedy, gdy zostaje dotknięty jeden z włosków liścia. Jeśli jest on wystarczająco silny, przekłada się na potencjał czynnościowy. Nieznaczne podrażnienie włoska nie wywoła wystarczającego potencjału receptorowego i w efekcie zamknięcia się pułapki. Jednakże, jeśli kilka niskich potencjałów receptorowych nastąpi jeden po drugim, reakcja może wystąpić. W przypadku muchołówki mielibyśmy więc proces w pewnym sensie analogiczny do zjawiska sumowania w czasie, które występuje w nerwach zwierząt. Początkowy bodziec roślina w jakiś sposób zapamiętuje. Tak więc, maleńka mucha ponosi mniejsze ryzyko, że padnie ofiarą mięsożernej rośliny, niż wolno poruszający się po liściu owad (który powoduje kilka delikatnych podrażnień włosków). W sumie kolejność procesów zachodzących w roślinie wygląda następująco: a) Nieznaczny ruch włosków nie wywołuje efektu. Jeśli jest wystarczająco silny, wyzwala potencjał receptorowy. b) Jeśli potencjał receptorowy jest niski, nie powoduje on żadnego skutku. Gdy jest wystarczająco wysoki, powstaje potencjał czynnościowy, który przechodzi przez otwartą pułapkę. c) Wystarczająco wysoki potencjał czynnościowy powoduje zamknięcie się pułapki. 10-Czujące istoty 145 d) Późniejsza stymulacja włoska może być zbyt słaba, by wyzwolić reakcję. Jednak, jeśli dalsze pobudzanie w przeciągu pół minuty staje się wystarczające do uruchomienia reakcji, pułapka zamyka się ponownie. W organizmie rośliny dochodzi więc do przetwarzania informacji w kilku etapach. Skoordynowanie w czasie poszczególnych faz i ich charakter upodabniają cały proces do zjawisk fizjologii zwierzęcej. Mimo iż muchołówka jest najbardziej znana, istnieją jeszcze inne rośliny mięsożerne, u których reakcje przy polowaniu są równie szybkie. Wodna roślina z rodzaju Aldrovanda zamieszkuje stawy i jest rozpowszechniona na całym świecie. Chociaż rozrasta się w formie małych spirali rozchodzących się liści, trudno zaobserwować ją gołym okiem. Podobnie jak u muchołówki liście pozostają otwarte, lecz zamykają się momentalnie po podrażnieniu włosków. Są one dłuższe niż u Dionaea, ale sama pułapka, mniejsza i przeźroczysta, zamyka się o wiele szybciej niż pułapka muchołówki. W bardziej efektywny sposób działa pływacz z rodzaju Utricularia. Jest to mała roślina wodna tworząca na liściach maleńkie pęcherzyki. Do powierzchni wody sięgają jedynie małe żółte kwiaty pływacza, ponieważ cała roślina zanurzona jest w wodzie torfowej. Mechanizm pułapkowy jest tu inny niż u wyżej opisanych gatunków. Każdy z pęcherzyków znajduje się pod działaniem ujemnego ciśnienia i zaopatrzony jest w maleńkie „drzwiczki". Specjalne włoski reagują na dotknięcie i powodują otwarcie drzwiczek. Pułapka działa więc odwrotnie jak np. u muchołówki; tam się zamykała, tu się otwiera. Otwarcie drzwiczek powoduje gwałtowny napływ wody do wnętrza pęcherzyka. Wraz z nią dostaje się w pułapkę np. pchła wodna, która poruszyła włosek. Ciało zwierzęcia ulega rozkładowi, a zawarte w nim składniki odżywcze zostają wchłonięte przez roślinę. Pływacz jest niezwykle skutecznym łowcą. Jego pęcherzyki w krótkim czasie wypełniają się dosłownie setkami pcheł wodnych. Jednak, ze względu na małe rozmiary nie jest tak popularny jak muchołówka. Widzieliśmy, że sterowanie zachowaniem się u roślin mięsożernych przypomina analogiczne procesy u ssaków. Badania aktywności elektrycznej roślin ujawniają istniejący u nich zmysł dotyku i zdolność do skoordynowanej odpowiedzi na bodziec. Najpewniej u roślin także dochodzi do przetworzenia informacji. Pewne naturalne ograniczenia (sztywność celulozowej błony komórkowej, „zakotwiczenie" w podłożu poprzez korzeń itd.) powodują, że pod względem ruchu rośliny nie mogą być porównywane ze zwierzętami. 146 Czuła pułapka Niektóre rośliny mięsożerne reagują wolniej, jakby „z namysłem". Tak jest w przypadku rosiczki (rodzaj Drosera), pospolicie występującej na ba-gniskach i terenach podmokłych. Rosiczka obejmuje wiele zróżnicowanych gatunków. Niektóre z nich są roślinami wysokimi, inne nie, niektóre mają liście wydłużone, inne okrągłe, niczym poduszeczki na igły. W przypadku rosiczki trudno mówić o „mechanizmie" pułapkowym. Po prostu liście rośliny pokryte są gęsto włoskami ustawionymi pod kątem prostym do powierzchni. Włoski podobne są do szpilek krawieckich - każda kończy się lepkim paciorkiem, który przywabia owada, a następnie mocno go przytrzymuje. W momencie kiedy jeden z włosków „chwyta" zdobycz, inne, sąsiadujące zakręcają się w tym samym kierunku. Pomagają przytrzymać zdobycz, a ponadto wydzielają sok bogaty w enzymy trawienne, umożliwiające wchłonięcie pokarmu. Ostatnie badania wykazują, że kontakt owada z włoskiem powoduje wytwarzanie potencjału receptorowego. Lekkie głaskanie jego koniuszka uruchamia powstawanie całej serii potencjałów czynnościowych, przebiegających wzdłuż włoska. Wielkość potencjału jest uzależniona od siły bodźca. Tak więc, choć reakcja rosiczki jest powolna, mechanizm tej reakcji jest złożony. Włoski rosiczki reagują podobnie jak zwierzęta (ukwiały), które odpowiadają na bodźce dotykowe. Jednak w reakcji wyginania włosków roślinie nie przeszkadza brak włókien nerwowych. Mechanizm ten czeka jeszcze na gruntowniejsze wyjaśnienie. Podobną do rosiczki rośliną jest tłustosz (rodzaj Pinguicula). Ma on owalne liście, wydzielające lepką, wabiącą owady substancję. Obecność muchy wywołuje zawijanie się liścia, co powoduje, że owad zostaje otoczony wydzieliną gruczołów trawiennych. Interesujące, że w tym wypadku mechanizm reakcji nie opiera się na potencjale czynnościowym, lecz na obecności na powierzchni liścia określonych cząsteczek organicznych. Rosnący na torfowiskach i w torfowej wodzie tłustosz uzupełnia sobie owadami ubogi pokarm, który znajduje w tak zakwaszonym środowisku (gdzie nie przeżyłoby wiele innych „konwencjonalnie" odżywiających się roślin). Inne rośliny mięsożerne są większe od opisanych wyżej i majądziałają-ce na innej zasadzie pułapki. Należą do nich, dzbaneczniki z rodzaju Nepen-thes. Liść u tych roślin stanowi krągłe wieczko przypominającej dzbanek komory, utworzonej ze spłaszczonej szypułki liściowej. Owady przyciąga upstrzona jaskrawą czerwienią i purpurą wyściółka otwartego „dzbanka". W głębi pułapki znajdują się guzikowate gruczoły wydzielające sok trawienny, 147 który na dnie dzbanka tworzy pokaźną „kałużę". Wchodzące do pułapki owady przyciąga sok i w pewnym momencie nie są już one zdolne do wyjścia. Wewnątrz dzbanków pełnych uwięzionych owadów tworzy się pożywny „bulion". Czasem koncentracja na wpół strawionej zdobyczy w pułapkach dzba-necznika jest tak wielka, że zawartość dzbanków stanowi pokarm ptaków. Dzbanecznik jest najbardziej „arystokratycznym" przedstawicielem roślin mięsożernych, nie tylko ze względu na swój wygląd, ale również dlatego, że przy zdobywaniu pokarmu nie musi podejmować żadnego wysiłku. Jego pułapka ma charakter bierny i nie wymaga ruchów części rośliny, a co za tym idzie złożonego mechanizmu funkcjonowania. Ruch mechaniczny Niektóre ruchy roślin wywołane są prostymi właściwościami materii. Jednym z najwcześniej opisanych w literaturze naukowej był skręt ości ziarna zboża wywołany zmianami wilgotności powietrza. Słynny przyrodnik, Robert Hooke, wykorzystał to spostrzeżenie w swojej pracy Mikrografia (1665) do sformułowania prawa i wynalezienia aparatu opartego na zachowaniu się ziarna. W ten sposób powstał pierwszy higrometr. Niektóre ziarna wykorzystują zmiany wilgoci by dostawać się w głąb ziemi. W owockach iglicy (rodzaj Erodium) w zależności od wilgotności, włókna ości skręcają się śrubowo bądź prostują. Umożliwia to wkręcanie się owocka w glebę. Wysychanie zarodni paproci powoduje, że zarodniki mogą być wystrzeliwane niczym z katapulty na znaczne odległości od rośliny macierzystej. Zaradnie te otoczone sąpierścieniami składającymi się ze specyficznych komórek o grubej ścianie wewnętrznej i cienkiej zewnętrznej. W miarę wyparowywania wody komórki pierścienia ściągają się, a sam pierścień kurczy. W pewnym momencie podciśnienie w komórkach nie może już być utrzymane. Pękają ściany komórkowe, powietrze dostaje się do środka, a „fala uderzeniowa" powoduje uszkodzenie kolejnych komórek pierścienia. Z gwałtownym szarpnięciem pierścień powraca do pozycji wyjściowej, otwierając zarodnię. Zarodniki zostają wyrzucone z dużą szybkością i w jednym kierunku. Wylatują wysoko i zostająprzechwyco-ne przez prąd powietrza, który ułatwia ich rozprzestrzenienie. Mchom w rozprzestrzenianiu zarodników pomaga ruch specjalnych struktur —zębów, które reagująna zmiany wilgotności. U przyłaszczek występująinne (istniejące wśród sporów) wyspecjalizowane komórki, ze skręcającymi się i prostującymi pod wpływem wilgoci spiralkami. Służą one także rozprzestrzenianiu się chmary zarodników. 148 Rośliny kwiatowe też czasem posługują się „mechanizmem wybuchowym" do wyrzucania nasion. Dojrzewają w strąku, który pod wpływem wysychania napina się i w końcu jest gotowy do pęknięcia przy najlżejszym dotknięciu. Jedną z roślin wyrzucających nasiona z owocu pod wpływem dotknięcia jest bodziszek bagienny Geranium palustre. Rośliną, która robi to w sposób najbardziej spektakularny, jest być może rosnący nad brzegami rzek niecierpek z rodzaju Impatiens, zwany noli me tangere (z łac. „nie dotykaj mnie"). Obdarzony pięknymi fiołkoworóżowymi kwiatami, przypomina nieco storczyk. Wydłużony i jaskrawozielony owoc, przy dojrzewaniu osiąga barwę czerwonobrązową. Wtedy jego dotknięcie wywołuje gwałtowny rozpad, a owocolistki zwijają się spiralnie do wnętrza, powodując daleki rozrzut nasion we wszystkich kierunkach. U innych roślin „rażenie" ma bardziej ukierunkowany charakter. Klasycznym przykładem jest tryskawiec leczniczy Echallium elaterium. W miarę jak owoc tej rośliny dojrzewa, rośnie ciśnienie na jego osłonkę, co w efekcie powoduje nagły i gwałtowny wysiew nasion. Zasięg spadających nasion powiększa ciśnienie śluzu i fakt, że są one „wystrzeliwane" z górnego końca łodygi. Największa odległość padającego nasienia od rośliny macierzystej wynosiła u tego gatunku aż 13 metrów. Inną metodę rozprzestrzeniania nasion zaobserwowano u spokrewnionym z jemiołą arceutobium (rodzaj Arceuthobium), które w USA jest gatunkiem pasożytującym w lasach. U większości gatunków jemioły występują lepkie nasiona, przenoszone przez ptaki (nasiona przyklejają się do dziobu, gdy ptak po posiłku ociera go o korę). Jednakże Arceuthobium „wypracowało" zupełnie inną metodę. Jego nasiona spoczywają w owocu wypełnionym sokiem. W miarę jak owoc dojrzewa, rośnie ciśnienie na jego ściany. Końcowy rozpad owocu powoduje wystrzyknięcie nasion z prędkością 100 km/godz. Dzięki temu z łatwością osiągają one sąsiadujące pnie drzew, na których pasożytują. Arceutobium wyrządza duże szkody w gospodarstwach leśnych. Podobny mechanizm „spustowy" spotykamy wśród roślin motylkowych, do których zalicza się szereg ważnych gospodarczo gatunków (groch, fasola, lucerna, koniczyna itd.). Siadający na kwiatach tych roślin owad wielkości pszczoły powoduje wyzwolenie specyficznego mechanizmu istniejącego dzięki szczególnej budowie płatków i pręcików. Do góry wystrzeliwują przygięte do dołu pręciki i obsypują owada pyłkiem. Dla zwierzęcia najwyraźniej nie jest to przyjemne doświadczenie. Zaobserwowano, że wiele pszczół nauczyło się odpowiednio obchodzić z „niebezpiecznymi" roślinami. Siadają z boku kwiatu i sięgając pomiędzy płatkami, ostrożnie wydobywają nektar. 149 Czy rośliny mają pamięć? Czy u roślin można stwierdzić jakieś zmiany zachowania się? Zaobserwowano, że u nie zapylanych naturalnie kwiatów (np. trzymanych w szklarniach) czasem spontaniczne, bez żadnych bodźców zewnętrznych występuje prostowanie się pręcików. Inne doświadczenia wskazują na możliwe zachowywanie przez organizm roślinny uprzednich doświadczeń. Dotyczy to np. doświadczeń „bolesnych": zranienie jest kompensowane późniejszym wzrostem. Jeśli przyjrzymy się mleczom na przystrzyżonym trawniku wydaje się, że niemal przylegają do gruntu, jakby czerpiąc z doświadczenia, że „podniesienie głowy równa się ścięciu". Równie interesujący jest fakt, że rośliny mogą różnicować bodźce. Jeśli następuje powtarzająca się stymulacja za pomocą dotyku, reakcj a rośliny w końcu zanika. Jeżeli j ednak zmieni się rodzaj bodźca (np. na elektryczny), odpowiedź będzie natychmiastowa. Rośliny i ? ruch Części roślin wykonująruchy podobne jak u zwierząt. Najlepszym przykładem j est tu posłonek. Ta atrakcyjna kwitnąca roślina występuj e powszechnie na wybrzeżu i na wychłostanych wiatrami płaskowyżach. Posłonek jest zapylany przez owady i narażony na utratę pyłku w silnych prądach powietrza. Aby się przed tym uchronić, pręciki ściśle się ze sobą stykają do momentu, gdy wyląduje na nich owad. Aby zrozumieć, co się dalej dzieje, zróbmy małe doświadczenie. Zewrzyjmy koniuszki wszystkich palców dłoni, a następnie rozprostujmy palce. Tak właśnie i w takim tempie przebiega reakcja pręcików na pojawiającego się owada. Ruch u roślin można więc obserwować nie tylko u rzadkich czy egzotycznych gatunków, lecz również u takich, które rosną w naszym otoczeniu. Spośród roślin, które wykazują dużą wrażliwość i reagują na bodziec, warto wymienić tropikalnąBiophytum sensitivum, która składa liście jeszcze przed kontaktem z owadem, kiedy zwierzę się zbliża. Przypuszczalnie komórki sensoryczne rośliny reagują na ładunki elektryczne, których nosicielem jest owad, a nie na drganie powietrza wywołane ruchami jego skrzydeł. W południowej części USA rośnie wszędobylska, przypominająca winorośl Schrankia. Zaopatrzona jest ona w kolce, które trudno dostrzec z uwagi na bujną zieleń. Przy dotknięciujednak, liście opadają odsłaniając kolce, co przypuszczalnie jest mechanizmem chroniącym przed zwierzętami roślinożernymi. Rozpowszechnione w tropikach liany składają liście w czasie deszczu, 150 chroniąc się przed siłą mechaniczną spadającej wody. U przedstawiciela tej grupy z rodzaju Machaerium nie tylko liście składają się szybko, ale są także zaopatrzone w specjalne rowki, które działająjako efektywny system drenujący. Taka sama, choć wolniejsza reakcja na deszcz występuje u roślin strefy umiarkowane, np. szczawiku leśnego (rodzaj Oxalis). Istnieje jednak roślina znana jako szczególnie wrażliwa. Reakcja jej liści następuje w ciągu sekundy, co od wieków uznawano za niezwykłe zjawisko. Przy dotknięciu blaszek, wszystkie parzyste liście tej rośliny kolejno się zamykają, co przypomina przysłowiową reakcję domina. To słynna mimoza - Mi-mosa pudica — znane są też pokrewne, podobnie zachowujące się gatunki. Istniej e wiele opowieści dotyczących zachowania się mimozy. Na przykład Robert Brown, szkocki chirurg, który stał się botanikiem (w 1828 r. stworzył określenie „jądro komórkowe"), opisał, jak mimoza zamykała listki pod wpływem stąpnięć człowieka na miękkim torfowym gruncie. Brown zaobserwował, że nawet galopujący pobliską drogą koń lub przejeżdżający torami pociąg dają roślinie wystarczający bodziec, by złożyła się niczym parasolka. Z (przysłowiową już) wrażliwością mimozy wiążą się dwa problemy. Po pierwsze, nie wiadomo, gdzie usytuowane są receptory owej wrażliwości. Liście jej nie zawierają włosków ani innych detektorów dotyku czy zmiany ciśnienia. Komórki wydają się podobne do występujących w innych roślinach. Co więcej, wśród różnych gatunków mimozy mamy takie, które zachowują się jak M. pudica, ale są też takie, które nie wykazują wrażliwości. Na przykład Mimosa dealbata przypomina bardzo swoją „delikatną" kuzynkę, badania mikroskopowe nie wykazują żadnych różnic w budowie komórkowej, a jednak M. dealbata nie zamyka liści. Drugi problem, to cel, jakiemu służy wrażliwość mimozy. U innych, omawianych poprzednio roślin, ruch ich części wyraźnie j est związany z przystosowaniem. Bez możliwości chwytania zdobyczy czy ochrony pyłku rośliny te zapewne by nie przetrwały. Nic takiego nie można powiedzieć o mimozie. Na jej temat wysnuwano różne teorie — ochrona przed słońcem, obrona przed zwierzętami roślinożernymi itd. Jest jednak rzeczą zdumiewającą, że taki mechanizm obronny rozwinął się tylko u mimozy, bo przecież zagrożenia, o których mowa, dotyczą też innych roślin. Moglibyśmy oczekiwać, że zamykanie się czy opadanie liści pod wpływem bodźca dotykowego to fenomen szeroko znany w otaczającym nas świecie roślin. Tak jednak oczywiście nie jest. Problem ten oczekuje jeszcze na rozwiązanie. Najwcześniejsze badania mechanizmu wrażliwości u roślin ujawniły, że odpowiedzialność ponoszą komórki, utrzymujące liść w normalnej pozycji. 151 Wykazano, że z tych podtrzymujących komórek następuje szybki odpływ wody. W kilka lat po historycznych badaniach Burdona-Sandersona nad elektryczną aktywnością u muchołówki (zob. wyżej) fizjolog niemiecki z Heidelbergu Karl Kunkel zaobserwował podobny fenomen przy poruszaniu się liści u Mimosa pudica. Nie wywołało to jednak oddźwięku w postaci dalszych badań, gdyż zakładano, że aktywność elektryczna jest po prostu rezultatem opisanych wyżej zmian w komórkach. W ostatnich latach udało się znaleźć wiele wskazówek co do natury ruchów u roślin i stwierdzić ich podobieństwa do ruchu u zwierząt. W roślinach znajdują się długie i cienkie komórki, którymi przechodzi sok roślinny i które określa się jako „nerwy" czy „włókna nerwowe". W komórkach tych odkryto garbnik (tarninę), źródło skoncentrowanego potasu, który odgrywa rolę w ruchach u zwierząt. Stwierdzono, że kiedy następują dramatyczne zmiany w komórkach podporowych, obserwuje się też nagły przepływ potasu przez błony komórkowe. To właśnie powoduje utratę wody i zapadanie się struktury komórkowej. Co więcej, w komórkach stwierdzono istnienie wakuoli, małych „oczek" płynu, które mają zdolność wystrzykiwania wody z wnętrza komórek, i maleńkich włókienek, które mają zdolność kurczenia się (podobieństwo do mięśni zwierząt). Subtelne zmysły Zmysł dotyku odgrywa dużą rolę w życiu wielu roślin kwiatowych. Najlepiej jest on chyba rozwinięty u pnączy. Do podpierania się w czasie wzrostu u roślin tych wykształciły się odpowiednio przystosowane narządy, tzw. wąsy. U wielu gatunków roślin ich długość nie przekracza kilku centymetrów, ale u winorośli (rodzaj Vitis) często osiąga 50 cm. Zwykle wąsy przyrastają spiralnie w miarę wzrostu rośliny, tak jakby poszukiwały punktu kontaktu. Ruch tej części rośliny pokazany na przyśpieszonym filmie przypomina szukanie drogi przez niewidomą osobę. Jest jednak w tych ruchach ślad orientacji. Na przykład wąsy groszku zataczają elipsę w taki sposób, że jej oś długa jest zawsze pod kątem prostym do słońca. Jeśli wyciągnięty wąs wejdzie w kontakt z jakimś dającym oparcie obiektem, w miejscu dotknięcia pojawia się wygięcie wywołane bardzo szybkim wzrostem przeciwległej strony organu. Jeśli nazwiemy stronę organu wchodzącą w kontakt z podporą jako „zaciemnioną", a przeciwległą stronę jako „rozjaśnioną", to możemy powiedzieć, że punktowe oparcie rośliny zapewnia szybki rozrost rozjaśnionej części wąsa. Nierówny wzrost wąsa powoduje, że się zakrzywia, stopniowo otaczając podporę. 152 Zdobywanie oparcia przez wąs rośliny pnącej można przedstawić w prosty sposób, ale w rzeczywistości ruch ma tu bardziej złożony charakter. Kiedy wąs jest już dobrze „usadowiony", jego reszta zwija się, jak samozwijają-ca się taśma miernicza. W miarę skracania się wąs przyciąga roślinę do podpory i podnosi ją w czasie wzrostu. U wielu gatunków występuje silnie rozwinięta reakcja na dotyk. Rekordzistą jest Cyclanthera pedata, u której reakcja rozpoczyna się w sekundę po dotknięciu. U męczennic* Passiflora (zwłaszcza P. gracilis i P. sicyoides) wąsy zwijają się w przeciągu pół minuty od zadziałania bodźca. Popularną rośliną, której ruchy można obserwować, j est groch. Wąsy grochu w jakiś sposób zachowują wrażenie bodźca. Ich końce mają haczykowate „uchwyty". Jeśli pogłaska się wąs, wykazuje on reakcję (która pojawia się około 1 minuty od wystąpienia bodźca), chyba że roślina jest ochłodzona. Poogrza-niu, przy kolejnym bodźcu wąs zaczyna się zwijać, ale zachowuje się tak, jakby miał zakodowane wcześniejsze doświadczenia. Jeśli wąs grochu zostanie dotknięty w ciemności, reakcja nie nastąpi. Jeżeli jednak po półtorej godzinie znajdzie siew świetle, zwijanie pojawia się samoczynnie, z takim właśnie opóźnieniem. Wskazuje to nie tylko na zdolność „zapamiętywania" bodźca przez roślinę, ale na fakt, że do reakcji potrzebne jest światło słoneczne. Pnącza przyczepiają się do podłoża w rozmaity sposób. Bluszcz na przykład pnie się po murze, wyczuwając kierunek i penetrując powierzchnię korzonkami. Korzeń „maca" powierzchnię i przylega do niej, wnikając w każdą szczelinę i każdą nierówność. Jeśli odrywa się bluszcz od muru, zwykle jego oderwane korzonki pozostają przytwierdzone nawet przez długie lata. Najsilniej przywiera wirgiński winobluszcz Parthenocissus, u którego rozgałęzione wąsy zakończone są specjalnymi tarczkami czepnymi, które silnie przyczepiają roślinę nawet do gładkiej ściany. Pobudzanie nawet pojedynczej komórki powoduje przekazywanie sygnału do całego wąsa, tak że skręcanie odbywa się na całej jego długości. Rośliny mogą być znacznie bardziej wrażliwe na dotyk niż człowiek. Człowiek nie odczuwa dotyku pojedynczej nitki wełny, wąs rośliny przejawia natomiast wyraźną reakcję. Receptory czuciowe w skórze człowieka reagują na dotyk włosa o wadze 0,002 mg, włoski rosiczki Drosera odpowiadają na bodziec 0,0008 mg, podczas gdy wąsy rośliny Sicyos reagują na dotyk włosa * Nazwa rośliny nawiązuje do Męki Pańskiej: kwiat ma dwanaście płatków - tyle, ilu było Apostołów, słupek przypomina krzyż, pierścień purpurowych spiczastych pręcików -koronę cierniową). W kulturze zachodniej Passiflora (ang. passion flower) jest kojarzona z cielesną miłością, a sok z jej owoców błędnie traktowany jako afrodyzjak (przyp. aut). 153 o ciężarze 0,00025 mg. W tym wypadku zmysł rośliny jest ośmiokrotnie czulszy niż u człowieka. Udowodniono, że istnieje elektryczne podłoże procesów reagowania na dotyk. W wąsie można stwierdzić istnienie potencjału czynnościowego, a drażnienie rośliny prądem powoduje jej zwijanie się. Pionierskie eksperymenty włoskiego fizjologa Luigiego Galvaniego z Bolonii (XVIII w.) wykazały, że mięsień żaby reaguje pod wpływem działania elektryczności. Taką samą reakcję wywołano teraz u roślin. Pomiędzy rośliną a człowiekiem istnieją także inne podobieństwa. Na przykład rośliny można znieczulić. Od kilkudziesięciu lat wiadomo, że działa tak na nie dawka eteru, chloroformu czy morfiny. Pod wpływem tych środków mimoza przestaje reagować na dotyk, „ruchome" pręciki kwiatów sztywnieją, a włoski muchołówki (co zaobserwował już Karol Darwin) także nie reagują na dotyk. Kiedy środki znieczulające przestają działać, funkcjonowanie rośliny wraca do normalnego stanu. Rośliny pnąco-wijące Rośliny wijące przyczepiają się do podpory owijając ją dokoła i rosnąc wraz z nią — gdy jest to np. łodyga innej rośliny. Większość roślin owija się w kierunku przeciwnym do kierunku wskazówek zegara. Do wyjątków - roślin „prawoskrętnych" — należą chmiel Humulus i wiciokrzew Lonicera. Kiedyś humoryści M. Flanders i D. Swan napisali piosenkę, która była subtelną satyrą na polityków owijanych przez prawoskrętny i lewoskrętny powój. Od strony ścisłości naukowej nie mylili się wcale, gdyż powój Polygonum convo-lvulus może przybierać zarówno prawoskrętny, jak i lewoskrętny kierunek. Natomiast u pewnych gatunków, jak np. wilca Ipomoeajucunda i nasturcji Tro-paeolum tricolorum każda roślina może przyj ąć j eden albo drugi kierunek. Czy uzależniony jest on od bodźca dotykowego? Częściowo twierdząco na to pytanie odpowiedziały badania na pasożytniczej kaniance (rodzaj Cuscuta), u której właśnie dotyk był bodźcem wyzwalającym ruch owijania się. Wcześniej wspominano o niezwykłych właściwościach kwiatów posłon-ka. Ruchy pręcików występują u wielu innych gatunków, np. u żółtopoma-rańczowego berberysu (rodzaj Berberis) i u pokrewnej Mahonii (roślina kwitnąca wiosną, o woskowanych liściach wydzielających silny, podobny do pomarańczy zapach), ale pręciki tych kwiatów skupiają się, a nie rozwierają (jak u posłonka) w reakcji na dotyk. Gdy owad na nich siada, pręciki szybko skupiają się i obsypują zwierzę pyłkiem. 154 Badania nad ruchami pręcików wykazały wiele trudnych do interpretacji faktów. Na przykład u uprawianej w ogrodach portulaki (rodzaj Por-tulaca) pręciki odpowiadają na bodziec w ciągu kilku sekund; niezależnie od tego, w którym miejscu na roślinie siada owad, kierują się w tę właśnie stronę. Doświadczenia wykazały, że jeśli pręcik dotykany jest jednocześnie z dwóch stron, reakcja nie następuje. Jeśli wywołamy reakcję z jednej strony, a zaraz potem pobudzimy pręciki z drugiej, nie poruszą się one. Najwyraźniej pomiędzy pręcikami dochodzi do wymiany sygnałów. U powszechnie występujących roślin obserwujemy też inne reakcje. Na przykład skracanie się pręcików, by odsłonić znamię, występuje u chabra (rodzaj Centaurea) i większości astrów. Dotknięcie nitek pręcikowych wywołuje kontrakcję, w wyniku której zrośnięte w rurkę pylniki zostaj ą ściągnięte w dół. Odsłania się znamię słupka, które niczym tłok wypycha ziarno pyłku przejmowane następnie przez owada. Jednocześnie znamię może przej ąć z ciała owada pyłek pochodzący z innej rośliny. Niektóre rośliny do perfekcji udoskonaliły mechanizm przekazywania pyłku za pośrednictwem owada. U rośliny „spustowej"(rodzaj Stylidium) występuje specyficzna struktura narządów rozrodczych: pręciki i słupek zlały się w jedno, tworząc „spust" (od którego pochodzi nazwa rośliny). Pozostaje on odgięty od środka kwiatu i uruchamia się, gdy na roślinie siada owad. „Spust" wykonuje wówczas błyskawiczny ruch (ok. 1/10 sekundy) i składa na nieszczęsnym przybyszu pyłek, a ukryte w „spuście" znamię przechwytu-je w tym momencie pyłek przenoszony przez owada. Kwiaty jako pułapki Niektóre kwiaty wykonują ruchy, którymi zatrzymują owada jak w pułapce. Na przykład psia kapusta (rodzaj Apocynum) robi to za pomocą swych ruchliwych i reaktywnych pręcików. Chwyta siadającą na niej muchę, która w końcu ginie z wyczerpania, nie mogąc uwolnić się z pułapki. Celowość takiego zachowania się rośliny nie jest jasna. Być może chodzi tu o pozyskanie z ciała ofiary uzupełniających aminokwasów. Jest możliwe, że pierwotnym celem było przytrzymanie owada, by pokryć go pyłkiem. Pod wpływem padłych much kwiaty psiej kapusty tracą barwę. U innych gatunków kwiaty-pułapki przeznaczone są do wyjątkowo „zmyślnego" sposobu zapylania za pośrednictwem owadów. Obrazki plamiste (rodzaj Arum) to gatunek pod względem sposobu łowów zbliżony do dzbaneczników 155 (zob. wyżej). Kwiat otoczony jest liściem pochwą, w dolnej części tworzącą oddzielony zwężeniem tzw. kociołek. Pochwa dzięki swej barwie wabi owady, a ponadto wydziela zapach przypominający rozkładające sięmięso. Stanowi to dodatkowy bodziec dla zwierząt. Przywabiane owady, gdy siadająna wewnętrznej powierzchni pochwy, ześlizgują się do kociołka. Dzięki szczególnej strukturze pochwy i kwiatu (np. specjalnym włoskom) owad w pierwszej fazie jest w niej uwięziony. Żywi się wtedy nektarem. Nie tylko zapładnia on roślinę przyniesionym z zewnątrz pyłkiem, ale po jakimś czasie wydostaje się pokryły pyłkiem tej rośliny, gotów do dalszego zapylania. W grupie roślin z kwiatami pułapkami do najoryginalniejszych należy pałczycha kroplista Sauromatum guttatum. Wysoka, z trupio bladym nakra-pianym kapturem, widoczna jest już ze znacznej odległości. Pałczycha nie tylko wydziela woń przypominającą gnijące mięso, ale generuje w organizmie wyższą temperaturę, która sprzyja procesowi rozkładu. Kiedy kwiat osiąga dojrzałość, jego temperatura przy dotknięciu może być wyższa aż 0 15°C niż pozostała część rośliny. Energia wydzielana jest w zaskakującym tempie, co narzuca analogię do zmian metabolicznych u szybko poruszających się ssaków. Tak wielki wydatek energii, to z pewnością ogromny wysiłek dla rośliny, wymagający starannego sterowania hormonalnego. Podobnie jak u Arum owad zatrzymywany jest wewnątrz kwiatu za pomocą włosków 1 uwalniany, gdy gotów jest już przenieść pyłek na inne kwiaty. Znana roślina ogrodowa, kroplik (rodzaj Mimulus), ma kwiat ze słupkiem, którego znamię dzieli się na dwie rozwarte łatki. Jeśli jedna z nich zostanie dotknięta, obie łatki zwierają się jak pysk zwierzęcia, zamykając wewnątrz ziarno pyłku. Gdy po zamknięciu nastąpi zapłodnienie, „paszcza" już się nie rozwiera. Przy braku zapłodnienia łatki po jakimś czasie rozdzielają się i ponownie oczekują na przenoszącego pyłek owada lub na innego, zainteresowanego niezwykłą strukturą „nosiciela" (np. człowieka). Podobny typ ruchu występuje także u innych roślin, choćby u mięsożernych tłustosza i pływacza (zob. wyżej). U rozróży, rośliny ogrodowej z rodzaju Incarvillea, potencjał czynnościowy występuje na ułamek sekundy przed rozpoczęciem ruchu. Niewielki ruch znamienia obserwowano także u naparstnicy Digitalis. Najszybsze zwarcie następuje w rodzaju Martynia - 2-3 sekundy, podczas gdy u kroplika czas ten wynosi do 10 sekund. Ruchy w czasie zapylania są najwyżej rozwinięte w rodzinie storczyko-watych. Rośliny te mająpiękne kwiaty o bardzo specjalistycznej naturze. Ich płatki są ze sobą zrośnięte, przyjmując atrakcyjną, kapturzastą formę. Storczyki są na całym świecie uznawane za rośliny osobliwe i otacza je legenda. Np. zwraca się uwagę na fakt, że prowadzący do wnętrza kwiatu otwór, z o- 156 taczającymi płatkami przypomina srom kobiety. Storczyki mają najmniejsze nasiona, które przypominają „pył pieprzowy". Niektóre spośród tych roślin mają silnie rozwinięty zmysł dotyku. Specjalna struktura powstała z przekształconego płatka-warżka (labellum) służy owadom do siadania, a składając się chwyta je w okresowe pułapki. Celem tego zachowania się jest, podobnie jak uArum i innych roślin, zmuszenie owada, by pełnił funkcj ę pośrednika w przenoszeniu pyłku. U storczyków zjawisko to obserwował po raz pierwszy Karol Darwin w swojej posiadłości Down House, w hrabstwie Kent. W okolicy jego domu rosło wiele gatunków storczyków, które stały się prawdziwym „poligonem doświadczalnym" dla tego niestrudzonego biologa o wszechstronnych zainteresowaniach przyrodniczych. Wiele storczyków imituje owady. Dobrym na to przykładem może być dwulistnik (rodzaj Ophrys). Udaje on przedstawicieli tego gatunku owada, którego wabi. Jeden z australijskich storczyków z rodzajuDrakaea nie tylko ma warżkę wyglądającą jak samica pewnego gatunku osy, ale także wydziela zapach taki jak owa samica. Przywabiony samiec próbuje kopulować z zamaskowaną warżką. Dostaje się tym samym w okresową pułapkę, a lepka masa pyłków przywiera do boków jego ciała (nosi ona nazwę pyłkowiny czyli pollinium). W miarę jak samiec przemieszcza się od kwiatu do kwiatu, dźwiga ze sobą „przesyłki" od różnych nadawców. Storczyki nie tylko mają osobliwy mechanizm zapylania, ale także obdarzone są dobrze rozwiniętym zmysłem dotyku. Przepowiadanie pogody i nastie Od dawna znane są opowieści o roślinach, które swoimi ruchami zwiastują zmianę pogody. Do celów meteorologicznych przez wieki służył podobno kurzyślad polny Anagalis awensis. Twierdzono, że przed deszczem płatki jego jaskrawoczerwonych kwiatów zwierają się. Jednak dokładne obserwacje tej niedużej rośliny wykazały, że ruch ten powtarza się cyklicznie, bez względu na pogodę, codziennie po południu. Legenda może być wynikiem skojarzenia przypadkowo powtarzającej się pory występowania opadów w czasie letnich upałów w Wielkiej Brytanii. Szczawik zajęczy Oxalis acetosella obdarzony jest delikatnymi płatkowatymi liśćmi, przypominającymi liście koniczyny; pod wieczór stopniowo zaczynają się one przymykać, by całkowicie zamknąć się na noc. O liściach szczawika także powiada się, że zamykają się przed deszczem. Reakcja ruchowa 157 tej rośliny ma wyraźnie charakter ochronny. Można ją wywołać nawet poprzez dotyk, chociaż trzeba wielu minut głaskania liścia, by odniosło to skutek. Wydaje się, że liście szczawika zajęczego są wrażliwe na temperaturę, faktycznie reaguj ą także na poruszaj ące j e ciężkie krople deszczu. Być może taka właśnie jest geneza opowieści o „przepowiadaniu" deszczu. Jak zobaczymy w dalszej części, liście szczawika są też wrażliwe na niedobór i nadmiar światła. Do „snu" nocą „układa się" wiele roślin - przyjmują one wtedy często odmienne niż w pełnym słońcu położenie. Zamykanie się kwiatów i opadanie liści odnotowywano już w najwcześniejszych opisach. Położenie liści w nocy zmienia sięu roślin, takich jak daktyl indyjski Tamarindus indica i egzotyczny gatunek z grupy motylkowych - roślina „telegraficzna" Desmodium gyrans. U tego ostatniego gatunku duże liście mają w ciągu dnia położenie niemal prostopadłe do łodygi, natomiast w nocy opadają. Małe listki boczne wykonują ruchy o kształcie elipsy, tak jakby przekazywały jakieś sygnały. Tempo tych obrotów zwiększa się wraz ze wzrostem temperatury: w upalne popołudnie może osiągnąć 0,5-1/min. Ruch ten jest widoczny dla wystarczająco cierpliwego obserwatora, a cel tego zachowania się pozostaje nieznany. Nazwa angielska D. gyrans bierze się z jej podobieństwa do dawnego telegrafu, w którym magnetyczne wskaźniki poruszały się w górę i w dół. Proste ruchy składania się w odpowiedzi na bodziec, którego kierunek nie odgrywa roli (np. światło), nazywane są nastiami (lub ruchami nastycz-nymi)*. Rośliny reagująna światło w bardzo różny sposób. Widzieliśmy już, że przedstawiciel rodzaju Oxalis otwiera kwiaty w dzień i zamyka wieczorem, a u kurzyślada polnego cykl ten przebiega w okresie świt—popołudnie. Istnieją także rośliny unikające światła słonecznego. Na przykład wiesiołek dwuletni przez cały dzień ma zamknięty kwiat, a otwiera go dopiero przed zmrokiem. Szczawik składa liście nie tylko wtedy, gdy pada deszcz, ale również kiedy słońce świeci zbyt mocno i gdy zapada zmrok. Ruchy wyżej omówione zalicza się do tzw. fotonastii, gdzie reakcja roślin uwarunkowana jest określonym natężeniem światła. Termonastie to z kolei ruchy wywołane zmianami temperatury. Na przykład znany wszystkim rododendron wyewoluował w wysokich górach, gdzie temperatura jest raczej niska. Dlatego też rosnąc na innych terenach, utrzymuje nastię na zimno. Normalna pozycja liści (przypominających laur) zmienia się, gdy temperatura opada poniżej punktu zamarzania. Wówczas * W następnym, pominiętym przeze mnie zdaniu autor posługuje się nieprzetłumaczalną grą słów. Bowiem „nasty" w języku angielskim oprócz nastii oznacza „przykry, wstrętny, paskudny" (przyp. tłum.). 158 liście rododendronu zwijają się i opadają. W ten sposób roślina broni się przed szkodliwymi dla niej skutkami mrozu. Wspomniany powyżej szcza-wik (Oxalis) reaguje prawdopodobnie nie tylko na nadmierne naświetlanie, ale także na zbytni wzrost temperatury; jego ruchy też można więc określić jako termonastię. Rośliny zielone potrzebują do życia światła, ale często nie tolerują jego nadmiaru. Jednym z najbardziej interesujących przykładów rozwiązania tego problemu jest roślina kompasowa z rodzaju Silphium, rosnąca na preriach USA. Gdy pojawiają się świeże płaskie listki, przyjmują one kierunek północ—południe. W efekcie wszystkie liście wszystkich osobników skierowane sąrównolegle do siebie. Konsekwencją tego jest fakt, że w pierwszym okresie dnia słońce oświetla blaszkę liścia, dając mu życiodajną energię. Kiedy nadchodzi południe i promieniowanie słoneczne zaostrza się, oświetłanajest tylko krawędź liścia. Po południu promienie słońca padająna drugą powierzchnię liścia. U Silphium nie występuje ruch części rośliny, ale dzięki precyzyjnej orientacji względem słońca promienie padająna liść tylko w okresie słabszej jego operacji. Ryzyko nadmiernego rozgrzania zostaje zatem zminimalizowane. Można nieco żartobliwie powiedzieć, że dzięki swojej osobliwej biologii roślina kompasowa uprawia sjestę. Dar słońca Wiele roślin z chłodniejszej strefy klimatycznej globu stara się w jak największym stopniu wykorzystać słońce. U gatunków tych obserwuje się regularny ruch podążania w ślad za promieniami, by nieustannie być wystawionym na ich działanie. Nazwy niektórych roślin odzwierciedlają tę cechę, np. słonecznik czy heliotrop (nazwa określająca całą grupę roślin kierujących się w stronę słońca, od greckiego helios-słońce). Do słońca zwracają się także rośliny żyjące w ciepłym klimacie, np. bawełna czy Ma-hastrum - mieszkanka kalifornijskich pustyń. Są to gatunki bardzo odporne na warunki klimatyczne. Delikatniejsze liście majątak samo podążające za słońcem łubiny (np. Lupinus arizonicus), toteż w godzinach największej spiekoty odwracają je, chroniąc przed nadmierną ekspozycją. O roli oświetlania dla roślin strefy klimatu umiarkowanego może świadczyć eksperyment przeprowadzony na rosnącym dziko w północnej i zachodniej Europie dębiku Dryas octopetala. Gdy unieruchomiono kwiaty tej rośliny (uniemożliwiając ich ruch za słońcem), temperatura wewnątrz kwiatu spadła o 1°C w stosunku do innych swobodnie poruszających się. A przecież 159 wysokość tej temperatury decyduje o wielkości i żywotności nasion (a więc i o przetrwaniu rośliny). U niektórych roślin orientacja względem słońca zależy od warunków, w których organizm żyje. Np. siratro Macroptilium atropurpureum, australijska roślina paszowa, zwraca liście w stronę słońca, gdy rośnie w glebie zawierającej dużą ilość wody. W czasie suszy natomiast zachowuje się tak jak roślina kompasowa w okresie upału (zob. wyżej). Jest jasne, że tak zróżnicowana reakcja wynika z konieczności zahamowania parowania z liści w okresie niedoboru wody. Liczne rośliny, które nie potrafią czynnie orientować się względem słońca, mają jednak także zdolność namierzania kierunku i intensywności oświetlenia. Dzięki temu młode liście rosną w ten sposób, że nadmiernie nie zasłaniają światła starym. Mozaika ulistnienia na jakimkolwiek drzewie czy na roślinie pnącej (jak bluszcz) układa się w ten sposób, że każdy z liści otrzymuje godziwą porcję światła. W tym właśnie sensie możemy mówić, że rośliny „widzą". Krytykom, którzy twierdzą, że reakcja rośliny na światło jest tak mechaniczna jak igły na magnes, chcę powiedzieć, że pewne zjawiska sugerują możliwość istnienia u roślin form pamięci. Można powiedzieć, że zachowanie się roślin jest bardziej interesujące po zmroku niż w świetle słonecznym. Wiele gatunków, które w ciągu dnia podążaj ą za słońcem, w nocy przygotowuje się do dziennej aktywności. Zwracają się więc w kierunku, gdzie o świcie pojawi się tarcza słoneczna. Fascynującym przykładem tego zjawiska jest wspomniana już wyżej Mahastrum. Liście tej rośliny przez cały dzień zmieniająpołożenie „ścigając" słońce, toteż gdy nastaje zmrok, zwrócone są na zachód. W nocy przyjmują normalne położenie, w którym ich powierzchnia zwrócona jest równolegle do podłoża. Kiedy jednak zbliża się świt, liście Mahastrum ponownie kierują się na wschód, jakby gotując się na powitanie słońca. Także przy zaciemnieniu w ciągu dnia liście często kieruj ą się w stronę, skąd powinny napłynąć promienie. Interesujący byłby eksperyment, w którym hodowane w doniczkach Mahastrum obracano by o 180°. Można by wtedy zorientować się, jak szybko uczy się roślina i czy w reakcji odgrywa rolę pamięć, czy też jedynie subtelne odczuwanie zmian oświetlenia. W jaki sposób rośliny „widzą" U roślin zielonych światło jest pierwszorzędnym źródłem energii, jest więc zrozumiałe, że potrafiąone je pozyskiwać i maksymalnie wykorzystywać. Niektóre mechanizmy detekcji światła sąproste. Hormony wzrostu rośliny (auksy-ny) są bardziej skoncentrowane w zaciemnionej części łodygi, niż w wysta- 160 wionej na światło. Hormony są więc jakby odpędzane przez słońce. Wyobraźmy sobie pęd rośliny rosnący w górę. Jeśli światło oświetla go z lewej strony, to na stronie tej przyrost jest wolniejszy niż na przeciwnej (zaciemnionej). W rezultacie pęd rośliny wygina się w stronę słońca. Kiedy obie strony są oświetlone j ednakowo, przyrost następuj e w linii pionowej. W ten sposób roślina kieru-je się zawsze w kierunku słońca. Jeśli przetrzymujemy ją w warunkach półmroku, hormony działają z maksymalną siłą. Tempo wzrostu jest wtedy bardzo szybkie, a roślina jest wydłużona, wrzecionowatego kształtu i bladawego ubarwienia. W warunkach naturalnych takie rośliny można znaleźć np. u wylotu jaskiń i w głębokich rowach melioracyjnych. Ziemniaki przetrzymywane w garażu lub domku na działce, gdy zaczynają kiełkować, wypuszczają długie, białawe i słabe pędy, które dążą do światła. Zjawisko to określane jest jako etiolizacja. Chociaż rosnąca roślina jest wtedy osłabiona, szybko podąża ona w stronę światła, a gdy to osiągnie, tempo wzrostu staje się już normalne. Można zauważyć, że zahamowanie wzrostu części rośliny pod wpływem oświetlenia jest sprzeczne z intuicją laika, który oczekiwałby, że właśnie słońce wpływa na tempo wzrostu. Jednak u roślin mechanizm jest inny i tylko on zapewnia, że organizm może korzystać z dobrodziejstw światła. Nietrudno też zrozumieć, dlaczego egzemplarze tego samego gatunku rosnące w lesie są większe od spotykanych na odkrytych obszarach. Na położenie roślin wobec słońca wpływa jeszcze kilka powiązanych ze sobą czynników. Na przykład wiadomo, że promienie słoneczne wpływają nie tylko na rozkład hormonów w łodydze, ale także uczulają komórki na działanie tych hormonów. Etiolizowane pędy nie reagują tak szybko na światło jak pędy zielone. Roślina hodowana w zamkniętym pomieszczeniu i oświetlona z jednej strony rośnie prosto, kierując się przeciwnie do siły ciążenia (geotro-pizm ujemny). Roślina, która jest choć trochę zielona, reaguje szybciej, łącząc geotropizm ujemny z reakcją wobec światła — wygięciem łodygi w kierunku jego źródła. Kiedy białawy etiolizowany pęd zostaje „skąpany" w świetle lampy, nabiera koloru i zaczyna wykazywać normalną reakcję. Inny, prosty eksperyment, który można wykonać, polega na przesłonięciu liścienia (zarodek z pierwszym liściem) folią stosowaną do artykułów spożywczych. Jeśli jeden z parzystych listków zostanie przykryty folią rankiem, w końcu dnia można zauważyć, jak roślina wygina się, by uniknąć zacienienia. W zależności od tego, czy przysłania się lewy czy prawy listek, gdy prowadzi się obserwacje na wielu obiektach, można uzyskać różne kombinacje wygięć (wszystkie w lewo, wszystkie w prawo, część w lewo i część w prawo). Gdzie w roślinie umiejscowiony jest zmysł „wzroku"? Strefa światłoczuła znajduje sięna końcowym odcinku pędu, jednak nie na samym koniuszku, 112- Czujące istoty - Czujące istoty 1 O 1 lecz 1/10 milimetra za nim. W dalszej części pędu czułość gwałtownie obniża się. W siewce żyta na długości dwóch milimetrów od koniuszka czułość spada 36 tys. razy. Pędy i liście są jednak wrażliwe nie tylko na światło, lecz i na temperaturę. W wyżej wymienionych doświadczeniach tych dwóch czynników praktycznie nie daje się oddzielić. Kłopot polega także na tym, że w roślinie występują, oprócz wymienionych, i inne fotoreceptory. W reakcję mogą być zaangażowane dwa różne, które wzajemnie maskują swój efekt. Ponadto, niektóre fotoreceptory reagująna światło z niebieskiego pasma, podczas gdy inne na czerwień i podczerwień. Tak więc, rejestrując reakcję rośliny, nie zawsze możemy dokładnie wiedzieć, jaki proces obserwujemy. Odwrócenie liścia czy wygięcie łodygi może być bowiem ostatnim ogniwem łańcucha następujących kolejno zmian. Sama roślina również dokonuje modyfikacji. Przechodząc przez tkanki roślinne światło ulega osłabieniu. Ponieważ każdy pigment fotosyntetyczny wychwytuje promienie o specyficznej długości, więc także światło, które przechodzi przez roślinę, nabiera innej jakości. Ponadto, przechodząc przez wodniste i półprzeźroczyste tkanki rośliny, światło, podobnie jak w soczewce, załamuje się. U niektórych gatunków efekt ten jest nawet zwielokrotniony dzięki soczewkopodobnym strukturom, ogniskującym światło w chloproplaście w drugim końcu komórki. Głównym pigmentem fotosyntetycznym w roślinach jest chlorofil, który zmienia światło słoneczne w przyswajalną dla organizmu formę energii. Dzięki niemu roślina pobiera proste cząsteczki wody i dwutlenku węgla i łączy je ze sobą, tworząc cukry. Reakcja ta ma ogromną wagę, jest łatwa do zrozumienia, ale nauka nie potrafi jej skopiować. Nieustannie bombardując ziemię, promienie słońca dostarczają wystarczającej energii dla pokrycia naszych potrzeb. Jednak nasza ciągle jeszcze niedoskonała technologia wciąż koncentruje się na eksploatacji kopalin i uprawie roślin oleistych, które dostarczają energii do różnych celów, przy jednoczesnych ogromnych jej stratach. Takiemu marnotrawieniu energii przez człowieka roślina może przeciwstawić swoją, jakże doskonałą „technologię". Pobiera energię słoneczną i produkuje substancje chemiczne ze stratą zaledwie 5%. Co więcej, jako produkt uboczny pozostawia tlen, a nie żadne szkodliwe odpady. Innym pigmentem fotosyntetycznym, zawartym w roślinach jest karoten. Jego obecność zidentyfikowano w miejscu maksymalnej wrażliwości na światło - przy czubku pędu. Karoten jest niezbędny dla wzrostu roślin zbożowych. Jeśli chodzi o rolę substancji fotosyntetycznych, istnieje pewne podobieństwo pomiędzy światem roślin i zwierząt. Gdzie zetknęliście się z karo- 162 tenem? Oczywiście w marchwi. To związek chemiczny, który nadaje warzywu charakterystyczną pomarańczową, a jaskrom intensywnie żółtą barwę. Zapewne mówiono wam w dzieciństwie, że jedzenie marchwi umożliwia widzenie w ciemności. Nie jest to całkiem ścisłe, choć rzeczywiście brak karotenu w pokarmie powoduje predyspozycje do tzw. kurzej ślepoty. Widzenie w silnie przyćmionym świetle umożliwia nam pigment rodopsyna, która nie może być syntetyzowana bez karotenoidów. Mit o drzewach i tlenie Panuje ogólne przekonanie, że rośliny (a drzewa w szczególności) produkują niezbędny nam tlen. Nie jest to ścisłe. W jasny słoneczny dzień wszystkie rośliny istotnie oddają tlen do atmosfery. Jednak ich procesy życiowe, przebiegaj ące po zmroku wymagają zużycia tlenu i uwalniaj ą dwutlenek węgla w takim stopniu jak ludzie. Kiedy roślina obumiera i gnije, proces ten pochłania tlen w ilości równej oddawanemu przez nią w ciągu życia. Tak więc cykl życiowy rośliny zielonej nie powiększa ilości tlenu w atmosferze. Rosnące drzewo pobiera wodę (i rozpuszczone w niej składniki) z gleby oraz dwutlenek węgla z powietrza i z tego buduje swoje tkanki. Przy rozkładzie, po obumarciu, tkanki rozkładają się na wodę i dwutlenek węgla. Związki chemiczne wracają tam, skąd przyszły, tzn. do gleby, a ilość tlenu oddawanego do atmosfery w ciągu życia rośliny jest reabsorbowana w trakcie reakcji chemicznych procesu rozkładu. A zatem tlen zawarty w powietrzu pochodzi z części roślinnych, które nie uległy procesowi rozpadu: z roślin zielonych, materii organicznej zawartej w morzach i glebie, z torfowisk, pól naftowych i pokładów węgla. Jednak to rośliny są prawdziwym kluczem do utrzymania życia na naszej planecie. Wychwytują energię słoneczną i stają się pokarmem dla zwierząt (a te z kolei dla innych zwierząt), zapoczątkowując w ten sposób łańcuch pokarmowy. Rośliny i? „wzrok" W roślinach istnieją czułe związki chemiczne, które nie biorą udziału w fotosyntezie, są natomiast czymś w rodzaju zmysłu „wzroku". Na przykład fitochrom umożliwia roślinie odczuwanie związku pomiędzy światłem w paśmie czerwieni i dalekiej czerwieni, co równa się „postrzeganiu" sąsiadujących roślin. Receptorem światła wydaje się także ryboflawina, o czym 163 przekonują następujące eksperymenty: Jeśli na tkanki roślinne działa jodek potasu, następuje inaktywowanie ryboflawiny (lecz nie karotenu). W tym stanie roślina nie może reagować na światło. Podobnie jest z fitochromem. Pigmenty roślinne poddano wielu doświadczeniom, ale związek pomiędzy nimi a sposobem reakcji rośliny nie jest jasny. Tajemnicę „wzroku" roślin prawdopodobnie mogłaby wyjaśnić biologia molekularna. Ryboflawina ma związek z życiem człowieka. Początkowo określano ją jako witaminę B, która okazała się niezbędna dla zdrowia ludzi. Jej brak w diecie wiąże się z zaburzeniem funkcjonowania wzroku. Mogą wtedy występować dolegliwości, takie jak zaczerwienie, swędzenie i bolesność, a także schorzenie zwane kataraktą. Brak należytej ilości ryboflawiny wywołuje też brak tolerancji dla jaskrawego oświetlenia, a nawet dla normalnego, naturalnego światła. Tak więc, pomiędzy wzrokiem człowieka a „widzeniem" u roślin występuje dość interesująca zbieżność, świadcząca o uniwersalizmie funkcjonowania niektórych zmysłów. A ograniczanie pojęcia percepcji do świata zwierzęcego traci po prostu sens. Kiedy „starzenie się" wspiera życie Jesienią w lasach liściastych następuje proces zrzucania liści, które przyjmuj ą barwę płomienistoczerwoną, rdzawą i żółtą. Fenomen ten jest powszechnie uznawany za pozbywanie się liści obumarłych. Uczono nas, że głównym celem tego procesu jest umożliwienie drzewom łatwiejszego przetrwania zimy. Określając to precyzyjniej, zalety zrzucania liści przez drzewa, to: a) Pozbywanie się obumarłych liści. b) Oczyszczenie rośliny z liści chorych, uszkodzonych itp. c) Pozbywacie się zbędnej zielonej masy, która nadmiernie obciąża drzewo. d) Pozbywanie się masy zielonej u drzew zmieniających liście. e) Ułatwianie krążenia w przyrodzie składników mineralnych. f) Ochrona drzewa, np. przez formowanie się blizn po liściach. g) Rozmnażanie wegetatywne z opadłych liści. h) Ułatwianie rozprzestrzeniania nasion przez zwierzęta, i) Zablokowanie kiełkowania nasion dzięki substancjom zawartym w opadłych liściach. Myślę, że te obiegowe opinie można podważyć. Wiadomo, że chore i zniszczone liście zrzucane są jeszcze przed nadejściem jesieni. Z drugiej 164 strony, zdrowe drzewa tracą liście równie często jak te, które doznały urazu lub są przeciążone. Proces jesiennego pozbywania się liści nie znajduje zadowalającego wyjaśnienia. Przygotowania do pory zimowej jako jednej z przyczyn nie można zaakceptować z dwóch powodów: a) Liście zrzucają także rośliny wiecznie zielone Powiada się, że istnieje różnica we wrażliwości pomiędzy roślinami liściastymi" i „iglastymi"; te ostatnie są rzekomo specjalnie przystosowane, by przetrwać zimę. Ale rośliny wiecznie zielone także zrzucają liście. Aby się o tym przekonać, wystarczy w odpowiednim momencie stanąć pod takim drzewem. Na przykład wiecznie zielony ostrokrzew zrzuca liście w czasie swej „minijesieni", która przypada wiosną. Jeśli mimo fizjologicznych przystosowań, by znieść rygory zimy, rośliny te jednak zrzucają liście, zjawiskiem tym musi rządzić jakiś głębszy mechanizm. b) Podobne rośliny wykazują różne zachowanie się Niektóre blisko spokrewnione ze sobą gatunki roślin zrzucają liście w sposób typowy, inne zachowują się jak wiecznie zielone. Zjawisko to występuje np. u wiciokrzewu (rodzaj Lonicera). Nie można dostrzec jakiegoś dominującego impulsu, który skłania roślinę do zrzucenia liści w tym właśnie, a nie innym czasie. Przekonaliśmy się, że zachowanie się roślin jest bardziej złożone, niż mogłoby się to wydawać. To samo można powiedzieć o odpadaniu liści. Żółte jesienne liście w literaturze naukowej określane są często jako „starzejące się". Jak wiadomo starzenie się jest zwiastunem zbliżającej się śmierci. Jedną z oznak starości jest zwolnienie tempa metabolizmu, aż do całkowitego jego ustania. Jednakże, gdy spojrzymy, co dzieje się w organizmie rośliny, w czasie żółknienia liści, n i e stwierdzimy tego procesu. Wręcz przeciwnie, tempo metabolizmu rośnie. Aktywność w komórkach zmienia się, ale nie maleje. Wiele ważnych substancji, jak np. chlorofil, ulega rozłożeniu i przeniesieniu do innych części rośliny. Następuje gromadzenie składników wyjściowych dla procesów fizjologicznych, podczas gdy inne (często dające jaskrawe ubarwienie) są syntetyzowane w liściach. Do liści, które mająodpaść, napływają z rośliny składniki odpadkowe metabolizmu. W sposób dramatyczny zwiększa się tam poziom ciężkich metali (w niektórych przypadkach tysiąc razy) i innych materiałów toksycznych. 165 Nie jest to więc „starzenie się", lecz skoordynowany proces metaboliczny. Doskonale wiemy, że roślina posługuje się liśćmi do pochłaniania promieni słonecznych i parowania wody. Trzecim mechanizmem użytecznym dla rośliny jest pozbywanie się zbędnych produktów przemiany materii. Proponuję nowy termin: każdy liść jest ekskretoforem (przenosi wydaliny) i nośnikiem energii. Nie jest to po prostu obumierająca przed zimą część rośliny, ale zwiastun nowej aktywności, zbiornik, w którym roślina upakowuje, a później pozbywa się odpadków. Ponadto związki chemiczne zawarte w spadłym liściu mogąhamować kiełkowanie nasion, przeciwdziałając tym samym nadmiernemu zagęszczeniu roślin. Sątakże pożywką, na której rozwijają się grzyby i bakterie, które z kolei mogą roślinie dostarczyć cennych elementów pokarmowych. Rośliny mogą sygnalizować zmianę pogody i antycypować nadejście zimy. Czy mogą przewidywać mające nadejść zjawiska atmosferyczne? Tak głosi tzw. mądrość ludowa. Np. na wsi angielskiej uważano, że dąb (rodzaj Quercus) i jesion (Fraxinus), u których jednocześnie pojawiają się liście, mogą zapowiadać opady deszczu w czasie nadchodzącego lata. „Kiedy dąb jest przed jesionem, pożegnaj się z parasolem" - głosi pierwsza część porzekadła, podczas gdy druga ostrzega: „Kiedy jesion jest przed dębem, zatopienie prawie pewne". Inne przepowiednie utrzymują, że wiele można prognozować na podstawie faktów takich jak wzór, który na drzewie czy krzewie tworzą liście i owoce, oraz sposób gniazdowania ptaków. W moim osobistym mniemaniu pogląd, że przyroda może wieszczyć w sensie spirytualistycznym, jest po prostu śmieszny. Zwierzęta, a także rośliny reagują na podstawie doświadczeń z przeszłości. Na obserwacjach bliskiej przeszłości opiera się też w dużej mierze współczesne przewidywanie pogody. W prognozowaniu aury na najbliższy tydzień meteorologom przychodzi w sukurs skomplikowany system czujników umieszczonych na satelitach i w stacjach obserwacyjnych na ziemi (często położonych w trudno dostępnych miejscach). Zwierzęta i rośliny rzecz jasna nie mają takich możliwości, ale i one, dzięki doświadczeniom z przeszłości, mogą przygotować się na różne ewentualności. Jeśli późne i gorące lato w sposób istotny statystycznie wiąże się z krótką i mroźną zimą, także roślina tworząc owoce może „wziąć to pod uwagę". W ten sposób przyroda wysyła nam sygnały, które mówią o możliwej przyszłości. Wiele roślin wykazuje wrażliwość na długość dnia. Człowiek wykorzystuje to i „oszukuje" roślinę, każąc jej rosnąć w sztucznym świetle cieplarni. Tym samym, stymuluje roślinę, dowolnie regulując długość dnia świetlnego. Można także wykorzystać wrażliwość organizmów roślinnych na temperatu- 166 rę. Ochładzanie nasion, cebulek i innych części umożliwia nam przechowywanie i pobudzanie rośliny do wzrostu w odpowiednim dla nas czasie. Dzięki temu można np. uzyskać z cebulki kwiat w środku zimy. Już wyżej powiedziano, że zrzucanie liści nie jest poprzedzającym zimę „starzeniem się", lecz złożonym procesem przygotowania i magazynowania. Zachowanie to nie ma nic wspólnego z suszą czy brakami pokarmu. Liście zrzucają także rośliny wodne, które mają stały dostęp do substancji odżywczych. Tak samo zachowuje się drzewo palmowe (które gdyby zachowało swoje liście, mogłoby przechwycić znacznie więcej energii słonecznej), periodycznie pozbywające się zwojów liści w trakcie wzrostu, do momentu gdy na szczycie palmy nie pojawi się mała kiść. Wszystko to widzimy teraz w nowym świetle i interpretujemy w sposób inny od tradycyjnego. Myślę, że podobne znaczenie jak zrzucanie liści ma także przekwitanie kwiatów. Opadanie płatków kielicha i działek korony być może także oznacza uwalnianie rośliny ze zbędnych produktów metabolizmu w czasie rozmnażania. Płatki wielu roślin zawierają barwnikowe związki chemiczne, niewykluczone, że są one swoistymi „zbiornikami nieczystości". Należy zauważyć, że u roślin fenomen pozbywania się części ma miejsce zawsze po okresie wzmożonej aktywności i jest prawdopodobne, że należy on do porządku metabolizmu organizmu roślinnego. Opadłe liście (i inne części rośliny) są niezwykle ważne dla gleby. Niektóre związki chemiczne wypłukane do gleby hamują kiełkowanie roślin, inne powracajądo obiegu (np. związki azotowe) i dzięki glebowym mikroorganizmom rośliny mogąje ponownie wykorzystać. Proces ten człowiek może zastosować do oczyszczenia gleby ze związków toksycznych. Na przykład rośliny żyjące na terenach zanieczyszczonych, przed opadnięciem kumulują w swoich liściach metale. Zebranie opadłych liści jest więc tu jednocześnie usunięciem nagromadzonych w ciągu ubiegłego roku zanieczyszczeń metalami. Dzięki usuwaniu liści mielibyśmy więc jednocześnie i biooczyszczanie gleby, i odzyskanie metali, które można wtórnie wykorzystać. Skuteczność takiego działania potwierdziły już eksperymenty przeprowadzone we Francji i USA. Tak więc, gdy nadchodzi jesień nie patrzcie z wyższością na „upadek" roślinności. Nie jest prawdą, że drzewa przechodzą okres schyłkowy. Prawdą jest, że przygotowują się do zimy, o której „wiedzą", że nadejdzie. Następuje sortowanie i usuwanie do liści zbędnych substancji, w tym również metali. W liściach, z racji ich nowej funkcji, następuje ogromne nasilenie aktywności metabolicznej, a następnie dzięki nim szereg związków powraca do obiegu. Być może uda nam się wykorzystać to zjawisko do rewitalizacji 167 terenów dotkniętych zanieczyszczeniami przemysłowymi. Póki co, patrzmy na naszych sąsiadów - rośliny - z szacunkiem i zrozumieniem. Wbrew pozorom wykazują one głęboką, biologiczną mądrość. Hormony roślin i zwierząt Jeśli fotoreceptory roślin do pewnego stopnia przypominają zmysły zwierząt, być może powinniśmy oczekiwać i innych podobieństw. Doskonale wiadomo, jaką wagę dla medycyny ludzkiej ma aspiryna. Ten związek chemiczny wykazuje działanie antygorączkowe i przeciwzapalne, redukuje ból i wpływa na krzepnięcie krwi. Zauważmy, że cztery niezwykle ważne funkcje środka medycznego skupia jeden związek. Gdyby aspirynę odkryto dziś, na pewno uznano by ją za farmaceutyczny przebój stulecia. Ale aspiryna nie jest nowym związkiem, lecz, rzec by można, pradawnym. Pod tym handlowym terminem kryje się kwas acetylosalicylowy, którego nazwa pochodzi od...wierzby (rodzaj Salix). Powinniśmy więc sobie zadać pytanie: jaką funkcję pełni kwas acetylosalicylowy w roślinie? Odpowiedź, że jest on produkowany dla potrzeb człowieka, można, rzecz jasna, uznać za żart. Na pewno pełni jakąś rolę, ale jaką? Obecnie staje się jasne, że aspiryna jest hormonem roślinnym. Na przykład reguluje ona temperaturę u pałczychy kroplistej, kiedy roślina ogrzewa się wraz z dojrzewaniem. Aż pięciokrotnie wzrasta poziom aspiryny w tytoniu tuż po ataku wirusa mozaiki tytoniowej (TMV). Zanim w zaatakowanej przez wirus roślinie pojawią się charakterystyczne symptomy (wzór z jasnych kropek na liściach), mija zwykle nieco czasu. Ale bardzo wysoki poziom kwasu acetylosalicylowego sygnalizuje, że roślina jest chora. Także ogórek broni się przed grzybicą za pomocą aspiryny, a wiele roślin prawdopodobnie „używa" jej jako środka antystresowego, gdy jakiś czynnik środowiskowy zagraża ich przeżyciu. W organizmie zwierząt aspiryna wchodzi w interakcje z prostaglandynami. Te substancje hormonalne, wpływające na metabolizm i utrzymanie zdrowia, stwierdzono także u roślin. Z roślin otrzymano wiele leków, znajdujących zastosowanie w medycynie ludzkiej i weterynaryjnej. Steroidy po raz pierwszy uzyskano z jamsu. Ekstrakt z tej rośliny egzotycznej stanowił podstawę do produkcji pigułek antykoncepcyjnych. Jednak tylko nieliczni zwrócili uwagę na fakt, że jams był już od dawna konsumowany przez autochtonicznych mieszkańców Ameryki Południowej. Co więcej, kobiety tych „prymitywnych" ludów doskonale znały właściwości rośliny, na którą nauka zachodnia „wpadła" po tysiącu lat. Niektóre inne rośliny pro- 168 dukująhormony działające także na zwierzęta. Na przykład koniczyna zawiera substancjęnaśladującąhormon estrogen i działającąjako naturalny środek antykoncepcyjny. 5-hydroksytryptamina, hormon lepiej znany pod nazwą serotonina, jest obecnie modnym środkiem uzupełniającym w tzw„zdrowym żywieniu. Pod względem budowy serotonina podobna jest do kwasu indolilooctowego, jednej z auksyn (hormonów wzrostowych rośliny). Auksyny, jako produkt komercyjny, uzyskuje się z serotoniny zawartej w moczu zwierząt. Kwas abscysynowy( AbA) j est najważniej szym hormonem roślin kwiatowych. Wpływa on na funkcjonowanie szparek oddechowych, pomaga w korygowaniu zaburzeń metabolicznych i jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na zrzucanie liści. Bardzo podobną do AbA cząsteczkę odnaleziono w mózgu ssaków. Nie wiemy, jaka jest jej rola u zwierząt, ale przeszczepiona do roślin zachowuje się jak hormon wzrostu. Podobnie jest z insuliną. Wiadomo, że jest ona produkowana przez maleńkie wysepki Langerhansa w trzustce. Inną formę insuliny odnajdowano w niewielkich ilościach w różnych organizmach, nawet w bakteriach. Tworząją także niektóre komórki mózgu. Pewien typ cząsteczki insuliny odnaleziono w roślinach, a niektóre eksperymenty wskazują, że może ona wpływać na wzrost organizmów roślinnych. Jak zobaczymy niżej, dotykanie i głaskanie rośliny wywiera wpływ na zahamowanie j ej wzrostu. To tak, j akby roślina, staj ąc się mniej sza, ale masywniej -szej budowy, przystosowywała się do silnych wiatrów. Nie ma tu znaczenia rodzaj stymulacji. Podobnie roślina reaguje na spryskanie wodą. Eksperymenty z gorczycą Arabidopsis wykazały, że gdy zostaje skropiona wodą, jej komórki zaczynaj ą wydzielać kalmodulinę. Ten mało znany hormon roślinny pełni szereg ważnych funkcji. Może przyjmować wiele form i wkażdej z nich występuje w innej roli. Kalmodulina wpływa na funkcjonowanie enzymów i na przepuszczalność błony komórkowej. Jej nazwa pochodzi od „modulowania wapnia" („Cal--modulin"), bo faktycznie umożliwia pochłanianie znacznej ilości jonów tego pierwiastka. Kalmodulinę odnaleziono także w komórkach zwierzęcych, a receptor tego związku znajduje się w naszych mózgach. Stajemy tu wobec faktu, że niemal identyczne cząsteczki związków chemicznych występująu roślin i zwierząt. Mogą one pełnić różne funkcje, ale ich wspólne pochodzenie zdaje sienie ulegać kwestii. Być może biologicznie jesteśmy bliżej roślin, niż sądzimy. Prawda ludowa i prawda naukowa Wiele spośród odkryć właściwości roślin pomaga wyjaśnić to, co wiadomo już od dawna. Powiadano np., że cięte kwiaty lepiej zachowują się 169 w wazonie, gdy w wodzie rozpuścimy aspirynę. Obecnie rozumiemy to doskonale, jeśli uświadomimy sobie, że aspiryna mobilizuje organizm do obrony przeciw infekcji. Ponadto, dzięki zamykaniu szparek oddechowych aspiryna pomaga roślinie zachować wodę. Wpływa także na wzrost liści. Aspiryna jest więc doskonałym lekiem i dla człowieka, i dla roślin. A co ze szczawiem (Rumex) tradycyjnie stosowanym do leczenia poparzeń spowodowanych pokrzywą (Urticdfl Parzące włoski pokrzywy zawierają kwas mrówkowy, ale to nie on wywołuje długotrwałe palenie i swędzenie. Substancje chemiczne, które wywołująte odczucia, to histamina, acetylocholina (jeden z neurotransmiterów) i serotonina (substancja funkcjonująca także w układzie nerwowym). W szczawiu natomiast znajduje się substancja, która blokuje działanie serotoniny. Tak więc zalecane przez zielarzy pocieranie szczawiem miejsca poparzonego przez pokrzywę, ma swoje naukowe uzasadnienie. Inny tradycyjny pogląd głosi, że orzech będzie lepiej owocować, gdy w pień tej rośliny będzie się uderzać laską. Stare porzekadło powiada: „Im więcej bijemy żonę, psa i orzech, tym stają się one lepsze". Chociaż zalecenia dotyczące żony i psa są barbarzyńskim nonsensem, to w przypadku orzecha mogą być one prawdziwe. Sformułowałem hipotezę, że wstrząsy przechodzące wzdłuż pnia w wyniku uderzeń mogą powodować uszkodzenie delikatnych kapilar, którymi woda zasysana jest w górę pnia. Wskutek działania ciśnienia atmosferycznego woda może być zassana w pniu na wysokość do 10 m. Proces zasysania dzięki parowaniu z liści (i ciśnieniu z korzeni) sprawia, że woda jest nieustannie tłoczona do góry. Uderzanie w pień powoduje zakłócenie tego systemu i wywołuje stan zagrożenia. Odpowiedzią na to jest wzmożone owocowanie rośliny. Takie może być naukowe wytłumaczenie tego utrwalonego przez tradycję poglądu. Nawet jeśli moja teoria nie da się obronić, roślina ma do dyspozycji jeszcze inne mechanizmy, którymi może odpowiedzieć na atak. Pod wpływem uderzeń sąbyć może wyzwalane hormony lub inne substancje stymulujące orzech do produkcji dodatkowych owoców. Jednak z moich obserwacji wynika generalna zasada, że roślina obficiej owocuje, gdy jest zagrożona, czy to przez uszkodzenie korzenia, czy przez kaprysy aury, czy wreszcie (czemu nie?) na skutek uderzania. Gdyby roślina była tylko czystym automatem, należałoby się spodziewać, że czynnik uszkadzający czy zagrażający spowoduje raczej zmniejszenie owocowania. W rzeczywistości rośliny reagują na bodźce w sposób bardziej złożony. A co można powiedzieć o wpływie ludzkiego głosu na roślinę? Czy ma ona swoisty zmysł „słuchu"? To trudny problem, a wiemy jeszcze zbyt mało, 170 by dać zadowalającą odpowiedź. Jednak do swojego metabolizmu roślina wymaga dwutlenku węgla (CO2), a my z każdym wydechem wydalamy ten właśnie związek. Zawartość dwutlenku węgla w powietrzu jest niezwykle mała. W przybliżeniu, 1/5 powietrza stanowi tlen i 3/5 azot. Na trzecim miejscu znajduje się argon, gaz używany w lampach elektrycznych, o którym wiele osób zapewne nie słyszało. W powietrzu jest ponad 300 razy więcej argonu niż dwutlenku węgla. CO2 jest gazem bardzo rzadko spotykanym w atmosferze: na 3000 części objętościowych znajduje się tylko w jednej z nich. Tak więc, dla roślin fakt, że człowiek wydycha w ich kierunku tak rzadki w atmosferze rarytas — dwutlenek węgla — jest prawdziwym „darem niebios". W wydychanym przez nas powietrzu znajduje się 4% CO2, tzn. ponad tysiąc razy więcej niż w powietrzu. Oczywiście może to wpłynąć pozytywnie na wzrost rośliny. Ale mówiąc, tworzymy także wibracje. Jak wiadomo rośliny reagują na szereg bodźców mechanicznych (dotykanie, głaskanie itd.) i być może dotyczy to także fal dźwiękowych. Przechodząc przez tkanki roślinne, mogłyby one wywołać reakcję hormonalną. W tej chwili to tylko moja spekulacja, należy poczekać na wyniki badań. Osobom, które przemawiają do roślin, mogę powiedzieć tylko jedno: postępujcie tak dalej. Roślina korzysta ze zwiększonej dawki dwutlenku węgla, a poza tym być może rozpoznaje wibrację waszego głosu i dzięki temu ten kontakt staje się bardziej „intymny" (ze wszystkimi pozytywnymi skutkami dla rośliny). Inne rozpowszechnione przekonania, dotyczące roślin, są mniej uzasadnione. Istnieje obecnie moda na tworzenie odmian roślin uprawnych, które są odporne na choroby i działanie szkodników. Zamiast rozpylać środki owadobójcze i grzybobójcze, uważa się, że bezpieczniej jest uzyskać odmiany roślin, które w sposób „naturalny" bronią się same. Niektóre z nich czynią to za pomocą delikatnych włosków, uniemożliwiających zbliżenie się owada, inne wydzielają substancje odstraszające. Warto zauważyć, że u odmian, o których mówimy, wydzielanie trujących substancji nie nastąpiło na życzenie człowieka; po prostu maj ą one ich więcej. Na przykład maniok (z którego uzyskuje się tzw. tapiokę) jest w krajach tropikalnych rośliną uprawną o ogromnym znaczeniu. Może żyć w gruncie przez długi czas, stanowiąc bardzo ważną rezerwę pokarmową dla ludzi, gdy brak żywności. Maniokiem gorzkim nie interesują się szkodniki, gdyż jego bulwy zawierajątrujące związki kwasu pruskiego. Odpowiednie przygotowanie (krojenie i gotowanie we wrzątku) eliminuje trujące składniki, dla człowieka nie ma więc groźby zatrucia. Wydaje się, że stosowane z umiarem pestycydy sztuczne są mniej niebezpieczne w porównaniu z naturalnymi truciznami, którymi dysponuje roślina: 171 a) Stosuje sieje tylko w sytuacji lub okresie podwyższonego ryzyka. b) Lepiej znamy ich skład chemiczny i działanie. Istnieją dowody na to, że związki chemiczne występujące w tkankach szeregu roślin żyjących w naturze, stanowią zagrożenie dla życia zwierząt. Szalone krowy i zdrowe rośliny Jak się okazuje, jest wiele cech wspólnych w funkcjonowaniu organizmu rośliny i człowieka. Mają one zbliżone do naszych substancje biologicznie czynne, wysyłają sygnały podobne do występujących u człowieka impulsów nerwowych, odpowiadają na bodźce zewnętrzne i doznają wyczerpania w wyniku powtarzania czynności. A jaki rośliny mogą mieć wpływ na nasze zdrowie? Czyniemająnp. związkuz nagłaśnianą przez media chorobą „szalonych krów"? Owszem, niewykluczone, że organizmy roślinne mogą odgrywać tu pewną rolę. Była już o tym mowa, że wiele roślin broni się przed wrogami, tworząc trujące związki. Należą do nich np. cyjanki, występujące obficie u roślin krzyżowych, których uprawa wzrosła od połowy lat 80. W o-statnich latach gatunki z rodziny krzyżowych w znacznym stopniu wzbogaciły paszę zwierząt, wzrosła także uprawa rzepaku na olej. W tym samym okresie w Wielkiej Brytanii na paszę dla bydła przeznaczano maniok, który zresztą stosowano także dla powiększania objętości niektórych produktów typu „fast food". Szkodliwy wpływ roślin krzyżowych na organizm zwierząt nie ulega kwestii. Owce, które zabrano z pastwisk i przestawiono na dietę składającą się z tych roślin, pod wpływem zawartych w nich cyjanków zapadająna „chorobę kapustną" (ang. kale disease). W opisie sekcji padłych zwierząt znajduje się uwagi o „gąbczastym wyglądzie białej substancji mózgu". Sugeruje się, że są to zmiany zwłóknieniowe, przypominające znaną chorobę, atakującą układ nerwowy, tzw. scrapie (choroba „kłusowa"). Podobną chorobę -tropikalną ataksyjną neuropatię (TAN) — spotyka się u ludzi spożywających zbyt dużo manioku. Najwyraźniej i tu następuje zatrucie cyjankami. Zastosowanie różnych, potencjalnie szkodliwych półproduktów do wytwarzania artykułów spożywczych, stopniowo wzrasta. Na przykład różne tego typu składniki powszechnie dodaje się celem spulchniania produktów typu „fast--food". Już wysunięto hipotezę, że gąbczasta encefalopatia u bydła, a nawet choroba Creutzfeldta-Jacoba mogły być wywołane wcale nie zainfekowanym pokarmem pochodzenia zwierzęcego, lecz nadmiarem cyjanków w pokarmie. 172 I choć twierdzenie, że była to jedyna przyczyna choroby, byłoby przedwczesne, myślę, że możemy oczekiwać wykrycia bliskiego związku między stosowaniem jako pasz zbyt dużej ilości roślin krzyżowych a BSE. Dotychczas naj-ważniej szym argumentem przeciw tej hipotezie j est fakt, że choroba szalonych krów koncentruje siew Wielkiej Brytanii, podczas gdy szkodliwe dodatki i półprodukty, o których mowa, stosowane są na całym świecie. Wytwarzane przez rośliny substancje trujące (które są wykorzystywane w metabolizmie lub dla obrony przed szkodnikami i chorobami) mogą też być dla człowieka pożyteczne. Z roślin uzyskujemy szereg leków, choćby digoxin z naparstnicy Digitalis lanata. Działanie niezliczonych gatunków roślin na organizm człowieka pozostaje jednak jeszcze nie zbadane. Istnieje ogromne zapotrzebowanie na leczenie ziołami, chociaż stosunkowo mało pisze się o efektywności tego typu kuracji. Często słyszy się opinię, że medycyna niekonwencjonalna (w tym ziołolecznictwo) ma wymiar duchowy, który nie poddaje się ocenie według kryteriów naukowych. Bardzo w to wątpię. Gdy na początku 1997 roku przewodniczyłem pewnej konferencji dotyczącej medycyny niekonwencjonalnej, wypowiedziałem opinię, którą uznaję za sedno moich poglądów: „Wiele dzisiejszych leków wywodzi się z ziół: glikozydy z Digitalis, kurara z roślin występujących w basenie Amazonki, salicylaty z wierzby. Każdy z tych środków, testowany za pomocą konwencjonalnych, naukowych procedur, wykazałby skuteczność. Nadawanie środkom ziołowym jakiejś „duchowej mocy" jest zbędne. Jeśli skutecznie działają one na organizm, można to stwierdzić naukowo. Ziołowe leki przyszłości mogą być testowane podobnie, jak były wypróbowywane niezliczone ziołowe leki w przeszłości. Twierdzić inaczej - to pomniejszać znaczenie ważnej dyscypliny wiedzy i wprowadzać w błąd pacjentów" . Trudno rozproszyć aurę tajemniczości otaczającą zielarstwo, chyba że przyjmiemy do wiadomości pewne zasady wiążące nas ze światem roślin. Powyżej pokazano, że chemiczne związki roślinne działają także na organizm człowieka, a wiele substancji aktywnych jest podobnych u roślin i zwierząt. W gruncie rzeczy, jako żywe organizmy zachowujemy się podobnie jak rośliny. Do wyszukania pokarmu i wody potrzebne są nam organy zmysłów i musimy dbać o to, by równowaga naszego środowiska wewnętrznego nie uległa zakłóceniu. By osiągnąć ten sam cel roślina musi mieć stały dostęp do niezbędnej jej wody, a energię słoneczną wychwytuje w sposób niedościgniony przez człowieka. Czy rośliny wykazują emocje? Niektórzy twierdzą, że wyciągana z korzeniami czy przycinana roślina „krzyczy". Pewne badania zdają się wskazywać, że podłączona do czujnika roślina wysyła sygnały elektryczne, kiedy 173 obok zadaje się cierpienie zwierzęciu. Wcale bym się nie zdziwił, gdyby niektóre z tych twierdzeń okazały się prawdziwe. Wydaje mi się, że stanowczo nie doceniamy zdolności roślin do przetwarzania informacji. Lecz fakty pozostają faktami. Niestety, próby zweryfikowania wyżej wymienionych rewelacji poprzez powtarzalne eksperymenty, z zachowaniem rygorów naukowych, zakończyły się niepowodzeniem. Mam jednak nadzieję, że w przyszłości możemy jeszcze oczekiwać niejednej niespodzianki. Rozwiązanie problemu pyłków Mój pogląd na porozumiewanie się roślin jest odpowiedzią na pytanie: dlaczego u roślin kwiatowych występuj atak misternie rzeźbione ziarna pyłków? Są to spory, a większość spór ma powierzchnię rzeźbioną w podobny sposób. Na tej podstawie możemy na przykład zidentyfikować grzyby i paprocie. Ziarnka pyłków roślin kwiatowych są inne, każde ma niepowtarzalny i często bardzo złożony kształt powierzchni. Dlaczego tak się dzieje? Ziarnka pyłków są tak piękne, że gdyby były większe, z pewnością znaleźliby się ich kolekcjonerzy. Chociaż właściwie tacy kolekcjonerzy (z dużymi zbiorami) istnieją, a są to profesjonalni technicy mikroskopowi. Fotografie ukazujące powiększenie pyłków regularnie zdobywająteż nagrody na konkursach. Jedna z takich fotografii jest właśnie przede mną, na okładce czasopisma poświęconego technice mikroskopowej. Periodyk przysłano dziś rano, a fotografia przyciąga wzrok każdego, kto wchodzi do pokoju. Niezwykle złożona architektura sfotografowanego ziarna po prostu przeczy faktowi, że mamy przed sobą zwykły pyłek roślinny. Uznając, że pyłki to spory, trzeba dodać, że sąto spory odmienne niż u grzybów czy paproci, u których spory kiełkują w postaci nowych organizmów (jako przedrośle u paproci, nowa kolonia u grzybów itd.). U roślin kwiatowych pyłek działa jako komórka rozrodcza, która wysuwa łagiewkę pyłkową i przenika do zalążni. Jeśli pyłek jednej rośliny „zbłądzi" na słupek innego gatunku, do zapłodnienia nie dojdzie. System, który kieruje właściwym dopasowaniem pyłku do adresata, musi być inny, niż (spotykany u innych organizmów) oparty, powiedzmy, na zgodności cytoplazmy czy chromosomów. Trzeba pamiętać, że przeciętny słupek jest „oblężony" przez rozmaite pyłki. Mnogość ziaren, które jednocześnie usiłują przeniknąć do zalążni, praktycznie uniemożliwiłaby funkcjonowanie słupka. System zapylania za pośrednictwem owadów, w którym przenoszą one ziarna pyłku od jednej do drugiej rośliny tego samego gatunku, też nie j est niezawodny. Rośliny kwiatowe muszą dysponować j akąś metodą rozpo- 174 znawania i wyboru właściwych pyłków. W świecie zwierząt obserwujemy wiele mechanizmów doboru osobników określonego gatunku oparty na postrzeganiu (barwa ciała czy piór, rytuał godowy itd). Rośliny jednak są, jak wiadomo, pozbawione wzroku, muszą więc dawać sobie radę w inny sposób. Myślę, że zmienny u różnych gatunków profil drobiny pyłku jest właśnie tym mechanizmem, za pomocą którego słupek identyfikuje „przybysza". Rzeźba powierzchni pyłku jest tu odpowiednikiem barwy piór albo przebiegu rytuału godowego. Ptak dostrzega ubarwienie ewentualnego partnera wzrokiem, natomiast roślina wyczuwa drobinę pyłku słupkiem. Umożliwia to odnalezienie wśród wielu innych właściwego ziarnka. Tak więc rzeźba powierzchni pyłku może nie jest tylko fantazją przyrody. Jeśli przypuszczenie co do jej roli okazałoby się słuszne, oznaczałoby to, że nie tylko ludzie przy identyfikacji roślin kierują się wyglądem pyłku. Kwiaty robią to od milionów lat. Język roślin Rośliny mają rozbudowany „słownik" sygnałów i umieją adekwatnie odpowiadać na bodźce. Rośliny potrafią także odczytać oznaki zmian środowiskowych i — niejako przewidując — odpowiednio dostosować do tych zmian swój metabolizm. Wyczulone na wpływy z zewnątrz zmysły organizmów roślinnych są przyczyną doznań stresowych, których skutki roślina potrafi zresztą zneutralizować. Liście w gęstwinie roślin zmianą położenia reagują na oświetlenie, by przechwycić jak najwięcej energii słonecznej. Przypuszczalnie są one wyposażone w specyficzne czujniki świetlne, które funkcjonują niczym „oczy". Rejestrująnie tylko natężenie światła, ale również jego jakość, a przy tym same zużywają niewiele energii. Można powiedzieć, że rośliny w pewnym sensie „widzą barwy", ponieważ ich czujniki rejestrują ultrafiolet, barwę niebieską, czerwoną i daleką czerwień. Taka forma odbioru wrażeń daje już roślinie wgląd w to, co dzieje się w jej otoczeniu. Metabolizm, ekspresja genów (realizowanie założeń genetycznych) i wzrost tworzą u rośliny zintegrowany system odpowiedzi na bodźce. Tempo wzrostu regulowane jest stosunkiem światła czerwonego i dalekiej czerwieni. W pewnych warunkach roślina może ograniczyć tempo wzrostu, by przystosować się do warunków otoczenia. Zmiany liczby jonów wapnia wywołują też zmiany ekspresji genów modyfikujących tempo wzrostu. Oprócz jakości światła zwiastunem nadchodzących zmian może być dla rośliny wiatr. 175 Równocześnie system korzeniowy dostosowuje się do zasobności gleby (pobierając odpowiednią ilość składników odżywczych) i rozwija w kierunku, gdzie składników pokarmowych jest więcej. Korzeń kieruje się gradientem wilgotności, a także zmienia tempo wzrostu w zależności od obecności w sąsiedztwie innych korzeni. Innymi słowy, rozwój systemów korzeniowych odbywa się w taki sposób, by jak najlepiej zagospodarować istniejący pokarm i uniknąć „rywalizacji". Warto też wspomnieć o mikoryzie, symbiozie korzeni roślin z grzybami. Grzyby wykorzystują rozkładającą się materię, przekształcając ją w składniki odżywcze dostępne dla roślin. Wymiana między korzeniem a grzybami stwarza okazję do komunikacji i przesyłania sygnałów ostrzegawczych. Rośliny mają odpowiedniki niektórych zmysłów ludzkich: „wzrok", zmysł dotyku (niekiedy bardzo wyczulony), wyczuwają temperaturę i - dzięki grawitacji - nabiera dla nich znaczenia kierunek „góra-dół", a także „lewa-prawa" (u roślin pnących). Rośliny rozróżniają bodźce i w jakiś sposób je „zapamiętują", komunikują się ze sobąi współdziałają. Poziom rozwoju zdolności ich reagowania dokładnie odpowiada potrzebom określonego gatunku. Nie rozwinęły one typowego dla zwierząt układu nerwowego, bo prawdopodobnie nie było presji selekcyjnej w tym kierunku. Mimo to, wiedząc o roślinach to, co skrótowo naszkicowałem, trudno już patrzeć na nie jak na proste organizmy, bezwzględnie zdane na łaskę i niełaskę warunków otoczenia i reagujące na zasadzie „chemicznego automatu". Roślinom należy się z naszej strony szacunek. Są one podstawą naszej egzystencji i, co prawda dalekimi, ale jednak kuzynami. 6. Zmysły ud najstarszych form żywych Pierwszymi formami życia, które poj awiły się na Ziemi były mikroorganizmy . Są one zasadniczo niewidoczne dla naszego oka, lecz mimo to mają formy zmysłów pozwalające im zakwalifikować sytuację jako niebezpieczną bądź komfortową. Niektóre, mimo że zbudowane z jednej komórki, zaopatrzone są w struktury analogiczne do oka kręgowców. Spośród mikroorganizmów gołym okiem można dostrzec niektóre pierwotniaki, komórki glonów i grzybów. Ameba np. wygląda jak jasna plamka, mniejsza od znaku kropki w standardowym druku. Klasyfikacja tych najprostszych form żywych jest nieustannym źródłem sporów pomiędzy systematykami. Przekształcają oni i tworzą nowe rodziny, rodzaje i gatunki. Czytając ich prace odnosi się wrażenie, że działalność ta jest głównym celem nauki. My jednak musimy odnaleźć sposób właściwego zanalizowania istoty funkcjonowania tych organizmów, zamiast wtłaczać je w gorset tworzonych przez człowieka konwencji. Niektóre spośród mikroorganizmów (w tym mikroskopijne nicienie i spokrewnione z nimi wrotki) zbudowane są z wielu komórek, lecz w zasadzie też trudno obserwować je gołym okiem. Z kolei niektóre organizmy jednokomórkowe są większe, niż można by się tego spodziewać. Przedstawiciele rodziny tajemniczych glonów, syfonowców z rodziny Cauperlacae mają budowę jednokomórkową, a ich długość sięga kilku metrów. Ostatnio * Pojęciem „mikroorganizm" autor posługuje się, kwalifikując doń organizmy raczej według kryterium wielkości, a nie według systematyki (przyp. tłum.). 12 - Czujące istoty 1 / / w organizmie jednej z ryb odnaleziono bardzo duży mikrob, widoczny dla ludzkiego oka. Większość komórek zwierzęcych jest setki razy mniejsza. Jeszcze raz potwierdza się fakt, że przyroda łamie podręcznikowe zasady. W niniejszym rozdziale pominę wirusy, które nie zasługująna miano „organizmów" i trudno je uznać za „żywe". Wirusy nie rozmnażają się w biologicznym rozumieniu tego terminu, lecz przechodzą proces zwany replikacją. Wirus przejmuje kontrolę nad zaatakowaną komórką i zmusza ją do namnażania kolejnych wirusów. To nie życie, lecz zbrojna napaść i terror! Schorzenia — np. gąbczaste zwyrodnienie mózgu u bydła i chorobę Creutzfelda-Jacoba - wy-wołujątakże tzw. priony, białka pozbawione kwasów rybonukleinowych (RNA i DNA). Priony, które ostatnio przyciągają uwagę lekarzy, mają prostszą budowę niż wirusy. W ostatnich latach pojawiły się różne próby nazywania podstawowych grup żywych organizmów. Jednokomórkowce dzielą się zwykle na prokario-tyczne (komórki o prostej budowie i bez jądra) oraz eukariotyczne (komórka o złożonej budowie, z jądrem, mitochondrium i innymi organellami, znanymi u wielokomórkowców). Przedstawię tutaj listę najważniejszych mikroorganizmów, uwzględniając bardziej popularne nazwy. Bakterie Słysząc o bakteriach większość ludzi ma na myśli zarazki chorobotwórcze. Rzeczywiście, większość chorób wywołujących epidemie powodowana jest przez bakterie, np. tyfus, cholera, wąglik i gruźlica. Jednakże, podobnie jak w społeczeństwie ludzkim, liczba „złych" bakterii nie jest duża w porównaniu z „dobrymi". Bakterie chorobotwórcze określa się jako patogeny (z języka greckiego — "wywołujące choroby"). W artykule do czasopisma „Naturę" wprowadziłem termin „salugen" na określenie innych bakterii — przynoszących zdrowie organizmom, w których bytują. Do grupy tej należą np. bakterie spotykane w komórkach ciała niektórych owadów, bez których następuje zahamowanie wzrostu tych komórek. Inny przykład to przenikanie bakterii do korzeni roślin, co umożliwia im przetwarzanie pobranego z powietrza azotu. Bakterie powodują, że szereg pierwiastków powraca do obiegu; mogą także likwidować związki niebezpieczne dla człowieka, jak np. cyjanki. Niektóre bakterie mogą wytwarzać formy przetrwalnikowe, zabezpieczające je przed wysoką temperaturą i wysychaniem. Większość spośród tych mikroorganizmów preferuje środowisko alkaliczne i unika ostrego światła, chociaż niektóre mają fotoreceptory i pochłaniają energię słoneczną. Do grupy tej nie- 178 którzy systematycy włączaj ą sinice, które są glonami prokariotycznymi. Wymiary typowej bakterii to kilka tysięcznych milimetra; podaje sieje w mikrometrach (1 mikrometr = 0,000001 metra). Podczas, gdy typowa komórka ciała człowieka ma wielkość 15 mikrometrów, u bakterii wynosi on 2—3. Jednakże zróżnicowanie pod względem wielkości w świecie bakterii jest ogromne. W 1985 roku odkryto nawet gatunek—gigant, widoczny dla ludzkiego oka. Jest to Epulopiscium flshelsoni, odnalezione w przewodzie pokarmowym pokolca (ryby chirurga) Acanthurus nigrifuscus, zamieszkującego Morze Czerwone. Mikrob ten ma 600 mikrometrów (czyli niemal pół milimetra) długości i 80 mikrometrów szerokości. Pojedyncza bakteria tego gatunku jest więc wielkości włoska zarostu, który pozostaje w maszynce po porannym goleniu. Ponieważ Epulopiscium flshelsoni prawdopodobnie żyje tylko w organizmie ryb, badanie jej przysparza trudności. Absurdem musi być przypuszczenie, że bakterie mogą się porozumiewać za pomocą jakiegoś języka. Mają na to zbyt uproszczoną budowę. Jednak u bakterii występują pewne odpowiedniki zmysłów organizmów wyższych. Na przykład mają namiastkę smaku, a niektóre z nich także zmysł magnetyczny (w komórkach tych mikroorganizmów występuje żelazo). Dzięki temu bakterie mogą poruszać się w morzach strefy umiarkowanej wzdłuż linii sił pola magnetycznego, przemieszczają się także w płaszczyźnie pionowej. Wiele bakterii współpracuje z innymi organizmami i przystosowuje się do warunków otoczenia. U człowieka przechodzący przez kanał rodny noworodek zbiera na skórze bakterie pochodzące ze sromu matki. Wiele z tych mikroorganizmów to salugeny, które pomagają uodpornić dziecko na działanie zarazków chorobotwórczych świata zewnętrznego. Bakterie z rodzaju Rhizobium są niezwykle ważne dla rolnictwa. Wyczuwają obecność korzeni roślin strączkowych (fasola, groch itd.) i wnikają do nich. W rezultacie infekcji następuje wzrost brodawek korzeniowych, co wydaje się objawem choroby, tymczasem zmiany te są niezbędne dla zdrowia roślin. Znajdujące siew brodawkach bakterie wychwytują z powietrza azot i u-możliwiają roślinie wykorzystanie go do procesów metabolicznych. Od setek lat rolnicy wiedzą, że co kilka lat pole opłaca się obsiać koniczyną. Roślina ta (kilka gatunków z rodzaju Trifolium) ma brodawki korzeniowe i w okresie wzrostu, w ciągu jednego sezonu zaopatruje glebę w azot. Tę naturalną metodę wzbogacania gleby z powodzeniem stosowano, zanim nastała epoka środków chemicznych. Dziś posługuje sięniątzw. rolnictwo ekologiczne. Pewną niedogodnością jest tu coroczne usuwanie pozostałych roślin, powodujące pogarszanie sięjakości gleby. W środowisku naturalnym obumierająca roślinność rozkłada się i uwalnia pierwiastki dla następnych pokoleń. Tak czy owak warto 179 podkreślić, że bakterie, najmniejsze spośród znanych nauce organizmów, są w stanie wychwytywać azot z powietrza. Są to niemal doskonałe jednostki produkcyjne, które wytwarzają związki organiczne. W odróżnieniu od zaawansowanych technologicznie fabryk wymagają do produkcji znikomej ilości energii. Chociaż współczesna technologia stwarza duże możliwości rolnictwu, bakterie jako porównywalne „fabryki" są znacznie tańsze. Niektóre bakterie w okresie wzrostu tworzą przestrzenny układ, świadczący o istnieniu czegoś na kształt zmysłu położenia czy orientacji. Inne skupiają się tworząc kolonie. Żyjące w glebie mikroorganizmy z rodzaju Chon-dromyces od czasu do czasu wchodzą w fazę mnożenia się. Wtedy skupiają się, tworząc okrągłe „ciało" i zaczynają zachowywać się jak jeden organizm. Komórki „wspinają się" na siebie, tworząc rozgałęzioną przestrzenną strukturę, na krańcach której powstają spory. Zarodniki te, rozpraszane przez wiatr, przenoszą bakterię na odległe tereny. Inne bakterie mają zdolność wybierania przedstawicieli tego samego gatunku, lecz odmiennej płci. Dwa szczepy (tradycyjnie określane jako „+" i „-", nie zaś jako samiec i samica) przesyłają sobie sygnały. Jeśli stwierdzona zostanie zgodność seksualna, komórki „męska" i „żeńska", płyną razem i łączą się. Komórka „+" („męska") tworzy rodzaj rurki, którą łączy się z „partnerką" „—" Dzięki temu połączeniu komórki mogą wymieniać materiał genetyczny. W wyniku transferu genów powstają nowe szczepy patogenów. Na przykład Escherichia coli (normalnie spotykana w dużej liczbie w jelicie grubym człowieka) wytworzyła typ 0157, wywołujący ostrą, coraz częściej pojawiającą się, dyzenterię u bydła. Szczep powstał w 1982 roku na skutek pozyskania przez E. coli dwóch genów od bakterii dyzenterii. Dzięki temu względnie nieszkodliwy mikrob zdobył możliwość tworzenia silnej toksyny, która niszczy tkanki ciała. Choroba wywołana przez typ 0157 jest wyjątkowo przykra i kończy się śmiercią zwierzęcia. Rozmnażanie płciowe występuje u bakterii powszechnie. Wiadomo, że wiele mikrobów przekazuje organizmom potomnym swoją odporność na antybiotyki. I tak, wspomniana już wyżej E. coli jest normalnie mikroorganizmem nieszkodliwym dla człowieka. Ta licznie występująca w jelicie grubym bakteria stała się przedmiotem intensywnych badań. Jej komórki chętnie łączą się z innymi w celu koniugacji, a także ponieważ kolonia tworzy określony wzorzec. Jeśli kultura i?, co/z'przebywa na pożywce zawierającej związki niezbędne dla procesów biochemicznych, komórki mikrobu poruszają się w dającym się przewidzieć porządku. Do odnajdywania się i płynięcia w o-kreślonym porządku komórki są stymulowane przez związki chemiczne, takie jak bursztyniany czy fumarany. Ruch bakterii E. coli jest prawdziwym pływaniem synchronicznym w mikroskali. Jest to ruch bardzo szybki: do 20 180 razy długości ciała na sekundę. Gdyby przełożyć to na warunki świata człowieka, byłaby to szybkość pływaka o wysokości 183 cm, który pokonuje dystans z prędkością 36,6 m/sek, co jest wielkością zawrotną. Niektóre szczepy E. coli nie zdradzają reakcji na specyficzne związki, np. jeden z nich jest „ślepy" na aminokwas serynę. W kolonii bakteria ta tworzy piękny, gwiaździsty wzorzec. Dwadzieścia lat temu pisałem o możliwych formach komunikowania się mikroorganizmów. Wtedy idea jakiegoś „języka bakterii" wydawała się zdecydowanie na wyrost. Taka jest i obecnie, ale coraz lepiej rozumiemy, w jaki sposób może dochodzić do skutku komunikacja między komórkami drobnoustrojów. Przyczyniła się do tego biologia molekularna i j est to wielki wkład dyscypliny redukcjonistycznej do holistycznego ujęcia nauki organicystycznej. Od dziesiątków lat wiemy, że istnieją tzw. bakteriocyny, związki chemiczne, które bakteria może kierować do innych komórek celem ich zniszczenia. Związki te przylegajądo ściany komórkowej, przebijająsięprzezbłonęi niszczą komórkę. Obecnie znamy wiele takich związków, wykorzystywanych przez bakterie do różnych celów. Na przykład dzięki „wojnie chemicznej" drobnoustroje „ustanawiają swoje terytoria". W mieszanych koloniach bakterie utrzymują swoją pozycję dzięki niszczeniu sąsiadów. Systematyczne badanie takich kolonii szybko mówi nam, które mikroby przeżyły, a które wyginęły. Znikają zawsze te, które nie mają efektywnych bakteriocyn. Ale oprócz niszczącej broni (która stanowi spuściznę XX wieku, opętanego przemocą, zdobywaniem i zabijaniem wroga) bakterie wysyłają do swych sąsiadów także bardziej „pokojowe" komunikaty. Umożliwia im to np. rozpraszanie się, by uniknąć konkurencji przy niewielkiej ilości pokarmu, lub grupowanie się (dobrym przykładem jest wcześniej opisany Chondromyces). Interesujące zjawisko można zaobserwować u pałeczko-watego Bacillus subtilis (jeden z pierwszych, hodowanych przeze mnie drobnoustrojów). W reprodukcji tego mikrobu występuje czasem faza podziału na komórki potomne różnej wielkości. Kiedy tak się dzieje, większa komórka pochłania mniejszą, a następnie tworzy twardą błonę komórkową i staje się sporą. Już choćby te fakty wskazują, że bakterie to nie zwykłe „fabryki podziałów komórkowych''. Chociaż wciąż jeszcze mało można powiedzieć o organellach zmysłowych u bakterii, wiemy przecież, że E. coli odróżnia związki chemiczne pożądane od niepożądanych. Ale w jaki sposób? By zidentyfikować „nos" bakterii, nieobojętne dla niej związki oznakowano koloidalnym złotem. Późniejsze badanie mikrograficzne wykazało, że cząsteczki złota gromadziły się w jednym końcu komórki. Był to rezultat zaskakujący. Dotąd przyjmowano, że organelle czuciowe bakterii są rozproszone i wykrywają związek chemiczny, 181 płynąc zgodnie z wzrastającym i malejącym stopniem stężenia. Obecnie wyszła na jaw prosta prawda: Escherichia coli ma swój własny „nos", i to podobnie jak u człowieka, usytuowany na końcu przedniej części ciała. Coś nie coś wiadomo też już o funkcjonowaniu „węchu" u tej bakterii. Zidentyfikowano białka, określane jako CheA i CheW, które wyzwalają cały łańcuch reakcji, umożliwiających komórce badanie otoczenia. Jak widać, nawet tak ewolucyjnie stary organizm jak bakteria jest bardziej wyrafinowany, niż można by się tego było spodziewać. Grzyby Grzyby odgrywają ogromną rolę w powracaniu pierwiastków do obiegu. Ich pokarm stanowi obumarła materia, którą zamieniają w specyficzne białko. Zwykle grzyby rosną w postaci długich i cienkich nici (tzw. strzępek), które formują grzybnię, przypominającą wyglądem wilgotną, surową bawełnę. U wielu mikroskopijnych gatunków na końcach nici produkowane są zarodniki. W dobrze znanych grzybach kapeluszowych splecione ze sobą strzępki tworzą owocnik, w którym powstają zarodniki. Jednak gatunki te trudno uznać za mikroorganizmy; dla obserwatora są dobrze widoczne i ma-j ą zwartą, zbitą budowę. Grzyby preferuj ą środowisko o lekko kwaśnym odczynie i rzadko kiedy rosną w pełnym świetle. W skład ściany ich komórek wchodzi chityna, której pewien wariant tworzy także pancerzyk owadów. Grzyby nie zamieszkuj ą wodnego środowiska mórz (owady zresztą też nie), natomiast współdziałają z innymi organizmami żywymi. Najbardziej znany efekt takiej współpracy nosi nazwę porostu. Ponieważ porosty są koloniami połączonych ze sobą grzybów i glonów, mogą one rosnąć nawet na całkowicie jałowych, skalistych terenach. W tym związku grzyby dostarczają niezbędnych pierwiastków pochodzących z rozkładu materii ożywionej, a glony wychwytują energię słoneczną. Inne powiązania grzybów poznano w mniejszym stopniu. Wiadomo, że od ich istnienia zależy byt całych grup roślin. W lesie grzyby wspierają korzenie drzew. Na przykład muchomory, które latem można zobaczyć w terenie zadrzewionym, są owocnikami takiej kolonii. Zarządzenia ograniczające zbieranie wielu spośród grzybów, tylko na pozór wydają się sensowne. Rozumie się, że chodzi o umożliwienie dojrzewania owocnika (dzięki któremu powstaną zarodniki utrzymujące trwanie gatunku). Jednak widziana przez nas forma muchomora jest jedynie jego znikomą częścią. Większą część grzyba stanowi masa strzępek, znajdująca się w glebie. W niektórych przypadkach grzyby wnikają do korzeni, co wygląda na pospolitą infekcję. Jednak zamiast szkodzić roślinie, grzyb dostarcza 182 korzeniom wolne pierwiastki. Związek pomiędzy korzeniem a grzybem to mikoryza (błędnie określana w niektórych książkach jako typ grzyba). Wiele roślin (np. liczne storczyki) poszukuje „grzybiego partnera" w okresie kiełkowania. W tym wypadku grzyb i nasienie przesyłają komunikaty, za pomocą których wzaj emnie koordynuj ą swój wzrost. Sposób, w j aki grzyby rosną razem, tworząc owocniki (muchomory natychmiast dają się poznać po kształcie i barwie kapelusza), świadczy o ich systemie komunikacji. Wchodzi tu w grę bardzo wysublimowana zdolność do koordynowania w czasie wzrostu złożonych form. Na razie system komunikacji grzybów jest nieznany i można tylko spekulować nad znaczeniem jego poznania dla człowieka. Glony Podobnie jak grzyby glony tworzą formy zarówno mikroskopowe, jaki większe. Do dużych glonów zalicza się morskie wodorosty, które mogą osiągać długość nawet kilku metrów. Mikroskopowe formy można napotkać wszędzie: zarówno w śniegu wyższych partii gór, jak i w oceanie. Typowy glon ma chlorofil lub inny fotosyntetyzujący pigment. U większości gatunków ściana komórki zbudowana jest z celulozy, lecz niektóre (np. okrzemki) tworzą „szklistą" błonę ze związków krzemu. U pewnych glonów występuje elastyczna błona komórkowa . Poruszają się one dzięki przypominającej biczyk wypustce. Zoolodzy często uznają takie organizmy za zwierzęta, a botanicy — z uwagi na obecność chlorofilu -upierają się, by zaliczać je do roślin. Z kolei bakteriolodzy (jak już wspomniano wyżej) często klasyfikują maleńkie glony z grupy sinic jako bakterie. Mikroskopijne glony pospolicie występująw wodach słodkich i mająróżne możliwości przystosowania się do warunków otoczenia, takich jak światło i wilgotność. Choć wiadomo, że wiele z nich dysponuje światłoczułą plamką o złożonej budowie, mało wiemy o innych możliwych „zmysłach". Pierwotniaki Pierwotniaki są mikroskopijnymi zwierzętami. Większość z nich można zobaczyć gołym okiem, a jeśli przyjrzymy się uważnie zawartości słoiczka z wodą pobraną ze stawu, możemy dostrzec, że niektóre z nich aktywnie sięporuszają. Najbardziej znanajest ameba, jednokomórkowy twór bez określonego kształtu ciała (i poruszający się właśnie dzięki zmianie owego kształtu), żyjący na powierzchni mułu. Inne pierwotniaki poruszają się dzięki pojedynczej witce lub dzięki pokrywającym ciało rzęskom, ruszając się w tak skoordynowany sposób jak łan zboża pod wpływem wiatru. W odróżnieniu 183 od raczej „osiadłych" glonów (które mogą syntetyzować niezbędne do życia substancje, pierwotniaki są w ciągłym ruchu. Obdarzone są odpowiednikami zmysłów - między innymi wzroku. Inne mikroorganizmy W słodkiej wodzie i glebie występuje wiele wrotków i maleńkich nicieni. Prawdopodobnie nicienie stanowią największą grupę organizmów wielokomórkowych. Roi się od nich w glebie i piasku wybrzeża morza. Istnieje powiedzenie, że gdyby z ziemskiego globu usunąć minerały i wszelkie formy życia poza nicieniami, to te ostatnie utrzymałyby Ziemię w odpowiednim kształcie. Nie można wykluczyć, że wśród zwierząt, które określamy jako nicienie, są jakieś nie odkryte jeszcze grupy organizmów. Niektóre gatunki nicieni mogą przybierać duże rozmiary, np. pasożyty świń bywająwiększe od dżdżownicy. Do nicieni należą także atakujące dzieci owsiki. Wśród mniejszych gatunków występują takie, które atakujące uprawy polowe i ogrodowe. W jaki sposób dochodzi do interakcji między nicieniami i jak zdobywają pokarm, tego dokładnie nie wiemy. Wiadomo, że zarówno wrotki, jak maleńkie nicienie mają ciało i narządy zbudowane ze stałej liczby komórek. Wrotki poruszają się podobnie jak pijawki pełznącym ruchem, wspomagając ten ruch parzystymi „płetwami", składającymi się z ułożonych koliście rzęsek. Swoim wyglądem i działaniem organy te przypominają koła łopatkowe. Niedawno biolodzy zajmujący się ewolucjąpostawili pytanie: dlaczego przyroda nie wynalazła koła? Otóż wynalazła. U podstawy rzęski u bakterii znajduje się maleńki rotor, który powoduje ruch organizmu. Mechaniczne koła roweru i samochodu są dziełem inwencji człowieka, istoty biologicznej (a więc są w pewnym sensie produktami „naturalnymi"). Ale człowiek sam ma doskonalsze organiczne koła — własne nogi. Mają one „opony", czyli podeszwy, które regenerują się od wewnątrz. W porównaniu z naszymi kołami twory mechaniczne są dość prymitywne. Wymagają stałego specjalistycznego nadzoru i wymienia sieje ręcznie, Poza tym pojazdy kołowe nie mogą wchodzić po schodach i wspinać się na drzewa, a więc ograniczenie ich użycia jest znaczne. „Myśląca" ameba Zasadnicza prostota budowy ciała pierwotniaków jest w dużym stopniu myląca. Na przykład powiada się, że ameba jest bezkształtna, a nie jest to całkowita prawda. Nie ma dwóch identycznych ameb. Ten sam osobnik w dwóch 184 różnych sytuacj ach przybiera różny wygląd i nie będzie już wyglądał dokładnie tak samo w przyszłości. Jednakże istnieje pewien wzorzec, na podstawie którego można odróżnić jeden gatunek ameby od drugiego: jest to proporcja wielkości komórki i wypustek (nibynóżek). W szkole uczono nas, że zwierzę to jest w istocie bezkształtną grudką protoplazmy, przez cały dzień bezsensownie pełzającą w środowisku wodnym. Lecz przyjrzyjmy się amebie jeszcze raz dokładnie. Bezkształtna? Wyraźnie widać, że ma rozpoznawalny kształt, choć nie jest podobna do kwadratu czy gwiazdy. Bezsensownie pełznąca? Na pewno ameba porusza się w określonym celu. Za pomocą szkiełka stwórz rodzaj „ślepej uliczki" i obserwuj zachowanie się ameby pod mikroskopem. Wyraźnie widać ruch granulek jej ciała, wskazujący na odwracanie się zwierzęcia do momentu znalezienia wyjścia. Na podstawie obserwacji można powiedzieć, że ameba ma „głowę" i „ogon". Jeśli podasz jej cząsteczkę pokarmu, pierwotniak zbadają, po czym pochłonie i strawi wewnątrz jednokomórkowego ciała. Interesujące, że komórka ameby zbudowana jest z substancji rozpuszczalnych w wodzie, a jednak zwierzę to żyje w środowisku wodnym bez niebezpieczeństwa utraty kształtu czy składników chemicznych. Teoretycznie bowiem ameba powinna rozpuścić się i zniknąć. Można powiedzieć, że pewien rodzaj ameby człowiek nosi w swoim organizmie. Mało tego, jego życie zależy od niej. Mowa tu o krwinkach białych, z których wiele zachowuje siętakjakpierwotniakw stawie: pełznąw poszukiwaniu pokarmu. Jeśli napotkają bakterię, która dostała się do ustroju, np. z rodzaju Staphylococcus czy Streptococcus, zbierają się w miejscach obecności „pokarmu" i pochłaniają go. Zastanówmy się, co to zachowanie oznacza: białe krwinki mają zdolność wykrycia nieproszonego gościa, podążenia na spotkanie z nim, identyfikacji jako wroga, unieszkodliwienia i pochłonięcia. Gdyby krwinka biała była zwierzęciem, można by powiedzieć, że takie działania wymagają znacznej koordynacji czuciowej i ruchowej. Ame-boidalna krwinka „wie", kiedy i co należy robić, choć nie jest kontrolowana przez żaden hormon ani innego typu przekaźnik. Leukocyty stanowią system samosterowny. W walce z drobnoustrojami polegamy więc na komórkach przypominających skromną amebę z bajorka. Amebę, która ma jednak zmysły, pozwalające jej odnaleźć i zidentyfikować zdobycz. Długo, bardzo długo nie docenialiśmy tych „zdolności". Być może to właśnie podobieństwo ameby i leukocytu tłumaczy wybuch tzw. choroby legionistów. Wywołuje ją maleńka bakteria z rodzaju Le-gionella. Zwykle mikrob ten jest pasożytem żyjących w ciepłej wodzie ameb. Do organizmu ludzkiego dostał się za pośrednictwem zdobyczy cywilizacyjnych — sztucznej klimatyzacji lub publicznych łaźni. Przypuszczam, że 185 Legionella zidentyfikowała białe ciałka krwi jako swojego „gospodarza" -amebę. Normalnie bakteria żyła w swobodnie bytującym, jednokomórkowym organizmie zwierzęcym; teraz też opanowała autonomiczne komórki, tyle że istniejące wewnątrz większego organizmu. Badania ameby rzuciły światło na pochodzenie życia w wersji wielokomórkowej. W wilgotnej glebie terenu zalesionego żyją organizmy zwane mi-koamebami. Zwykle możemy je oglądać pod mikroskopem jako normalne jed-nokonórkowe ameby. Jednak w pewnym momencie cyklu poszczególnej mikoameby wszystko się zmienia. Wtedy do rozproszonych osobników dociera jakiś sygnał, który powoduje ich wzajemne przyciąganie i skupianie. Łączące się ze sobą mikoameby, jakby stapiają się w jeden organizm. Tworzy się promienista forma, z ramionami wyciągniętymi niczym u rozgwiazdy, przyciągającym pojedyncze jednokomórkowce do centrum. Następnie to zgrupowanie komórek formuje zaokrąglone, lśniące i półprzeźroczyste „ciało", przypominające kształtem ślimaka. „Głowa" unosi się ponad powierzchnią gruntu i stopione w j edno mikroorganizmy poruszaj ą się doskonale skoordynowanym ruchem. W końcu ten „superorganizm" znajduje dogodne miejsce do reprodukcji. Ruch do przodu zamiera. „Ciało" skręca się i zaczyna rosnąć ku górze. Pojedyncze komórki tłoczą się jedne na drugich i w efekcie kształtuje się struktura przypominająca wieżę, a na jej szczycie powstaje kulista narośl, której krawędzie sięgają poza kolumnę. Cały „superorganizm" przypomina teraz szpilkę krawiecką, wetkniętą w runo leśne. W tej sferycznej strukturze tworzą się zarodniki. W określonym czasie narośl uwalnia je, podobnie jak czyni to owoc-nik grzyba. Cóż to za cudowna sekwencja wydarzeń! Rozpoczyna się od odrębnych, jednokomórkowych mikroorganizmów, funkcjonujących tak jak zwykłe pierwotniaki. Następnie widzimy, jak z pojedynczych komórek formuje się jeden poruszający się stwór, wybierający stosowne miejsce do reprodukcji. W momencie kiedy połączone ze sobą maleńkie zwierzęta ponownie zmieniają konfigurację, rozpoczyna się faza tworzenia zarodników. Tym razem mikoameby zachowują się jak grzyb, wynoszący w górę sporangium i rozpylający zarodniki, by poczęte z nich mikroorganizmy rozpoczęły cykl od nowa. Widzimy tu też szereg rodzajów czynności. Dzięki zdolnościom zmysłowym pojedyncze mikroorganizmy zaspokajają swoje codzienne potrzeby. Ich grupa ma zdolność komunikowania się. Poszczególne mikoameby potrafią odbierać sygnały i reagować na nie we właściwym czasie. Kiedy łączą się w jedno „ciało", poruszają się we właściwym kierunku i zatrzymująsięw stosownym miejscu. Wreszcie, te niegdyś odrębne organizmy koordynują swoje ruchy by stworzyć „filar życia", ze szczytu którego wiatr rozwiewa zarodniki we wszystkie strony świata. 186 Aż się prosi, by u mikoameby uznać istnienie postrzegania zmysłowego i faktu przekazywania sygnałów umożliwiających koordynację dającej się zmierzyć aktywności. Mimo iż nie wiadomo, w jaki sposób taka koordynacja dochodzi do skutku. Mamy więc wersję ameby żyjącej w stawie jako jednokomórkowiec. Inne, ameboidalne struktury znajdują siew naszym ciele, poszukując droboustrojów zagrażających naszemu zdrowiu i życiu. Społeczności ameb ze ściółki lasu zlewają się w „nadorganizm zwierzęcy", który przekształca się w twór przypominający grzyb. Jak na prymitywny organizm, takie zróżnicowanie form to duży sukces ewolucyjny. Ponadto, te jednokomórkowce niektórymi umiejętnościami przewyższają człowieka. Pewne ich zdolności, np. dostosowanie tempa rozmnażania się do warunków pokarmowych i ograniczenie żerowania nawet w warunkach obfitości pokarmu, może warto byłoby skopiować. Inna zdolność ameb może być dla człowieka tylko marzeniem: jeśli pierwotniak odczuwa zagrożenie z zewnątrz, może zbudować rodzaj zapieczętowanej kapsuły, która mu pozwala długo przetrwać bez wody i pokarmu. Na pewno dla ludzi taki wynalazek byłby niezwykle cenny. Istnieją nawet ameby, które budują sobie „domki". Z fragmentów skał i piasku konstruują bardzo piękne sztuczne muszle, których struktura świadczy o precyzji działania. Każda z takich ameb dysponuje własnym „znakiem fabrycznym"— kształt muszli jest charakterystyczny dla określonego gatunku (a zatem stanowi też dogodny znak rozpoznawczy dla naukowców). Budowa „domku" świadczy o przejawach zdolności pierwotniaków, takich jakimi chlubią się ludzie. Społeczeństwa przeszłości pozostawiły po sobie kamienne monumenty, które traktujemy jako świadectwa wielkich umiejętności praprzodków. Żyjące dziś ameby budują własne „kamienne domki". Jakimi zmysłami posługują się w czasie tego zachowania się - nie wiemy; na ten temat możemy tylko spekulować. Jednak, jeśli człowiek pracujący jako budowniczy wykorzystuje swą praktyczną mądrość, inteligencję i zrozumienie natury rzeczy, nie będzie przesadą twierdzenie, że i ameba nie może być całkowicie pozbawiona zdolności do przetwarzania danych, jakie uzyskuje ze środowiska. Tego wymaga zarówno zdolność budowania schronienia, jak i wyczuwanie nadchodzącego niebezpieczeństwa. Grzyby i? światło Najbardziej wyrafinowanym zmysłem jest wzrok. Szczycimy się, że dzięki niemu rozpoznajemy u naszych bliskich trudno uchwytne zmiany 187 nastroju, orientujemy się, że rozmówca kłamie, rozpoznajemy z daleka gatunek ptaka i zachwycamy się gwiazdami na niebie. Z pewną wyższością ludzie spoglądają na psy i koty, wiedząc, że nie potrafią one widzieć barw i w takim stopniu jak człowiek rozróżniać detali przedmiotów. Z drugiej strony wiadomo jednak, że u pewnych zwierząt zdolności wzrokowe mogą być bardzo duże. Gołębia np. można wytresować tak, że z taśmy produkcyjnej wybiera tabletki o niewłaściwym kształcie. Jakiś rodzaj „wzroku" majątakże pojedyncze komórki-mikroorganizmy. Co prawda, trudno zlokalizować narząd widzenia u bakterii, bo prokarionty nie mają właściwej budowy komórkowej. Co innego eukarionty: proste „oczy" występują nawet u jednokomórkowych glonów i grzybów. U pewnych gatunków grzybów kluczową rolę w uwalnianiu zarodników odgrywa światło. Na przykład u dojrzałej do rozrodu kolonii Sordaria brak światła powoduje rozpylenie tylko niewielkiej liczby zarodników. Dwunastogodzinna ekspozycja grzyba na światło powoduje dynamiczny wzrost tempa tego procesu, które osiąga kulminację w połowie dnia, a później się obniża. Wygląda na to, że Sordaria ma jakiś sposób na rejestrację upływającego czasu. Krytycy mogliby powiedzieć, że istnieje tu znacznie prostsza zależność: wzrost liczby uwolnionych zarodników jest po prostu efektem działania światła, które przyśpiesza proces dojrzewania spór. Rozpylanie zarodników w czasie najgorętszych godzin dnia miałoby na celu maksymalizację ich rozpraszania. Zastrzeżenie to wydaje się logiczne, ale usuwa je zachowanie się innych grzybów. Np. u Apiosordaria verruculosa na maksimum uwalniania zarodników trzeba czekać przez 8-10 godzin ekspozycji grzyba na światło. U tego gatunku występuje regularny cykl aktywności: w ciągu 12-godzinnego dnia spory uwalniane są w stopniu minimalnym tuż po wschodzie słońca, a w stopniu maksymalnym - tuż przed zmrokiem. Interesujące, że cykl utrzymuje się mimo pozostawiania grzyba w całkowitej ciemności. Można więc tu mówić o swoistym zegarze biologicznym. U innych grup, np. Hypoxylon i Xylaria, nawet krótka ekspozycja na słabe światło powoduje zahamowanie rozpylania zarodników. Kultura Daldinia przetrzymywana przez długi czas w ciemności bardzo długo zachowuje 12-godzinny rytm uwalniana. Ekspozycja na ostre światło przez dwanaście godzin powoduje zahamowanie tego procesu, co następnie utrzymuje się przez przynajmniej tydzień ponownego pobytu w ciemności. Reakcj a grzybów zależy także od temperatury. Sphaerobolus rośnie w cieple (20° C) i rozpyla zarodniki w ciągu dnia; gdy jest utrzymywany w chłodniejszej temperaturze (10° C) zmienia rytm aktywności i uwalnia spory po zmroku. Grzyby mogą więc mieć zdolność dość elastycznego reagowania na warunki środowiska. 188 U niektórych gatunków można obserwować strukturę przypominającą prymitywne oko. Tak jak wiele innych grzybów o prostej budowie, Pilobo-lus tworzy zarodniki na końcu strzępki. Tak samo zachowuje się maleńka pleśń, którą widać na zastarzałym chlebie. Na końcu strzępki sporangiofor tworzy poduszeczkowatąkapsułę. Poniżej, strzępka pęcznieje formując kulistą strukturę, która działa jak soczewka, skupiająca światło ku podstawie. U nasady strzępki znajduje się pierścień o dużej zawartości karotenu; jest to receptor światła. Jeśli promienie słoneczne padają z boku, strzępka grzyba zwraca się czubkiem ku źródłu światła. Światło zostaje zogniskowane na karotenie, a pozycja strzępki zmienia siętak, by to ogniskowanie przebiegało jak najbardziej równomiernie. To, co przed chwilą opisałem, to w zasadniczym zarysie struktura ludzkiego oka. Grzyb ma więc odpowiednik soczewki i siatkówki, a wszystko to funkcjonuje w sposób skoordynowany w ramach jednej struktury - strzępki. Pilobolus żyje na odchodach zwierząt gospodarskich, a jego „oko" ma zastosowanie nie tylko w okresie dojrzewania zarodników. „Pseudosoczew-ka" stale pęcznieje, aż w końcu pęka, powodując wyrzucanie zarodników ze sporangiofora z szybkością do 50 km/godz. Zjawisko to wykorzystuje jako środek transportu pewien gatunek nicienia. Wsuwa się on między zarodniki i pozostaje do momentu, gdy wystrzeliwują one, niczym naboje z lufy karabinu. „Szybując" razem ze sporami, nicień przedostaje się na nowe tereny, czego nie mógłby osiągnąć innym sposobem. Grzyby jako mięsożercy Jak już wspominałem, chwytanie zwierząt w pułapki jest zdolnością rozpowszechnioną w świecie roślin. Umiejętność ta nie ogranicza się jednak do zaawansowanych ewolucyjnie roślin zielonych. Pułapki zastawiają nawet mikroskopijne grzyby. Można je bez trudu i w dużej liczbie znaleźć w obejściu gospodarstwa, w grudce ziemi lub kompostu. Drapieżne grzyby, które zdobywają żywy pokarm, znane są już od ponad stu lat. Pierwszy opis grzyba chwytającego w pułapkę zwierzę datuje sięnarok 1888. Ofiarami mikroskopijnych drapieżników padają najczęściej równie maleńkie nicienie, a także inne zwierzęta. Widziałem, jak w pułapkę grzybów wpadały wrotki, a sątak-że doniesienia o przypadkach upolowania ameb. Najprostszą pułapką, za pomocą której grzyby chwytają swoją zdobycz w glebie, jest kleista maź pokrywająca spory. Maź ta szybko przykleja się do mikroorganizmu. Zdarza się też, że ofiara zjada niebezpieczne zarodniki. 189 Wtedy w ciele żywiciela rozwijająsięnowe, przeźroczyste i delikatne strzępki. Grzyb rośnie, w miarę jak mikroorganizm obumiera, a kiedy ostatnia porcja „gospodarza" zostanie już skonsumowana, dla pasożyta rozpoczyna się faza reprodukcji. Tworzy się ogromna liczba kleistych zarodników, a gdy pojawia się dogodny obiekt żywiciel cykl rozpoczyna się na nowo. Inne grzyby unieruchamiają organizmy za pomocą substancji kleistej. Sąto normalne saprofity żerujące na szczątkach organicznych w glebie. Jednakże gatunki te wydzielają także specyficzną substancję, która je pokrywa. Czasem w pułapkę wpada ameba, często nicienie, które wijąc się wplątują pomiędzy kolejne cienkie strzępki. Wysiłek wkrótce wyczerpuje ofiarę, która ginie. Grzyb wypuszcza nowe delikatne strzępki, które przechodzą przez ciało zdobyczy, trawiąc ją od wewnątrz. Za pomocą bardzo dużego powiększenia mikroskopowego można obejrzeć, co dzieje się wewnątrz komórek grzyba. W momencie schwytania zdobyczy maleńkie granulki kierują się do punktu, gdzie znajduje się ofiara. W całej komórce coś wówczas wrze. Jeszcze inne słodko wodne gatunki grzybów wyspecjalizowały się w chwytaniu wrotków. Na rosnącej strzępce formują się wtedy specjalne wypustki, które działająjednocześnie jak przynęta i haczyk wędki rybackiej. Kiedy wrotek połyka wypustkę, traktując ją jako pokarm, nie może się już uwolnić. Delikatne odgałęzienia strzępki wnikają do ciała ofiary, trawiąc je i przesyłając substancje odżywcze do głównej części grzyba. W miarę jak wrotek zanika, grzyb się powiększa. Najdramatyczniejsze łowy mikroskopijnych myśliwych odbywają się za pomocą „lassa". Grzyby, które stosują tę strategię, żyją zwykle jako saprofity. Jednak, gdy pojawia się wyjątkowa obfitość nicieni, zmieniają swój sposób życia. Kiedy organizm grzyba wyczuwa obok siebie obecność robaków, tworzy na strzępce maleńkie pętle. Każda z nich składa się z trzech łączących się ze sobą komórek. W środowisku mocno ograniczającym ruchy, przepływające nicienie chętnie badają każdy otwór. Kiedy nicień znajduje się w pętli, komórki, które ją tworzą, nagle kurczą się, zmniejszając znacznie otwór i przechwy-tując zdobycz w twardym uścisku. Ofiara znajduje się w pułapce. Reagując na ograniczenie ruchów, nicień wije się gwałtownie, próbując się uwolnić. Próby te niemal zawsze okazują się bezskuteczne. W ułamku sekundy komórki pętli nadymają się jak poduszka powietrzna w samochodzie. Ofiara zwykle ginie z wyczerpania, a jeśli nie, zabija ją wrastający w jej ciało grzyb. Czasami jednak wyjątkowo silny osobnik uwalnia się z pętli i ucieka. Jest to jednak pyrru-sowe zwycięstwo. Fragmenty komórek pętli pozostają w ciele nicienia i po pewnym czasie przeradzają się w strzępkę. Wnika ona w ciało ofiary i rozpoczyna się proces stopniowego wyniszczania żywiciela. 190 Opisane zachowania wykazują najzwyklejsze grzyby. Są one tak małe, że nie zdajemy sobie nawet sprawy z ich obecności w stercie kompostu. Te mikroorganizmy potrafią jednak zastawiać pułapki na zwierzęta, a zabiciu i konsumpcji zdobyczy towarzyszy wzmożona aktywność wewnątrzkomórkowa. Złożoności i zróżnicowania tych procesów nie da się dostrzec gołym okiem. „Oczy" mikroorganizmów Wiele aktywnie poruszających się pierwotniaków ma plamki oczne. Jednym z najlepiej poznanych gatunków są eugleny (rodzaj Euglena), które żyją zarówno w wodach słodkich, jak i w morzach. Cechą tych mikroorganizmów jest obecność chloroplastów z chlorofilem, który pozwala im wychwytywać energię słoneczną. Z tego powodu eugleny często bywają zaliczane do glonów. My zakwalifikujemy je do pierwotniaków, bo szeregiem innych cech przypominają zwierzęta. Nie muszę dodawać, że z punktu widzenia samej eugleny problem konwencji ustanowionych przez człowieka ma całkowicie „akademicki" charakter. Ciało eugleny jest elastyczne, w trakcie ruchu skręca się i odkształca. Na małym dystansie organizm ten może pełznąć i wygląda wtedy jak ameba w elastycznym opakowaniu. Przez większość czasu pływa z szybkościąprze-wyższającą osiągnięcia olimpijczyków (w skali porównawczej rzecz jasna). Środkiem napędzającym eugleny jest wić, przypominająca bacik nitka znajduj ąca się w przedniej części ciała, która w czasie ruchu uderza w wodę. Fale wywołane ruchem wprawiają komórkę w rotację i popychają ją do przodu. Obok nasady witki znajduje się plamka oczna. Często można było spotkać twierdzenie, że jest to po prostu cząsteczka pigmentu, ale obserwacje pod mikroskopem elektronowym ujawniły bardziej intrygującą strukturę. Plamka oczna eugleny zbudowana jest z dwóch głównych części. Jedną z nich stanowi kielichowata siatkówka zbudowana z 40 maleńkich warstw pigmentu. Zidentyfikowano tu karoten i kilka innych związków pełniących funkcje fo-toreceptorów. Drugą część stanowi tzw. ciało paraflagellarne o krystalicznej strukturze, ukształtowane jak soczewka. Naukowcy opisują często orientację eugleny za pomocą tych struktur jako analogiczną do posługiwania się prymitywnymi urządzeniami elektronicznymi. Zacienienie części paraflagellarnej powoduje obrót komórki do momentu, aż owo zacienienie ustaje. Euglena byłaby tu więc prostą trój fazową komórką fotoelektryczną. Wyobraź sobie, że znalazłeś się nagle 191 w ciemnym pokoju i odwracasz się, by spojrzeć przez okno. Już widzę, jak naukowiec komentuje to w następujący sposób: „Jeśli soczewka oka ludzkiego zostaje zacieniona, ciało człowieka obraca się dopóki zacienienie nie zaniknie". Cóż za przemyślność! Można by równie dobrze powiedzieć, że euglena odwraca się do momentu, aż może zobaczyć, dokąd ma się udać. Jestem świadom pułapki antropomorfizmu, w którą wpadają ludzie wygłaszający podobne opinie. Jednakże trudno zaprzeczyć, że plamka oczna eugle-ny przypomina oko ludzkie (ma struktury odpowiadające soczewce i siatkówce). Nie chcę przez to zabarwić tego opisu antropomorfizmem, chcę jedynie, by docenione zostały wewnętrzna złożoność i piękno budowy komórki u eugleny. Plamki oczne występują u najmniejszych, aktywnie poruszających się organizmów, między innymi u glonów, które muszą podążać w stronę światła. Nie oznacza to, że płyną one sztywnym torem w kierunku światła, gdyż, jeśli natężenie staje się dla nich trudne do zniesienia, lawirujątak, by znaleźć optymalne miejsce. Generalnie schemat budowy tego narządu jest podobny jak u eugleny. Najbardziej złożona forma, spotykana u bruzdnic (powodujących groźne dla bydła wykwity w wodzie) j est właściwie małym okiem (stąd łacińska nazwa „ocellus"). Plamki oczne u tych gatunków mają wyraźnie „optyczny" charakter, a planem budowy bardzo przypominają oko ludzkie. Pewien pomysłowy eksperyment pozwolił naukowcom zrozumieć, że jakiś rodzaj postrzegania mają mikroorganizmy uznawane dotąd za „ślepe". Zielenice z rodzaju Chlamydomonas są małymi pływającymi glonami, które mają bardziej „roślinny" charakter niż euglena (przede wszystkim z uwagi na bardziej sztywną ścianę komórkową). Poruszają się dzięki wiosłowaniu parzystą wicią, która znajduje się w przedniej części komórki. Plamka oczna, o budowie podobnej jak u eugleny, znajduje się z boku. Za jej pomocą zielenica nakierunkowuje się na światło i pozyskuje energię słoneczną. U jednej ze zmutowanych linii Chlamydomonas plamka oczna była pozbawiona pigmentu, co redukowało jej wrażliwość na światło. Poruszanie się „ślepego" glonu następowało niezależnie od kierunku padania światła. W pewnym eksperymencie do kultury Chlamydomonas dodano rodopsynę, u ssaków barwnik kluczowy dla zmysłu wzroku. Obecność rodopsyny spowodowała przywrócenie orientacji na światło. Osobniki zmutowane zaczęły poruszać się, tak jak ich „widzący" kuzyni. Takiej reakcji na dodanie pigmentu wzrokowego można się było spodziewać. Najważniejszy wniosek to fakt, że zdolność fotoreakcji u glonu została przywrócona dzięki dodatkowi barwnika zwierzęcego, a nie roślinnego. Przypomina nam to znów o uniwersalizmie bio- 192 chemii i o podobieństwach postrzegania zmysłowego u człowieka i jego maleńkich, dalekich krewniaków. Reakcjęna światło stwierdzono u wielu mikroorganizmów, choć u niektórych mechanizm fotodetekcji musi być jeszcze zbadany. U pospolitej ameby Amoeba proteus obserwujemy pełzanie w kierunku przeciwnym do promieni światła. Wiarygodność reakcji nie podlega dyskusji, choć do tej pory nie znaleziono u tego pierwotniaka żadnego pigmentu ani plamki ocznej. Najsilniej ameba reaguje na światło niebieskie, a czerwona część widma nie wywiera na nią większego wpływu. Najsilniejszą reakcjęna maleńką wiązkę niebieskiego światła stwierdzono tuż za przednią częścią, gdzie formują się „kroczące" nibynóżki (pseudopodia). Wiązka światła, skupiona na powierzchni ciała ameby czy też w środku komórki, nie powoduje reakcji. Wnętrze komórki ameby wypełnione jest przelewającą się ziarnistą cytoplazmą (zwaną endoplazmą), w której zanurzone jest jądro i organelle (wodniczki). W mi-tochondriach pierwotniaka odnaleziono ryboflawinę. Być może w ciele ameby zawarte są też cząsteczki innych barwników, które czekają na swojego odkrywcę. Jednym z najbardziej niezwykłych pływających pierwotniaków jest należący do orzęsków trębacz Stentor, kształtem przypominający prostą szeroką trąbę. Jest widoczny gołym okiem (wygląda jak zawieszona w wodzie kropka) i ma barwę niebieskawą lub liliową. Trębacz porusza się dzięki uderzeniom pokrywających go rzęsek. Skoordynowane ruchy rzęsek w jedną lub w drugą stronę pozwalają zwierzęciu uniknąć światła. Niektóre gatunki z rodzaju Stentor współżyją z maleńkimi glonami, którym zapewniają schronienie w zamian za pokarm (trębacz pożera część komórek glonów). Ta koegzystencja może w jakiejś mierze tłumaczyć, w jaki sposób w trakcie ewolucji kształtowały się bardziej złożone formy żywe. U trębaczy pozbawionych sym-biontów (organizmów współżyjących) powszechnie występują fotoreceptory z pigmentem. Światło jest dla trębacza zgubne. Wykazano, że gwałtowny rozbłysk może nawet go zabić. Aby dokładnie zbadać reakcję pierwotniaka, można posłużyć się subtelną metodą: w komórce zwierzęcia umieścić maleńką elektrodę, dzięki której odnotowuje się potencjał czynnościowy, gdy światło osiąga niebezpieczną granicę. W tym momencie komórka trębacza gwałtownie zmienia kształt z wydłużonego w okrągły. Jest to reakcja obronna. Między potencjałem spoczynkowym i czynnościowym występują jednak wartości pośrednie, które znaczą reakcje zwierzęcia narożne warunki oświetlenia. Trębacz wobec światła może wykazywać reakcję unikania. Potencjał wynosi wtedy ok. 50mV, a kierunek uderzeń rzęsków zmienia się, umożliwiając ruch wsteczny. Kiedy Stentor zostaje umieszczony w słabym roztworze 13 - Czujące istoty Yy J kofeiny, związki chemiczne wchodzące w skład jego fotoreceptorów ulegają inaktywacji i zwierzę przestaje reagować na światło. Z trębaczem spokrewniona jest Blepharisma, mająca podobne rozmiary, lecz pozbawiona otwartej gęby — wylotu „trąby". Z powodu obecności barwników fotoreceptorów Blepharisma jest różowa. Jasny rozbłysk może być dla tego mikroorganizmu zabójczy, a jednak Blepharisma zwykle nie ucieka od światła. W środowisku naturalnym pierwotniak ten zamieszkuje denną część stawu, gdzie pływa wśród szczątków liści. Często zapuszcza się do górnej warstwy wody. Reakcje na światło umożliwia mu związek, blefaryzmina. Jeśli barwnik ten pozyska inny orzęsek, pozbawiony fotoreceptorów pantofelek (rodzaj Paramecium), zyskuje on możliwość reakcji na światło. Pigmenty podobne do spotykanych u wyżej wymienionych rodzajów orzęsków stwierdza się także u organizmów roślinnych, np. u dziurawca (rodzaj Hypericum) i gryki (rodzaj Fagopyrum) Obydwie te rośliny mogą występować na pastwiskach. Farmerzy wiedzą, że bydło, które w czasie wypasu zjada duże ilości dziurawca, staje się tak wrażliwe na światło, że w krańcowych przypadkach może ono być dla zwierząt zabójcze. Pewien paradoks tkwi w fakcie, że to, co pracowicie badali specjaliści od protozoologii, od dawna znane było już rolnikom. A dzieje się tak wskutek sygnalizowanego już wyżej zjawiska występowania podobnych związków chemicznych w organizmach roślin i zwierząt. Przechwytywanie „oka" Orzęski, o których wspominano w poprzednich rozdziałach, są organizmami intrygującymi. Są wrażliwe na światło, odpowiednio się przemieszczają i regulują jego dopływ. W odróżnieniu od wiciowców orzęski nie mają jednak plamki ocznej. Chociaż jest jeden wyjątek, prowadzące „podwójne życie" Strombidium. Organizm ten bytuj e w stawkach tworzących się w przybrzeżnych szczelinach skalnych. W czasie przypływu, kiedy szczelina całkowicie wypełnia się wodą, Strombidium odpływa w dół ku dnu, w kierunku przeciwnym do światła. Tam tworzy osłonkę ochronną i formuje rodzaj cysty. Kiedy woda opada, proces ulega odwróceniu: komórka opuszcza cystę i przyciągnięta przez światło płynie ku górze. Strombidium jest maleńką, śliczną komórką o złożonej budowie. W przedniej jej części znajduje się organ służący do poruszania się i zdobywania pokarmu, a w endoplazmie znajduje się coś, co można uznać za maleńką plamkę oczną. Jak to się dziej e, że maj ą tylko j eden z orzęsków? Cierpliwy obserwator 194 może odkryć ten sekret. Dojrzała komórka Strombidium dobiera sobie sym-bionta w postaci maleńkiego glonu. Z czasem starzejąca się komórka glonu obumiera, pozostawiając po sobie swobodnie pływającąw endoplazmie plamkę oczną. Wskutek działania jakiegoś nieznanego mechanizmu plamka przepływa do przedniej części, gdzie wchodzi w skład „wyposażenia" komórki Strombidium. Okazuje się, że nawet wśród nie mających plamek ocznych orzęsków, można znaleźć pomysłowy sposób pozyskania „oka" od innego organizmu. Najbardziej złożone oko mikroorganizmu Bruzdnice należą do wiciowców o najbardziej złożonej budowie. Mówiłem już, że tworzą gęste wykwity w wodzie. W szklance wody można spotkać miliony komórek tych organizmów, a wiele z nich tworzy mocne, działające na układ nerwowy toksyny. Prawdopodobnie produkcja ta jest wynikiem metabolizmu komórek żyjących w warunkach nadmiernego zagęszczenia. Obecność związku chemicznego pierwotniaka, silnie działającego na nerwy ssaków, często przyjmowano ze zdumieniem. Ja natomiast znów odwołuję się do powracającego wątku książki: pomiędzy roślinami i zwierzętami więcej jest cech wspólnych, niż sądziliśmy. Myślę, że takich samych niespodzianek mogą nam dostarczyć glony. Jednym z najbardziej złożonych bruzdnic jest Erythropsis, rzadki i bardzo delikatny mikroorganizm, który spotkać można w głębi oceanów. Nie porusza się on za pomocą wici, lecz wyciągając kurczące się ramię („tłok"), którego używa zarazem do badania otoczenia i pełzania po mule. W środowisku, gdzie żyje Erythropsis, światło jest słabe, a musi on przecież TnzheiŁ pokarm. Dlatego u tego organizmu można już mówić o prymitywnym wzroku. Okrągły ocellus Erythropsisa jest duży w porównaniu z resztą ciała (cały mikroorganizm jest wielkości przekroju poprzecznego delikatnego włosa ludzkiego) i zawiera typowe dla ssaków struktury: rogówkę, soczewkę, tęczówkę (do regulowania natężenia napływającego światła) i siatkówkę. Jest nawet pewien odpowiednik nerwu wzrokowego — seria odchodzących od siatkówki delikatnych włókienek. Zastanówmy się przez chwilę. Oko ssaków zbudowane jest z ogromnej lizby komórek, z których każda pełni jakąś specyficzną funkcję. Wszystkie te komórki są precyzyjnie ułożone, tworząc gałkę oczną, z rogówką, czopkami i pręcikami. Nerw wzrokowy o tysiącach włókien przekazuje impulsy do mózgu, gdzie informacja ulega przetworzeniu i interpretacji. Erythropsis to jedna jedyna komórka. Zaglądasz do jej środka i co widzisz? Oko, które spogląda na ciebie. 195 Bakteria nawigator Chociaż większość bakterii nie reaguje na oświetlenie otoczenia, dwie rzadko spotykane grupy tych organizmów zaopatrzone są w barwnik, wychwytujący energię słoneczną. Oznacza to, że w stosownym czasie muszą znaleźć się we właściwym miejscu, a zatem muszą jakoś wykrywać zmianę oświetlenia. Halobakterie (bo o nich mowa) są ewolucyjnie bardzo stare. Ich wiek sięga początków kształtowania się życia na ziemi. Halobakterie zawierają purpurowy barwnik i spokrewnione są z organizmami wytwarzającymi metan. Klasyfikowane są w grupie, której już sama nazwa wskazuj e na wiek mikroorganizmów — Archebacteria. Halobakterie wciąż jeszcze żyją w wulkanicznych jeziorkach, bogatych w składniki mineralne. Zaopatrzone są w wici, które pozwalają im przemieszczać się do optymalnych warunków oświetlenia. Kiedy jest zbyt ciemno, płyną w kierunku światła, lecz gdy jest ono zbyt ostre, zmieniają kierunek i oddalają się na stosowną odległość. Tak więc mają one zdolność szukania korzystnych warunków, co jest typowe dla organizmów wyższych. Ale tu spotykamy pewną niespodziankę. Co jest fotorecepto-rem? Jakaś prymitywna forma chlorofilu lub bakteryjna odmiana karotenu, która ukształtowała się w pradawnych czasach? Okazuje się, że składnikiem tym u halobakterii jest rodopsyna. Jak o tym mówiłem, w rozdziale poświęconym zmysłom zwierząt wyższych, związek ten występuje w ich oku. Tak więc, badanie narządów zmysłów istot ożywionych, wskazuje na wielkie podobieństwo ich budowy. Niektóre bakterie, podobnie jak pewne kręgowce, potrafią reagować na zmiany pola magnetycznego ziemi. W organizmie tych bakterii syntetyzowany jest magnetyt (tlenek żelaza F3 O4), nazywany dawniej „żelazia-kiem magnetycznym". Maleńkie ilości magnetytu w komórkach bakterii pozwalają im pływać w wodzie wzdłuż linii magnetycznych i poruszać się w płaszczyźnie pionowej. Bakterie te spotykane są na obu półkulach (północnej i południowej), natomiast nie stwierdza się ich w rejonie równika, gdzie linie sił pola magnetycznego przebiegają równolegle do powierzchni ziemi. Wić, za pomocą której bakteria porusza się, została opisana już w XIX w. Jej struktura jest niezwykła — wić przypomina pleciony biczyk, składający się z dwóch warstw: rdzeń tworzą dwa włókna, a owija go jedenaście innych. W samym środku znajduje się struktura białkowa, stanowiąca trzon. Wić wywołuje ruch falowy, ale jednocześnie obraca się ona wokół własnej osi. Cały mechanizm działa jak molekularny motor, napędzający obrotowy ruch wici, która 196 porusza się w sposób skoordynowany, czego najlepszym dowodem jest fakt, że się nie zapętla. Wzorzec jej ruchu od czasu do czasu zmienia się. U Escheri-chia coli na jedną komórkę przypada zwykle około 6 wici. Zwykle osobniki tego gatunku poruszają się po linii prostej. Wszystkie wici pracują wtedy razem; każda z nich obraca się w kierunku wskazówek zegara. Ruch ten jest tak dobrze skoordynowany, że tworzy się jakby jednolita wiązka, popychająca komórkę do przodu. Kiedy bakteria zmienia kierunek, wiązka się rozdziela, a po-jedyncze wici wykręcają się i wstecznymi ruchami wyhamowują posuwanie się do przodu. Wtedy komórka czasem przez kilka chwil chaotycznie krąży w wodzie, najwyraźniej poszukuj ąc nowego kierunku. Wtedy wici, j ak poprzednio, poruszają się ruchem skoordynowanym. Niektóre sekrety tego złożonego zachowania się bakterii zostały już poznane. Dla fazy krążenia np. niezbędna jest metionina (jej brak w kulturze bakterii wywołuje załamanie normalnego zachowania się mikroorganizmu). Ważny jest także poziom jonów wapnia w komórce E. coli i niska koncentracja tych jonów w środowisku zewnętrznym bakterii. Kusząca mogłaby się wydawać hipoteza, że bakteria odnajduje kierunek, dzięki odmiennej zawartości jakiegoś składnika w różnych częściach błony komórkowej. Niestety, hipoteza ta jest nie do utrzymania. Komórki bakterii są niezwykle małe (wielkości kilku milionowych części metra), tak że 50 zmieściłoby się w przekroju ludzkiego włosa. Być może bakteria wyposażona jest w rodzaj pamięci, w której zmagazynowane są dane dotyczące składników chemicznych, porównywanych w czasie ruchu z otoczeniem. Gdyby tak było, związany z pamięcią mechanizm decyzyjny komórki bakterii musiałby otrzymywać dane dotyczące spadku lub wzrostu koncentracji składnika i znać moment, w którym należy zmienić kierunek. Być może zbyt lekkomyślnie określamy krążenie przed zmianą kierunku bakterii jako „chaotyczne". Niewykluczone, że takie ujęcie jest uproszczeniem, a bakteria potrzebuje przetworzenia większej liczby danych, zanim wybierze określony kierunek. Jak mikroorganizmy odnajdują pokarm? Pewne chińskie powiedzenie mówi: „Możesz przez wiele dni stać na zboczu z otwartymi ustami, zanim wpadnie ci jakaś kaczka". Jest to negatywna ocena nie tylko ludzi niewystarczająco aktywnych i operatywnych, którzy nie „pomagają" swoim planom, ale także lekcja dla interesujących się protozoologią. Zbyt często wyobrażamy sobie, że organizmy jednokomórkowe 197 poruszają się chaotycznie do momentu, aż przypadkiem natkną się na jakiś pokarm. Zdobywanie pokarmu miałoby więc tu charakter akcydentalny. Zapominamy, że w biologii spotykamy mnóstwo zachowań nakierowanych na cel. Badania nad amebą (Amoeba proteus) rzuciły światło na to, w jaki sposób pierwotniaki identyfikująi selekcjonująpokarm. W serii eksperymentów amebom podawano pożywienie o coraz prostszej budowie. Początkowo był to ich zwykły łup, orzęski z rodzaju Tetrahymena. W następnym doświadczeniu były to orzęski z usuniętymi rzęskami (nie mogły się poruszać). W kolejnym etapie za pokarm służyły komórki organizmów słodkowodnych jak stułbia (Hydra) i omułki. W finalnym teście fragmenty ciała stułbi były złożone w mikroskopijnych, perforowanych kapsułkach foliowych, co miało być rodzajem „sztucznej komórki". Stwierdzono, że ameby przyjmowały każdy rodzaj pokarmu, ignorowały natomiast puste kapsułki, a także kapsułki, w których białko zwierzęce zostało zdenaturowane (ścięte przez gotowanie). Najbardziej interesującym wariantem doświadczenia było eksperymentowanie z wypełnionymi kapsułkami o coraz mniejszych porach. Mniejsze otwory powodowały, że zawartość kapsułki była gorzej rozpoznawalna, co wyrażało się mniejszą ilością pobieranego pokarmu. Inne obserwacje ujawniły, że porcja pokarmu zjadanego przez amebę nigdy nie jest nadmiernie duża. Postawiony wobec wyjątkowej obfitości pokarmu pierwotniak, reagował rzadszym pobieraniem karmy. Wyglądało na to, że duża ilość pokarmu działa hamująco na apetyt ameby. Zależność ta jest zupełnie inna niż u większości ludzi, których zachowanie możemy obserwować w czasie przyjęć. Jasne jest, że ameba może wykryć obecność pożywienia dzięki czuciu zmysłowemu, ale oczywiste jest również, że reakcja pokarmowa nie ma charakteru automatycznego. Apetyt ameby jest w jakiś sposób ograniczany. Jednakże zwierzę to popełnia czasem błędy. Odnotowano przypadki, gdy pierwotniaki zjadały ziarnka piasku lub mikroskopijne kawałki tłuczonego szkła. Oddziałują tu jeszcze inne, subtelniejsze czynniki. Na przykład granulki pokarmu z ładunkiem dodatnim są chętnie wchłaniane, choćby granulki żywicy i naelektryzowane dodatnio ziarnka piasku. Przyciąganie do naładowanych dodatnio obiektów ma u ameby charakter automatyczny, by nie rzec „podświadomy". Jednakże postępowanie pierwotniaka wobec tych obiektów nie jest zachowaniem pokarmowym: ameba przepełza po nich i w trakcie ruchu pochłania je. Normalne trawienie pokarmu u tego pierwotniaka wygląda inaczej. Nie sądźcie, że obserwacje, w jaki sposób ameba zdobywa pokarm, to rodzaj igraszki naukowej. W rzeczywistości jedynie dotknęliśmy bardzo ważnego problemu. 198 • Jeśli to prawda, że reakcja ameby na pokarm ma charakter dwufazowy: mało pokarmu -jedzenie, obfitość - zahamowanie jedzenia, to w jaki sposób następuje „przełączanie" z jednej fazy na drugą? Jaki rodzaj zmysłu informuje amebę o różnicy ilości pokarmu w jej otoczeniu? • Jeżeli zdobycz pobudza A. proteus do jedzenia, dlaczego ewolucja komórki poszła w kierunku utraty tej zdolności? Czy substancja przyciągająca amebę jest koniecznym produktem normalnego metabolizmu? • A. proteus porusza się powoli i ospale. Jego zdobycz, orzęsek Tetrahymena, to niezwykle aktywny, szybko ruszający się pierwotniak. W jaki sposób delikatna ameba może poskromić tak bardzo żywotną ofiarę? Ostatni punkt to dla badaczy prawdziwa zagadka. Wiadomo, że wszystkie orzęski są organizmami aktywnymi, ale Tetrahymena wyjątkowo się pod tym względem wyróżnia. W stawie orzęsek ten porusza się szybkimi zrywami i często zmienia kierunek ruchu. A jednak w naczyniach z kulturami A. proteus i Tetrahymena wkrótce dochodzi do sytuacji „przesytu" ameb. W niektórych naczyniach pozostaje jeden orzęsek, w innych — po kilka. A w-szystko to się dzieje w ciągu pół godziny. Skuteczność łowiecka ameb jest po prostu doskonała. Badania ujawniły, że obecność orzęsków wpływa na wzrost szybkości ruchu komórek ameboidalnych. Środkiem informującym jest najprawdopodobniej zapach, gdyż dodanie do hodowli ameb płynu z kultury Tetrahymena powoduje wzrost aktywności drapieżników. Jeśli wyczuje ona bliską obecność orzęska, wyciąga w jego stronę nibynóżkę (pseudopodium). Końcówka niby-nóżki rozrzerza się i uwpukla tak, że może z dużym zapasem objąć komórkę orzęska. Po uchwyceniu zdobyczy końcówka nibynóżki zaciska się na ciele ofiary i ameba ją przyciąga. Czasem, po zaciętym oporze orzęsek może się uwolnić, ale w ogromnej większości przypadków pada on łupem drapieżnika. Wyczucie obecności zdobyczy, szybkość skoordynowanej reakcji i efektywne unieruchomienie energicznego orzęska przez wolno poruszającą się amebę, to cechy, które wskazują, że wiele jeszcze musimy się nauczyć o biologii pierwotniaków. Prostota budowy ameby jest bardzo myląca. Seksualność mikroorganizmów W ogólnym mniemaniu sposób reprodukcji mikroorganizmów to prosty podział na dwie części. Nie jest to jednak ścisłe. U większości gatunków 199 występuje także faza seksualna. Żerujące na bakteriach orzęski dzielą się co kilka dni, jednak od czasu do czasu dochodzi do rozmnażania seksualnego, zwanego koniugacją. Dwa osobniki stykają się otworami gębowymi, plazma obu komórek zlewa się i następuje skomplikowany proces wymiany i reorganizacji materiału genetycznego. Zmienione genetycznie orzęski przechodzą następnie normalne cykle rozmnażania aseksualnego — przez podział. Co prowadzi do tego, że reprodukcja orzęsków nagle się zmienia? Wydawałoby się, że stan spokojnego żerowania jest optymalny, a przecież jest on przerwany przez swoistą aktywność seksualną. Odnosi się wrażenie, że orzęskom, podobnie jak ludziom, więcej „przyjemności" dostarcza seks niż jedzenie. Nie wiem, czy dla jednokomórkowca stosowne jest określenie „przyjemność", można je zastąpić „satysfakcją", „osiągnięciem stanu równowagi metabolicznej", „zadowoleniem po zaspokojeniu popędu" i czym jeszcze chcecie. Nie zmienia to faktu, że orzęsek w pewnym momencie gnany potrzebą przedkłada koniugację nad pobieranie pokarmu. „Imperatyw seksualny" oddziałuje, gdy (podobnie jak u ludzi) napotyka się odpowiedniego partnera. U orzęsków dokonuje się proces doboru partnerów; czasem określony osobnik wypróbowuje kilka ewentualności, zanim „wiąże się" w akcie koniugacji. Z dużą dozą pewności można stwierdzić, że pierwotniaki potrafią się rozpoznawać, Gdy przedstawiciel rodzaju Vorticella wchodzi w fazę seksualną, daje przez pączkowanie szereg „męskich" komórek potomnych. Poruszają się one za pomocą wianuszka rzę-sków i badają napotkane komórki, do momentu, gdy napotkają właściwą. Wtedy zlewają się z nią, kończąc cykl seksualny. W odróżnieniu od ludzi płeć u orzęsków to sprawa wielce skomplikowana. W najbardziej zagmatwanych cyklach życiowych tych zwierząt można stwierdzić występowanie ponad 20 faz pośrednich, o odmiennym kształcie i zaskakująco złożonej konstytucji genetycznej. Nad rozpracowaniem niektórych cyklów orzęsków naukowcy pracowali przez wiele lat. W pewnych wypadkach osobniki uznawane za odrębne gatunki, okazywały się w istocie fazami tego samego gatunku. Nawet aseksualne rozmnażanie się przez podział nie jest sprawą tak prostą, jak się wydaje. Pierwotniaki mogą się powiększać i dzielić na dwie równe części (rozmnażanie to określane jest także jako podział przez przewężenie). Czasem obserwuje się u tej grupy zwierząt rozmnażanie przez pączkowanie, kiedy komórka rodzicielska tworzy mniejsze, stopniowo rosnące organizmy potomne. Niekiedy występuje też podział wielokrotny, w którym jądro komórki dzieli się kilkakrotnie i dopiero wtedy następuje całkowite oddzielenie się od siebie dwóch części pierwotniaka. Niektóre 200 jednokomórkowce przebywają stale w koloniach, inne przez pewien czas bytują także jako odseparowane komórki. W tym ostatnim przypadku występuje zapewne jakiś mechanizm zmysłu, który powoduje „przełączenie" z jednego stanu w drugi, lecz nic o nim nie wiemy. Jako przykład komplikacji życia seksualnego orzęsków może służyć pantofelek (rodzaj Paramecium). Na początku dwa pantofelki przez pewien czas krążą wokół siebie, najwyraźniej badając, czy natrafiły na właściwych partnerów. Jeśli tak, zbliżają się i łączą. Tak jak u wielu innych pierwotniaków, w komórce pantofelka występują dwa jądra. Makronu-kleusjest (jak wskazuje nazwa) duży i zdaje się regulować normalne funkcjonowanie komórki. Mniejszy mikronukleus natomiast jest prawdziwym ośrodkiem informacji genetycznej i tylko on bierze udział w rozmnażaniu seksualnym. Kiedy następuje połączenie się komórek, makronukleus obu osobników rozprasza siew plazmie, natomiast mikronukleus dzieli się kilkakrotnie (2—4 razy, liczba podziałów jest zależna od gatunku). Z czterech części mikronu-kleusa trzy rozpraszają się w plazmie, a pozostała część dzieli się na połowę. Każda z części zawiera w tym momencie (podobnie jak komórka rozrodcza) połowę materiału genetycznego. Teraz następuje wymiana: jedna z części każdego j ądra przechodzi do komórki drugiego osobnika i zlewa się tam z pozostałą częścią. Efektem kojarzenia jest tzw. synkarion, który (po rozłączeniu się obu osobników) ulega kolejnym podziałom. W ich wyniku jedna z części staje się mikronukleusem, a pozostałe części łączą się ze sobą, tworząc makronukleus. Pozostające po reorganizacji materiału genetycznego „resztki" rozpraszają się w cytoplazmie. Czasem pojedynczy pantofelek przechodzi cykl podobnych zmian bez udziału drugiego osobnika. Wtedy makronukleus zamka, a mikronukleus przechodzi kilka podziałów. Pozostają dwie części jądra, a wtedy na pół dzieli się także komórka. W dwóch komórkach potomnych jądra przechodzą zmiany jak przy koniunkcji, w wyniku których tworzy się nowy mikronukleus i makronukleus. Cały proces jest niezmiernie skomplikowany i nie można go porównać do jakichkolwiek tego typu zmian u organizmów wielokomórkowych. Podziały komórki pantofelka są prawdopodobnie wyzwalane przez substancje produkowane tylko w okresie rozmnażania seksualnego. Jednak zarówno ich powstawanie, jak i wykrywanie przez inne komórki pozostaje tajemnicą. Nieco światła na charakter tych mechanizmów mogą rzucić badania nad gatunkiem spokrewnionym z pantofelkiem - Blepharisma intermedium. Dochodzi tu do komunikowania się pomiędzy dwoma kojarzącymi się 201 szczepami I i II. Tworzą one substancje wskaźnikowe, rozmieszczone na powierzchni komórki. Osobniki szczepu I tworzą molekułę związku chemicznego G-I, wpływającą na komórki szczepu II i stymulujące je do zachowań przygotowujących do rozrodu. Molekuła G-I jest także sygnałem dla partnerów do produkcji molekuły związku chemicznego G-II, który wywołuje analogiczne zmiany w komórkach szczepu I. G-II stymuluje także komórki I do wydzielania większej ilości molekuł G-I*. Komunikacja u glonów Niektóre swobodnie poruszające się glony żyją w koloniach. Klasycznym przykładem jest Volvox, który bytuje w kulistych koloniach i można go dostrzec gołym okiem - wygląda jak „pogrubiona kropka". Komórki glonów umiejscowione są w galaretowatej powłoce, którą same tworzą. Każdy z glonów wydziela 6 delikatnych włókien, którymi łączy się z sąsiadami. Efektem jest powstanie czegoś na kształt biologicznej kopuły geodezyjnej. Ruchy poszczególnych komórek przebiegają w sposób skoordynowany, tak, że kula może obracać i poruszać się w wodzie. Napotkanie niepożądanego bodźca powoduje zmianę kierunku. Cały ten „nadorganizm" glonów nie ma centrum sterującego, choć bez wątpienia poszczególne komórki przesyłają sobie sygnały, by koordynować ruch. Ale komunikacja występuje nie tylko u glonów poruszających się. Porozumienie za pomocą zmysłów istnieje także u gatunków, które tworzą delikatne nitki i znane są jako „włosy czarownicy". Przykładem mogą być gatunki z rodzaju Spirogyra, które występują w postaci szeregu czworokątnych komórek połączonych ze sobą w rząd. Konfigurację tę podtrzymuje przez tygodnie podział poprzeczny wszystkich komórek, dzięki któremu długość nici powiększa się. Od czasu do czasu następuje rozmnażanie seksualne. Dwie nici wykry-wająwzajemnie swoje sąsiedztwo za pomocą zmysłu, którego charakteru i narządu nie znamy. Można powiedzieć, że istnieje nić „męska" i „żeńska", chociaż kwalifikacja ta jest dla zwykłych śmiertelników dość abstrakcyjna. Nici stykają się, a w miejscach zetknięcia tworzą się uwypuklenia, tzw. brodawki. Rozrastając się i łącząc (z niezwykłą precyzją), „w pół drogi" przekształcane są w kanały kopulacyjne. Mechanizm wzajemnego odnajdywania się wypustek komórkowych glonów także nie jest znany. * G-I to glikoproteina o ciężarze cząsteczkowym 20 000, a G-II - złożony mleczan (przyp. aut). 202 Po połączeniu nici (i utworzeniu dzięki kanałom kopulacyjnym tzw. „drabinki") gameta męska zostaje wyciśnięta do komórki żeńskiej i zlewa się z jej zawartością. Powstały rodzaj zygoty zimuje otoczony ochronną ścianką, a wiosną produkuje nową nić. Mechanizm przepychania gamety został dość dokładnie poznany i polega na działaniu zwykłego ciśnienia hydraulicznego. Maleńkie wakuole, wypełnione płynem, wpompowująjąpod błonę komórkową i w końcu, przy znacznym wzroście ciśnienia zawartość komórki zostaje przepchnięta przez kanał kopulacyjny. W rozmnażaniu seksualnym u glonów Spirogyra istnieje wiele zagadek. Jakie zmysły biorą w nim udział? Na czym polega orientacja nici w przestrzeni? W jaki sposób tak precyzyjnie łączą się ze sobą? Ponad wszystko badaczy interesują jednak wyznaczniki płci, za pomocą których określona nić może rozpoznać, czy sąsiad jest „samcem", czy też „samicą". Na zadane pytania nie można na razie udzielić wyczerpuj ącej odpowiedzi. Jedno wszakże jest pewne: glony mogą się ze sobą porozumiewać. Pierwotniaki Orzęski stanowią bardzo wdzięczny obiekt obserwacji mikroskopowych. W jaki sposób możliwe jest ich niezwykłe zachowanie się? Obserwując orzę-ska pod mikroskopem, zapominamy, że mamy do czynienia z organizmami jednokomórkowymi, gdyż jego zachowanie jest celowe. Jeśli płynący orzę-sek natrafi na swojej drodze na jakiś stały obiekt, dość blisko przeszkody odwraca się i zmienia kierunek, jak każde zwierzę, które uważa, by nie zderzyć się z przeszkodą. Jednak u innych zwierząt zmysły zostały dość dobrze poznane, podczas gdy zachowanie się jednokomórkowego pierwotniaka wymaga jeszcze gruntownych badań. Pierwsze próby analizy mechanizmu ruchów pierwotniaków opierały się na metodach wykorzystywanych przy badaniu mięśni ssaków. Tak więc komórki pantofelków Paramecium ochładzano i zanurzano w roztworze oczyszczającym z pokrywających go jonów. Poza tym pantofelki pozostawały nienaruszone (choć były już rzecz jasna nieżywe). Można je teraz było nasączyć substancją wybraną przez eksperymentatora, np. bardzo słabym roztworem wapnia, w obecności magnezu i ATP (adenozynotrójfosfo-ran - podstawowe źródło energii metabolicznej). W takich warunkach rzęski komórki zaczynały bardzo silnie pracować, poruszając ją do przodu. W miarę jak powiększano stężenie wapnia, rzęski stopniowo zmieniały kierunek ruchu, aż wreszcie nadały komórce ruch wsteczny. Przy braku 203 magnezu rzęski przyjmowały „pozycję roboczą", lecz nie poruszały się. Tak więc, można wyciągnąć wniosek, że warunkiem koniecznym ruchu pantofelka jest obecność jonów magnezu, podczas gdy dla zmiany kierunku ruchu niezbędny jest wapń. W następnej serii eksperymentów komórkę pantofelka drażniono prądem za pomocą mikroskopijnej elektrody. Badania te wykazały, że reakcja w komórce zależy od miejsca zadziałania bodźca. Pobudzanie przedniej części komórki powodowało falę depolaryzacyjną błony komórkowej i błyskawiczną utratę ładunku elektrycznego. Przy pobudzaniu tylnej części obserwowano odwrotny proces - błona komórkowa odzyskiwała polaryzację. Na podstawie tych obserwacji możemy odtworzyć w zarysie to, co się dzieje w komórce pantofelka. Kiedy płynie on i napotyka przeszkodę, fakt ten wywołuje szybką depolaryzację błony komórkowej. Nieobecny ładunek elektryczny nie może zablokować przenikania jonów wapnia do wnętrza komórki. Podniesienie się poziomu wapnia w komórce, wywołuje z kolei zmianę kierunku uderzeń rzęsek i ruch wsteczny pantofelka. Stan ten jednak jest przejściowy: po krótkim czasie nadmiar wapnia zostaje wypompowany z komórki i pantofelek znów płynie do przodu (choć w innym kierunku niż poprzednio). Jeśli komórka zostanie dotknięta od tyłu, jeszcze więcej wapnia zostaje wyrzucone na zewnątrz i pantofelek szybciej „ucieka" od źródła bodźca. Na podstawie wiedzy o ruchach orzęsków możemy wyznaczyć zasady kontrolowania tego ruchu. Rola polaryzacji i jonów wapnia nie ogranicza się do orzęsków, lecz występuje także u innych gatunków świata zwierzęcego. Można powiedzieć, że w pewnej fazie rozmnażania człowiek powraca do poziomu mikroorganizmów. Komórki nasienia zachowują się bowiem, jak obdarzone wicią jednokomórkowce. W momencie zapłodnienia, przez komórkę jaj ową przechodzi fala jonów wapnia. Jeśli spowodować napływ wapnia do nie zapłodnionej komórki jajowej jeżowca, zacznie się ona dzielić, tak jakby doszło do zapłodnienia. Podobnie u ludzi, podział zapłodnionego jaja wiąże się z podwyższeniem poziomu jonów wapnia, które przenoszone sąprzez plemniki. Być może za niepłodność odpowiada właśnie zaburzenie tego procesu. Wtedy, w doświadczeniu kontrolowany napływ wapnia mógłby spowodować podział komórki jajowej bez zapłodnienia. Tak czy owak, jak już wspomniano wyżej, wapń odgrywa ogromną rolę w procesach komórkowych u zwierząt, roślin i organizmów jednokomórkowych. Z faktu, że możemy dostrzec możliwości kontroli ruchu organizmów jednokomórkowych, nie powinniśmy zbyt pochopnie wyciągać wniosku, że ruch ten ma charakter czysto mechaniczny. Przemieszczanie się jonów od- 204 grywa także istotną rolę w pracy mięśni człowieka, ale praca ta może przybrać rozmaite formy: zdejmujemy książkę z półki, odwracamy kartki, siadamy na krześle i czytamy. Podobnie pierwotniaki - w poszukiwaniu pokarmu przeszukują szczątki organiczne na dnie stawu i wycofują się w konfrontacji z nieznanymi obiektami. Nie są to reakcje czysto mechaniczne. U pierwotniaków dokonuje się też przetwarzanie informacji, swoiste „myślenie", którego studiowanie może być dla nas pożyteczne. Najbardziej intrygująca tajemnica związana z pierwotniakami (azorzę-skami w szczególności) zawarta jest w pytaniu: skąd się w ogóle biorą? Jedną z najpopularniejszych metod rozpoczęcia hodowli jest... ugotowanie siana i odczekanie, aż uzyskany napar się ustoi. W ciągu tygodnia w tak spreparowanym środowisku będzie się roiło od pierwotniaków. Oznacza to, że organizmy te pochodzą ze spór czy cyst, form przetrwalnikowych, które znoszą wysoką temperaturę i ożywiają się, gdy temperatura wody obniży się. Niestety, tak się składa, że u większości orzęsków nie stwierdzono cyst, choć wszystko wskazuje na to, że powinny one występować w obfitości (być może trudno je wykryć lub nie przykładano dostatecznej uwagi do udokumentowania ich obecności). Niektóre orzęski na pewno zbierają się, by przetrwać trudny okres zimowy. Weźmy na przykład przedstawiciela rodzaju Spirostomum, długości jednego milimetra, który wygląda jak ucięty przez maszynkę włosek zarostu. Gdzie zimuje ten pierwotniak? By odpowiedzieć na to pytanie, obserwowałem kolonię pochodzącą z pobliskiego stawu. W warunkach laboratoryjnych, gdy ochładza się ich środowisko (naśladując warunki zbliżającej się zimy), Spirostomum opadają na dno naczynia i wysyłają sygnały, dzięki którym gromadzą się. Później odnalazłem zimujące kolonie już w warunkach naturalnych. Przebywające na dnie stawu, wśród resztek roślinnych Spirostomum tworzyły zgrupowania wielkości orzeszka ziemnego. W masie poszczególne komórki ściągają się i zaokrąglają, wchodząc w fazę spoczynkową (tracą zdolność ruchu). Gdy hodowana kultura została ocieplona, komórki rozprostowały się i zaczęły się normalnie poruszać. Jednak nie zdołałem ich sprowokować do wytworzenia cyst. Jak już wspomniałem, formy te powinny istnieć w naturze w o-gromnych ilościach. Przecież łacińska nazwa orzęsków - Infusoria - pochodzi od łacińskiego ifundo — nalewam, zalewam, co nawiązuje do wspomnianej wyżej metody pozyskiwania pierwotniaków z naparu siennego. Zadziwiaj ące, że człowiek nie jest w stanie stwierdzić obecności cyst, których istnienie tak mocno wynika z logiki cyklu rozrodczego orzęsków. Być może odkrylibyśmy owe cysty, gdybyśmy zaczęli ich starannie szukać. Wybitni badacze orzęsków, pochodzący z okresu wiktoriańskiego, 205 autorzy niezrównanych szczegółowych studiów i opisów, posługiwali się obserwacjami mikroskopowymi. W XX wieku badacze preferuj ąmechani-styczny model wyjaśniania zaobserwowanych faktów, który uwzględnia zmiany pH, poziomu rozpuszczonego tlenu, ruchy jonów wapnia przez błonę. Wiele spośród tych fenomenów wyjaśnia, jak zachowuje się organizm człowieka, gdy adaptuje się do światła, porusza mięśniem, pobiera pokarm, lub gdy oddycha. Jednak, przy całej prostocie zasad rządzących tymi procesami, człowiek posiada pewne specjalne właściwości i nie uznałby siebie tylko za automat. Podobnie mechanistyczny model w zastosowaniu do pierwotniaków może sprawić, że zabrnie się w ślepą uliczkę. Rozumiemy większość z procesów życiowych, które podejmuje komórka, ale wiemy mało na temat ich koordynacji w sieci zależności typowych dla żywego organizmu. Pierwotniaki penetrują swoje środowisko jak zwierzęta wielokomórkowe, poruszają się i przeszukują otoczenie, kierując się bez wątpienia celem. Umiejscowienie ruchu Ruch u człowieka odbywa się dzięki mięśniom, a te z kolei dzięki białkom, aktynie i miozynie, które są odpowiedzialne za skurcz. Łączą się one w jeden kompleks zwany aktomiozyną. Delikatne nitki aktyny i miozyny znajdują się również wewnątrz komórki pierwotniaka. Napędzają one narządy ich ruchu, którymi są uderzające wici lub rzęski. Aktomiozyną występuje w całym świecie zwierzęcym; jej obecność stwierdzono nawet u ameby. Uprzednio sądzono, że ruch ameby polega na regularnym rozcieńczaniu i zgęszczaniu cytoplazmy, okazało się obecnie, że poruszanie się pierwotniaka jest związane z odkrytymi, delikatnymi nićmi aktomiozyny. Nici te nie mają charakteru stałego, lecz tworzą się w miejscach komórki, które aktualnie biorą udział w przemieszczaniu się zwierzęcia. Aktomiozyną działa w prosty sposób. Powoduje ona rozpad ATP i uwolnienie energii, która zostaje wykorzystana przy skurczu mięśnia. Badania nad śluzowcem Physarum wykazały, jak bardzo podobna jest aktomiozyną pochodząca z ciała zwierząt i roślin. Aktyna pobrana z grzyba bez problemu łączy się z miozyną zwierzęcą i funkcjonuje całkowicie normalnie. Gdzie jeszcze moglibyśmy znaleźć aktomiozynę? W komórkach roślin dochodzi do aktywnego przepływu cytoplazmy. Bardzo duże komórki istnieją w organizmie ramienic (rodzaj Chara) i we włoskach pokrywających pręcik u rośliny trzykrotki Tradescantia virginiana. Analiza wykazuje, że ak- 206 tywność w tych komórkach wiąże się z aktomiozyną. Ruch jest niezbędnym elementem życia. Mikroorganizmy (zwierzęta lub rośliny) mogą wykazywać różne formy ruchu. Na przykład u roślin, które są zakorzenione, odbywa się wewnątrz komórek. Niemniej, jak się okazuje, u wszystkich organizmów przyczyna ruchu ma identyczne podłoże biochemiczne. Ta uniwersalna podstawa biochemiczna podlega oczywiście często modyfikacji ze strony czynników zewnętrznych (szerokiej gamy bodźców docierających do organizmu). Jeszcze raz okazuje się, że jednostronne, modelowe przedstawienie ruchu poprzez uwolnienie energii z ATP czy przenikanie jonów, ukazuje tylko częściowo całą złożoność zachodzących procesów. Nikt nie zaprzeczy, że swoim unikalnym umysłem człowiek różni się od ameby i innych zwierząt. Jednak coraz wyraźniej widać, że postrzeganie zmysłowe i procesy zachodzące wewnątrz organizmu człowieka, przypominają analogiczne procesy zachodzące u mikroorganizmów. Rzeczą niezwykłą jest, że ameba potrafi wykonać wiele czynności nie gorzej od człowieka, a pod względem niektórych nawet go przewyższa. Na cały świat zwierzęcy możemy spojrzeć jak na zbiór gatunków kierujących się podobnymi celami, a bardzo różne organizmy mogą pełnić w przyrodzie zbliżone role. Postrzeganie zmysłowe występuje powszechnie i jest tak samo ważne u poruszającego się w stawie pierwotniaka, jak u czytelnika, który przesuwa wzrok po stronicach tej książki. Złożone zmysły ud prostych zwierząt Widzieliśmy jak mikoameby, a także komórki glonów Volvox tworzyły złożone „nadorganizmy". Komórki najwyraźniej uczą się współpracować ze sobą i zaczynają różnicować swoje funkcje. Gąbki (czasem określane jako Parazoa) zawierają zaopatrzone w wici specjalne komórki - choanocyty, których skoordynowane uderzania wici napędzaj ą wraz z wodą do wnętrza gąbki pokarm i tlen. Tym samym sposobem odbywa się usuwanie produktów ubocznych przemiany materii, które zostają rozpuszczone w wodzie. Jeśli gąbka zostanie rozłożona na komórki składowe i przesiana przez specjalne sito (dostosowane wielkością właśnie do pojedynczych komórek), w nowym środowisku będą one wzajemnie odnajdywały się i tworzyły ponownie złożony organizm. Na temat zmysłów, które mają poszczególne komórki gąbki, możemy tylko spekulować. Muszą one istnieć, by komórki odnalazły się i potrafiły zrekonstruować kolonię. Ważna jest także ich zdolność do adaptacji 207 i specjalizacji, zwłaszcza w kontekście bodźców dochodzących z zewnątrz. Aby adekwatnie reagować, komórka gąbki musi mieć nie tylko zmysły, ale również system przetwarzania danych. Komórki istniejące wokół porów (otworów wiodących do wnętrza gąbki) muszą np. wykazywać odpowiednią kurczliwość, by w razie obecności w otoczeniu szkodliwej substancji zamykać otwory i tym samym nie dopuścić do zatrucia organizmu. Inne, stosunkowo słabo poznane organizmy, należą do typów parzy-dełkowców (Cnidaria) i żebropławów (Ctenophora). Sąto raczej małe i delikatne organizmy, których budowa rzuca światło na ewolucję życia w wersji wielokomórkowej. U wszystkich tych stworzeń wykształcone są zmysły. Parzydełkowce mająniezwykłe struktury zwane parzydełkami. Potrafią one wystrzeliwać nici, które niczym harpun trafiają w ofiarę. Istnieje teoria, według której wystrzeliwanie odbywa się automatycznie, po dotknięciu zwierzęcia, ale rzeczywistość jest bardziej złożona. Obecnie stało się jasne, że aktywność ta zależy od stanu fizjologicznego zwierzęcia i od poziomu stymulacji nerwowej. Niektóre ryby mogą żyć wśród czułków tych organizmów, nie narażając się na atak z ich strony. Podobne zjawisko obserwujemy w przypadku ukwiałów. Najwyraźniej uzbrojone zwierzę bezkręgowe potrafi rozpoznać określony gatunek ryby i odpowiednio dostosować swoje zachowanie. U robaków płaskich narządy zmysłów przesuwają się w stronę przedniej części zwierzęcia. Jest to zgodne z ewolucyjnym procesem kształtowania się głowy, czyli tzw cefalizacji. Relacje robaków płaskich z otaczającym światem są złożone. Rozpoznają się nawzajem i kojarząz wybranym partnerem. Wyka-zująteż niezwykłą zdolność regeneracji: z odciętego kawałka tworzy się nowy robak. U robaków płaskich występuje prymitywny układ nerwowy i zdradzają one cechy typowe dla kręgowców. Na przykład mogą się uczyć i być może także daje sieje wyćwiczyć, tak aby rozpoznawały określone bodźce. Robaki płaskie bowiem obdarzone są zmysłami. Wiele z gatunków prowadzących wodny tryb życia przechodzi stadia embrionalne, podczas których wyglądem przypominają orzęski. Ich przeobrażenie odpowiada prawdopodobnie ewolucji prymitywnych zwierząt na ziemi. Jak już mówiłem, u orzęsków ciało ma przód i tył. Formy embrionalne odróżniaj ą górę od dołu. W miarę wzrostu ciała przechodzą one do innego trybu życia: pełzną po powierzchni stawowego mułu. Wcześniej przechodzą fazę spłaszczenia i w tym okresie zawsze płyną, utrzymując określoną część ciała zwróconą ku górze. W orientacji zapewne pomocne są im zmysły. U zwierząt można zaobserwować tigmotaksję lub stereotaksję - ważną tendencję do pozostawania w kontakcie z obszerną powierzchnią ciała stałe- 208 go (np. mechanizm przymocowania się skałoczepu do powierzchni kamienia). Ma to kolosalne znaczenie, szczególnie dla organizmów żyjących w strefie wartkich prądów rzek i potoków. Niewiele jednak wiadomo o tym, w jaki sposób znajdują one stosownąpowierzchnięanijaksiędoniej przymocowują. Krewniak ślimaków, skałoczepjestnp. obdarzony parą oczu i choć zajęty jest pożeraniem naskalnych glonów, gdy nadchodzi fala, zawsze wraca na swoje bezpieczne miejsce. Nie tylko mówi to o zdolnościach widzenia u tego zwierzęcia, ale również o poczuciu czasu, które pozwala mu na intensywne żerowanie pomiędzy niebezpiecznymi przypływami. Skałoczep wraca na swoją skałę nieomylnie we właściwym czasie, chyba że wydarzy się coś nieoczekiwanego. Istnieją półprzeźroczyste małe stworzenia, które w mózgu, a czasem także na czułkach, mają fotoreceptory. Te, należące do typu szczecioszczęków Chaetognatha strzałki, są w morzach groźnymi drapieżnikami - polują wśród planktonu na liczne, małe larwy. Strzałka ma kilka centymetrów długości, smukłe ciało, a porusza się bardzo szybko za pomocą „płetw" umieszczonych na bokach. Wokół głowy znajduje się skomplikowany system włosków, które chwytają ofiarę, a przykrywający głowę kaptur w czasie ruchu pozwala zwierzęciu na sprawniejsze poruszanie się. Wzdłuż wybrzeży i w strefie szelfu kontynentalnego strzałki tworzą ogromne zbiorowiska i stanowią ważny pokarm dla większych zwierząt. Mimo pozornie nieskomplikowanej budowy ciała doskonale potrafią wykryć ruch w pobliżu, odbierając wibracje wody o częstotliwości 10—20 Hz. Kiedy osobnik zlokalizuje zdobycz obok siebie, odwraca siew odpowiednim kierunku i błyskawicznie uderza, chwytając ofiarę w aparat gębowy. Strzałka może zaatakować organizm większy od siebie, np. młodą rybę. Mimo że nie jest obdarzona wzrokiem, potrafi znakomicie wyselekcjonować zdobycz odpowiedniej wielkości: gdy jest zbyt mała, ignoruje ją, jeśli obiekt jest zbyt duży, strzałka oddala się szybko w odwrotnym kierunku. Proprioreceptory to narządy zmysłów pozwalające zwierzęciu określić położenie względem obiektów zewnętrznych. Definicja ta jest wygodna, lecz nie oddaje złożoności mechanizmu, który trudno wyjaśnić w terminach nienaukowych. Zmysł ten jest bardzo pożyteczny: w wodzie pozwala odnaleźć głębokości, gdzie występuje pokarm lub odpowiednie podłoże. Organizmy mające sprawne proprioreceptory działają według ścisłych „instrukcji", choć wskazówki te są dla nas niełatwe do zrozumienia. Na przykład chełbi udaje się utrzymać ciało w strefie obfitującej w jej ulubiony pokarm. Kiedy zachodzi potrzeba, zwierzę płynąc koryguje swojąpozycję. Niektóre gatunki chełbi są obdarzone plamkami ocznymi, inne nie mają nawet tej namiastki wzroku. 14 - Czujące istoty 209 Jednak u jamochłonów występuje tzw. skórne wyczucie światła, które pozwala im wychwytywać je mimo braku fotoreceptorów. Może to wyjaśnić fakt, że chełbi udaje się utrzymać w strefie optymalnego naświetlenia promieniami słonecznymi (zbyt ostre światło byłoby dla niej zabójcze). Wiele organizmów o prostej budowie ciała potrafi odbierać wibracje wywołane ruchem rzęsków, co pozwala im nawzajem się odnajdywać. Niektóre zwierzęta używają tego zmysłu także po to, by utrzymać dystans od fal rozbijających się o brzeg, podczas gdy inne dzięki detekcji wibracji odnajdu-jąpokarm. Tak więc, wchodzi tu w grę nie tylko odbiór, ale również interpretacja wibracji. Proste organizmy, pływające w wodzie, reagują też na inne, ważne dla nich czynniki środowiskowe. Na przykład potrafią wykryć poziom tlenu i ciśnienie. Reagujątakże na jakość wody, wykrywając substancje wytwarzane przez znajdujące siew sąsiedztwie zwierzęta. Dzięki temu mogą się wzajemnie odnaleźć i wykryć obecność pokarmu. Dla zwierząt żyjących w kwaśnej wodzie ważne jest także wykrywanie stopnia kwasowości (pH). Niektóre z nich preferują wodę wartko płynącą, inne (np. niektóre robaki płaskie) odnajdujemy wyłącznie w wodzie stojącej. Gdyby reakcje prostych zwierząt były czysto mechaniczne, prąd wody znosiłby je w spokojniejsze miejsca. Jednak, jak się okazuje, potrafią one oszacować szybkość płynącej wody i utrzymać się w niej. Istnieje także problem odczuwania pola elektrycznego i magnetycznego. Niektóre spośród organizmów, żyjących w warstwie wody otaczającej cząsteczki gleby, zdają się wyczuwać właściwości elektryczne włosków korzeniowych. Właściwości te wykorzystują, by dostać się do korzenia, na którym pasożytują. Wyniki niektórych eksperymentów sugerują nawet, że robaki płaskie reagująna obecność magnesu i odczuwają zmiany ziemskiego pola magnetycznego. Wiemy, że podobne właściwości mają bakterie i dlatego nie ma powodu wątpić w te rewelacje. Czy budzisz się, zanim zadzwoni budzik? Nie jesteś osamotniony. Nawet proste organizmy mają wewnętrzny biologiczny zegar i reagująna cykl dnia i nocy. Reagują też na cykle księżyca i wiele z nich zaczyna rozród w o-kresie pełni. Zachowanie się licznych organizmów zależy od określonych pór roku. W pewnych okresach robaki żyjące w piasku wypływają na powierzchnię w tak wielkich ilościach, że piasek staje się śliski. Zaniepokojone, ponownie chronią się w piasku i zakopują tak głęboko, jak silny był wywołujący ucieczkę bodziec. Jedną ze struktur podobną do spotykanych u kręgowców jest komórka, zawierająca maleńkie granulki i kierująca orientacją organizmu. Komórki te, statocysty, przypominają nieco nasze ucho wewnętrzne. Mając poczucie upły- 210 wającego czasu, organizm może dzięki statocystom w stosownym momencie podnosić się i opadać w wodzie. Jeśli organizmy, których życie ulega rytmowi dobowemu lub rytmowi pływów, przenosi się do akwarium, w którym panują stabilne warunki, przez długi czas zachowują, one swój naturalny rytm (jest to dalszy dowód na istnienie zegara biologicznego). W godzinach dziennych, kiedy narażone są na niszczące działanie promieni słonecznych, wiele z nich schodzi na niższe głębokości. Gdy natomiast słońce zachodzi, wynurzają się na powierzchnię i wchodzą w kontakt z planktonem, żyjącym w wierzchniej warstwie morza. Być może u tych organizmów istnieje „skórne wyczucie światła", gdyż nie stwierdzono u nich fotoreceptorów (może zresztą mają także inne, nieznane nam zmysły). Jak to często bywa w świecie istot żywych, różne proste organizmy w rozmaity sposób odpowiadają na ten sam bodziec. Na przykład jaskrawe światło wyhamowuje rozród u gąbek, podczas gdy może ono wyzwolić ten proces u niektórych małych parzyde-łkowców. Dla niektórych organizmów istotna okazuj e się długość dnia. U pewnych wrotków ekspozycja na długi dzień świetlny powoduje zmianę typu rozmnażania z aseksualnego (w tym przypadku dzieworództwa — partenoge-nezy) na seksualne. Tworzą się jajeczka, które mogą przetrwać długie okresy (np. zimę). Natomiast krótka ekspozycja na światło w cyklu dobowym powoduje nawrót do rozmnażania aseksualnego. Współpraca i pasożytnictwo Zmysły odgrywają kluczową rolę w organizacji życia w społeczności, a wiele zwierząt o prostej budowie ciała dla przeżycia potrzebuje współżycia w grupie. Podobnie jak nicienie, robaki płaskie mogą gromadzić się; fenomen ten dość trafnie określono jako „rojenie się". Wiemy już, że z nadejściem zimy orzęski skupiaj ą się w koloniach. U niektórych niższych organizmów wykryto wydzielanie specyficznych substancji chemicznych, feromonów, które u zwierząt wyższych (np. owady, ssaki) funkcjonują jako sygnały społeczne. Które sygnały pozwalają odróżnić osobniki tego samego gatunku od innych gatunków i ewentualnej zdobyczy? W jaki sposób sygnały te są odbierane? Jaki wpływ ma uformowany już „nadorganizm" na zmysły tworzących go zwierząt? W jaki sposób organizm reaguje na bliską obecność innej formy żywej? Przykładem, który może pomóc w odpowiedzi na te pytania, jest związek pomiędzy krabem pustelnikiem, chroniącym się w muszli po ślimaku, a ukwiałem, który od zewnątrz przymocowuje się do tej samej muszli. 211 Ukwiał Hydractinia echinata jest zwykle osadzony na muszli trąbika sfałdowanego, której lokatorem jest krab pustelnik bernardyn. Kiedy po raz pierwszy obserwuje się to dziwne połączenie organizmów, odnosi się wrażenie, że polip pomylił się i zamiast na twardej powierzchni skalnej „usiadł" na jakimś ruchomym gruncie. Tymczasem „gruntem" jest nieco zamaskowny muszlą krab. Zaobserwowano, że to on właśnie wybiera sobie współlokato-ra: delikatnie unosi napotkany ukwiał w szczypcach i osadza na muszli, trzymając tak długo, aż ukwiał się „zakorzeni". U krabów zaobserwowano też wydawanie sygnałów elektrycznych, które prawdopodobnie dodatkowo oddziałują na ukwiał, skłaniając go do przeniesienia się na muszlę. Inna hipoteza głosi, że ukwiał wabiony jest przez zapach muszli trąbika, wywołany obecnością kraba. Pomiędzy obydwoma organizmami istnieje swoista kooperacja polegająca na chwytaniu pokarmu (krab) i obronie (którą zapewniają parzące czułki ukwiału). Ukwiały obdarzone są specyficznymi zmysłami. Niektóre gatunki współżyją z glonami, a te wywierają znaczny wpływ na zachowanie się ukwiału. Ruchy czułków ukwiału pozbawionego glonów mają charakter dowolny: nie są skoordynowane z oświetleniem dziennym, lecz z innymi czynnikami środowiskowymi. Wszystko to zmienia się, gdy ukwiał zostaje skolonizowany przez glony: wtedy rytm zwierania i rozwierania pęku czułków związany zostaje z cyklem noc—dzień (kiedy światło jest zbyt intensywne ukwiał także „zamyka się"). Taką precyzyjną zdolność reagowania ukwiał najwyraźniej pozyskał od swojego „lokatora" —glonu — i działa raczej w jego interesie. Inny rodzaj współżycia polega na pasożytnictwie, czyli jednostronnym wykorzystywaniu jednego organizmu przez inny. Nie bardzo zwraca się uwagę na fakt, że pasożyt musi dysponować bardzo czułymi zmysłami, by rozpoznawać kolejnych żywicieli. Niektóre przechodzą bardzo skomplikowane cykle przeobrażeń, kiedy bytują na kilku różnych żywicielach. W jaki sposób wyewoluowało to zachowanie się jest dla biologów zagadką. Warto też byłoby się zastanowić nad rzadko poruszaną kwestią: w jaki sposób pasożyt odbiera informację, że ma przenieść się na kolejnego żywiciela. W niektórych przypadkach (np. złożenie jajeczek na roślinie rosnącej na pastwisku) zamiana żywiciela ma charakter niejako automatyczny. W wielu wypadkach jednak pożądana jest jego identyfikacja, a wymaga to udziału odpowiednio wyostrzonych zmysłów pasożyta. Cykl życia pasożyta może przebiegać w różnych narządach jednego organizmu (np. układ pokarmowy i jajniki u jesiotra) lub w kilku różnych organizmach (np. ślimak, mewa, śledź). Obserwując biologię pasożytów można dojść do wniosku, że są one niezmiernie „zapracowane". Muszą badać 212 warunki otoczenia, by ustalić moment transferu z jednego organizmu do drugiego, powinny też umieć rozpoznać żywiciela. Po przedostaniu się do układu pokarmowego muszą odnaleźć optymalne dla siebie środowisko życia. Niektóre pasożyty poruszają się w organizmie żywiciela dość pokrętnymi szlakami. Na przykład docierają do wątroby albo infekująpłuca i podrażniają układ oddechowy tak, by w efekcie (po odkaszlnięciu) dostać się do przewodu pokarmowego. Taka „nawigacja" w ciele żywiciela wymaga zapewne niezwykle wytężonej aktywności zmysłowej. Pasożyt musi rozróżniać tętnicę i żyłę oraz komórkę wątroby i trzustki. Cóż, znam studentów, którzy mają z tym problemy. Jednak żyjący w ciele żywiciela pasożyt stanowi często niewiele więcej niż „maszynę reprodukcyjną". Nie potrzebuje bronić się ani kamuflować przed drapieżnikami, mieć oczu, uszu czy rozbudowanej muskulatury. Nie musi też szukać pokarmu, gdyż dokoła jest go pod dostatkiem. W rezultacie, jego budowa ciała może być skrajnie uproszczona (jest to przykład ewolucji wstecznej). Symplifikacja nie dotyczy jednak narządów zmysłów, które są u pasożytów niezwykle zróżnicowane. Na przykład przedstawiciele gatunków, które są przytwierdzone do tkanki żywiciela za pomocą ssawki lub specjalnych gruczołów klejących, badają wybraną powierzchnię. W zależności od charakteru podpory gatunki te potrafią zwiększyć siłę przy-czepu. Przywrą wątrobowa ma wokół ssawki specjalne narządy smaku, dzięki którym odnajduje najlepsze miejsce przyczepu. U innych pasożytów spotykamy silnie unerwione brodawki. Jeden z gatunków lokuje się początkowo w środkowej części jelita, następnie przesuwa się ku górze, w kierunku żołądka; może zidentyfikować żółć lub też lokować się w jelicie grubym, w o-kolicy odbytu. Panujące tu zmienne warunki pH i składu chemicznego oraz niebezpieczeństwo ze strony układu odpornościowego gospodarza, stanowią dla pasożyta szczególne zagrożenie. Wspomniane wyżej brodawki są przydatne zwłaszcza u gatunków, które kojarzą się i potrzebują precyzyjnego zmysłu, umożliwiającego odnajdowanie partnerów seksualnych wśród „zakamarków" ciała pasożyta i przy kopulacji. Gatunki pewnego pasożyta z rodzaju Schistosoma atakują człowieka i szczura. Przedstawiciele wersji ludzkiej dostają się do wody w środku dnia, kiedy ludzie najczęściej się kąpią i szybko mogą zostać zakażeni. Szczury natomiast uaktywniają się wieczorem i wtedy też do środowiska uwalnia się najwięcej ich pasożytów. Organizmy pasożytujące w krwi człowieka, przenoszone w ciągu dnia przez komary, wykazują aktywność w tym samym czasie. Przeciwnie, pasożyty małp, przenoszone przez owady nocne, uaktywniają się nocą. A zatem ukryte w głębi ciała żywiciela maleńkie organizmy potrafią precyzyjnie określić porę dnia i dostosować do niej swoje zachowanie się. 213 Bezmyślne stosowanie modelu ludzkiego do świata zwierzęcego sprawia, że niewiele wiemy na temat autentycznej natury żywych organizmów. Można w nich widzieć proste systemy chemiczne, które automatycznie reagują na bodźce środowiska. Ale tak jak człowiek posiada wyrafinowane zmysły, mają je także najmniejsze istoty żywe. W erze antropomorfizmu oddawaliśmy cześć człowiekowi, jakby nie był tylko unikalną istotą ludzką, ale też unikalną istotą żywą. Jednak przyjrzyjmy się żyjącym wokół nas licznym mikroorganizmom i doceńmy u nich wszechobecność zmysłów. Istoty te powinny wzbudzać nasz podziw, skłonić do rezygnacji z antropo-centrycznej ignorancji wobec świata ożywionego. Z rozumienia faktu, że inne zwierzęta są istotami o wrażliwych zmysłach, płyną liczne konsekwencje. Istoty żywe odbierają wrażenia z otoczenia, są zatem istotami czującymi. Wiele spośród nich dysponuje zmysłami, co do których nasza wiedza jest ograniczona, a zatem nie wiemy też, jak wiele czują- Jest to zagadnienie kluczowe dla zrozumienia żyjącego świata. Jeśli do szeroko pojętej inteligencji zaliczyć stopień rozwoju sfery zmysłowej, to można powiedzieć, że niemal każdy gatunek na Ziemi ma tyle inteligencji, ile jest mu potrzebne. Niemal, bo jest, jak myślę, jeden gatunek, który ma więcej inteligencji, ale nie potrafi nad nią zapanować 7. Nowe pojmowanie przyrody w nowym tysiącleciu Wraz z nowym humanitaryzmem możemy od nowa podjąć badania nad żywymi organizmami. Uczniowie powinni umieć rozpoznawać okoliczne rośliny, a każdy — odwołać się do takiego rodzaju wiedzy o naturze, która łączy jednostkę ze środowiskiem. Ostatnie kilkaset lat dostarczyło znakomitych odkryć, od których współczesna biologia zbyt często się odwraca. XVIII wiek przyniósł rewolucję przemysłową w Wielkiej Brytanii i początki fizjologii. W dziewiętnastym wieku poznaliśmy cud elektryczności, narodziny bakteriologii i teorii komórki. Dwudziesty wiek to era atomowa i elektroniczna, mapowanie genów i badanie mikroskopowe komórki. Nasze stulecie powinno zaowocować badaniami zjawiska życia, zamiast tego zawężono pole badania tej dziedziny. Niektórzy proponują nawet, by słowo „biolog" zastąpić bardziej technicznym określeniem „biobadacz", co najlepiej świadczy o tym, jak bardzo nauka o życiu utraciła szerokość spojrzenia na przedmiot badań. Domestykacja zwierząt Człowiek jest obdarzony unikalnym intelektem i ma niezrównaną zdolność do nawiązywania kontaktu z innymi żyjącymi istotami. Jedną z takich relacji o obustronnej korzyści jest nasz związek ze zwierzętami domowymi. W czasach prehistorycznych człowiek zmuszony był do poruszania się pieszo, a dzikie konie wiodły niepewny żywot, narażone na wiatr, kaprysy 215 pogody i ataki drapieżników. 6 tysięcy lat temu (prawdopodobnie na terenie Azji) ludzie nauczyli się jeździć konno, co było zapewne początkiem domestykacji dzikiego konia. Dzięki udomowieniu zwierzęta te zyskały opiekę, dostęp do pokarmu i ochronę przed drapieżnikami. Człowiek natomiast osiągnął m.in. większą szybkość poruszania się i względne bezpieczeństwo oraz lepsze możliwości obserwacji terenu z pozycji jeźdźca. Tak więc wzajemne korzyści są dobrze widoczne. Majestat, siła i szybkość konia powodowały, że ludzie nadawali mu zdolności nadprzyrodzone i czcili go. Postać centaura - pół człowieka, pół konia - to być może obraz jeźdźca widzianego przez członka prymitywnego szczepu. Natomiast ci, którzy znają sztukęjazdy konnej, wiedzą, że pomiędzy koniem i jeźdźcem wytwarza się więź, której efektem jest jedyne w swoim rodzaju współdziałanie. Istnieje tu z pewnością niewerbalny język, którym posługują się przedstawiciele obu gatunków. Chciałbym jednak zwrócić uwagę na znacznie donioślejszy problem. Akceptuje się powszechnie, że udomowione zwierzęta przystosowały się do człowieka wedle zasady klasycznego darwinizmu: przeżyły te, które potrafiły dostosować się do świata i potrzeb człowieka. Wątpię, aby tak było naprawdę. Różnice pomiędzy dzikim gatunkiem, a np. psem są znaczne. Pogląd, że człowiek po prostu selekcjonował zwierzęta ze względu na ich temperament, jest trudny do pogodzenia ze stosunkowo krótkim okresem, w którym obydwa gatunki przebywały ze sobą. Ponadto, dziki gatunek powinien mieć wzorce zachowania, które ułatwiają udomowienie, a taką cechę trudno uznać za podlegającą ewolucji*. Z wielu powodów lepiej uznać, że udomawiany pies przenosił nabyte cechy na potomstwo. Teorię dziedziczenia cech nabytych rozwinął przed Darwinem Jean Baptiste Pierre Antoine de Monet, kawaler de Lamarck (1744—1829). Została ona jednak zastąpiona koncepcją doboru naturalnego. Przez ponad sto lat w nauce utwierdzony został pogląd, że cechy są przekazywane dzięki mutacji i selekcji, nie zaś przez pozyskiwanie. Odkrycia genetyczne rozpoczęte pionierskimi krzyżowaniami groszku przez morawskiego mnicha, Grzegorza Mendla, doprowadziły do powstania teorii, że cechy są uwarunkowane dziedzicznie i poprzez geny przekazywane z pokolenia na pokolenie. W modelu tym jednak nie ma miejsca na przekazywanie cech nabytych za pośrednictwem DNA. Co w takim * Jak udowodniły badania nad domestykacją krewniaka psa, lisa pospolitego, proces selekcji pod kątem określonego zachowania mógł trwać bardzo krótko - zaledwie dwadzieścia parę lat. Ponadto pies pod względem zachowania nie różni się aż tak bardzo od swojego przodka, wilka (przyp. tłum.). 216 razie począć ze zmianami wynikłymi w trakcie udomowienia psa? Myślę, że jest możliwy inny mechanizm dziedziczenia. Materiał genetyczny znajduje sienie tylko w jądrze, lecz także w mitochondriach i jest przekazywany z rodzica na potomka, bez rekombinacji. Mitochondria znajdują się w cytopla-zmie komórki. Komórka jajowa powiększa się w czasie dojrzewania przy udziale komponentów, które towarzyszą doświadczeniom zdobywanym przez samicę. Sądzę, że na tej drodze istnieje możliwość pewnej modyfikacji w czasie życia organizmu, która pozwala na przekazywanie cechy nabytej do następnego pokolenia. Nawiasem mówiąc, badanie różnych ras psów jest zajęciem bardzo pożytecznym. Hodowcom udało się utrwalić określone zachowania u różnych typów: pitbulterier jest agresywny, labrador retriever łagodny itd. Oznacza to, że cechy behawioralne u psa mają wyraźny komponent genetyczny i w przypadku kłopotu z rozrodem cennych osobników warto jest stosować niekonwencjonalne techniki (np. sztuczne unasiennianie, rozmnażanie in vitro itd.) Intrygująca wydaje się też istniejąca u psów zbieżność pomiędzy behawioralnymi cechami a morfologią (budową ciała). Np. rasy psów obrończych wyglądają groźnie, a psy do towarzystwa też można rozpoznać po wyglądzie. Czy jest tak, ponieważ geny wywołujące agresywność są sprzężone z warunkującymi określoną budowę ciała, czy też obydwie cechy połączyli ludzie w trakcie udomowienia i hodowli?* Podsumowując: być może dziedziczenie cech nabytych jest biologiczną możliwością. Jeśli tak, to wskazówek należy oczekiwać w dziedziczeniu cech zachowania się zwierząt. Wartość życia Wielu ludzi nauczyło się już doceniać dobrodziejstwo różnorodności życia. Ogrodnicy coraz lepiej rozumieją rośliny i zaspokajają ich potrzeby, wyrażane za pomocą subtelnych sygnałów. Miłośnicy zwierząt są związani emocjonalnie ze swoimi ulubieńcami, a czasem zarażają tą pasją innych ludzi. W czasie jednej z konferencji, poświęconej zwierzętom, usłyszałem * Korelacja wyglądu z określonym temperamentem i agresywnością nie jest aż tak ścisła. Foksterier czy standardowy sznaucer są psami o „niewinnym wyglądzie", lecz do łagodnych nie należą. Przeciwnie natomiast, groźnie wyglądający bernardyn okazuje się zazwyczaj łagodny. Tak więc to hodowcy połączyli odpowiednie cechy pokroju (wyglądu) i behawioru (zachowania) psa (przyp. tłum.). 217 komentarz przysłuchującego się dyskusji wybitnego naukowca. Opowiadał on o tym, jak często ludzie nie uświadamiają sobie więzi ze zwierzętami. - Jeśli chodzi o nasz stosunek do zwierząt, określa go jeden prosty test — powiedział. — Wyobraź sobie, że wyjeżdżasz samochodem zza zakrętu na wąską drogę i musisz wybierać pomiędzy uderzeniem w zwierzę lub w człowieka. To, co odpowiesz sobie na postawione tak pytanie, określi twój priorytet - dodał. Tego samego wieczoru przepytałem na ten temat bywalców pewnego wiejskiego pubu. Jedna trzecia pytanych wahała się, co odpowiedzieć. Dwie lub trzy osoby stwierdziły, że istotna dla nich byłaby ściślejsza identyfikacja „celów". Jedna z pytanych kobiet podkreślała z naciskiem, że ludzie są zawsze gorsi od zwierząt, bo świadomie popełniają czyny, których nie można przypisać zwierzętom, więc zdecydowałaby się raczej na uderzenie w człowieka niż w zwierzę. Dla ludzi, którzy nie interesują się zwierzętami, taka postawa może wydać się szokująca. A jednak niejeden człowiek woli zwierzęta od ludzi i musimy się z tym pogodzić, choć często trudno jest akceptować odmienne poglądy. Niezwykłe poświęcenie wielu ludzi dla zwierząt jest faktem. Dla samotnych, pozbawionych rodziny i przyjaciół osób psychiczne wsparcie, które uzyskują poprzez kontakt zwierzętami, ma ogromne znaczenie. Łatwo jest wyśmiać tych, dla których towarzystwo zwierząt jest atrakcyjniejsze od obecności ludzi. Ale czy taka preferencja jest naprawdę dziwactwem, czy nie jest przypadkiem odzwierciedleniem gorzkich i rozczarowujących doświadczeń społecznych? Zakaz krzywdzenia zwierząt stał się nawet nakazem w niektórych religiach. Pozostaje to w sprzeczności z realiami przyrody, gdyż krzywda, jaką jedne gatunki wyrządzają innym, jest warunkiem przetrwania i równowagi ekosystemu. W świętych księgach religii znajdujemy obraz zwierząt drapieżnych, które zachowują się łaskawie wobec innych zwierząt. Księga Izajasza przedstawia niestety fałszywy wizerunek: „I będzie wilk gościem jagnięcia, a lampart będzie leżał obok koźlęcia. Cielę i lwiątko, i tuczne bydło będą razem"*. W przyrodzie zwierzęta są przedmiotem prześladowań ze strony innych zwierząt: polowanie, skradanie się, zabijanie, rozrywanie, pożeranie, to zachowania powszechnie spotykane. Orka (gatunek z rzędu waleni) podrzuca w powietrze ciało zabitej uchatki, tak jak kot bawi siew domu zdychającą myszą. Miłość ludzi do zwierząt także ma swoje granice — nie toleruje się obecności szczurów na strychu czy moli w szafie. Miłośnik roślin rzadko też żywi ciepłe uczucie do chwastu napotkanego na żwirowanej ścieżce. * Księga Izajasza 11,6 (Biblia... Wyd. Brytyjskie i Zagraniczne Towarzystwo Biblijne). 218 W ostatnim czasie naj gwałtowniejsze protesty wywołują naukowe eksperymenty na zwierzętach. Dotychczasowych osiągnięć jakiegokolwiek działu medycyny nie można sobie wyobrazić bez udziału w badaniach zwierząt laboratoryjnych. Lecz także tu, podobnie jak w przypadku zwierząt gospodarskich, nie można lekceważyć odczuć organizmów żywych. Ci, którzy wierzą w bezwzględny prymat życia ludzkiego, muszą przyjąć do wiadomości, że konsekwentnie człowiek powinien też wykazać bezwzględną wyższość swojego zmysłu moralnego. Cywilizowany człowiek jest humanitarny, a jednym z wyrazów takiej postawy jest wyrzeczenie się zadawania niepotrzebnego cierpienia wszystkim organizmom żywym. Zasady eksperymentowania na zwierzętach są skodyfikowane, obserwuje się także tendencję do całkowitego zaniechania używania organizmów żywych, zastępując je kulturami tkankowymi i modelowaniem in vitro. Wciąż jednak istnieją procedury doświadczalne, które można określić jako barbarzyńskie. Podstawową jednostką toksyczności stosowaną od dziesiątków lat przy badaniu nowych produktów jest tzw. test LD-50. Skrót ten rozumie się jako „dawka letalna (ang. lethal dose) 50 procent". Test LD-50 wykonuje się zwykle na albinotycznych szczurach laboratoryjnych. Podaje się badany specyfik i obserwuje, przy jakiej dawce pada 50% zwierząt. Test ten nie jest wiarygodnym wskaźnikiem toksyczności, ponieważ określa szkodliwość specyfiku dla szczurów, co niekoniecznie musi pokrywać się z danymi dla człowieka. Wiemy, że zróżnicowane wyniki stosowania leku uzyskane na kilku odmiennych gatunkach, doprowadziły toksykologów do konkluzji, że np. stosowanie Thalidomidu jest bezpieczne dla kobiet w ciąży. Tymczasem preparat ten miał deformujący wpływ na płód - następowało blokowanie normalnego kształtowania się kończyn. Straszliwe skutki „przetestowanego" leku spotykamy do dziś. Stosowanie testu LD-50 należy uznać po prostu za przejaw okrucieństwa wobec zwierząt. Jeśli określona dawka powoduje śmierć połowy osobników doświadczalnych, można spokojnie założyć, że duża część spośród pozostałych też cierpi. Usprawiedliwieniem ma być stwierdzenie, że szczury to „tylko zwierzęta", a zatem konsekwencje doświadczenia są nieistotne. Nie jest to właściwe podejście do problemu. Powinnością człowieka jest podtrzymywanie sieci współzależności pomiędzy organizmami żyjącymi na Ziemi i właściwa opieka nad zwierzętami pozostającymi pod naszą pieczą. Zwierzęta laboratoryjne są organizmami odczuwającymi i zadawanie im niepotrzebnych cierpień należy uznać za niewybaczalne. Interesujące, że głównym zwierzęciem doświadczalnym jest szczur. Jak wiadomo, człowiek ma głęboko zakorzenioną niechęć do tego zwierzęcia (być może dlatego, że szczur niezbyt łatwo daje się zastraszyć). 219 Jestem pewien, że stosowanie LD-50 wzbudziłoby większe protesty, gdyby do doświadczeń stosowano kocięta lub szympansy. Era humanitaryzmu położy kres podobnym, barbarzyńskim praktykom. Odrodzenie biologii i docenienie życia w całej jego różnorodności obudzi zainteresowanie otaczającymi nas roślinami i zwierzętami. Najważniejsze, to potrzeba zrozumienia życia, pojęcie, że oprócz poszukiwania sposobów eksploatacji innych organizmów, musimy wchodzić z nimi w rozmaite interakcje. Dawniej istniała tendencja do niszczenia życia, które pozostawało poza światem interesów człowieka. W Ameryce np. prowadzono kampanię na rzecz powszechnego stosowania insektycydów (środków owadobójczych), by całkowicie wyeliminować „latających wrogów". A przecież owady są nam potrzebne, choćby do zapylania roślin. W Europie podejmowano kroki, by przekształcić rzeki w „cieki czystej wody" poprzez eliminowanie wszelkich, drobnych form żywych, żyjących w wodzie. Nie zrozumiano, że czystość wody w rzekach zależy od mikroorganizmów. Kiedy naturalny ciek wodny uczynimy sterylnym, wtedy pierwszy glon, który pojawi siew wodzie, przekształci się wkrótce w duszący wszelkie życie nalot o konsystencji grochówki. Jako społeczeństwo ludzkie musimy zrozumieć globalną sieć zależności pomiędzy gatunkami roślin i zwierząt i traktować te zbiorowiska z respektem. Nowe milenium daje szansę, by stworzyć nowy witalizm, rewolucję w naukach o życiu. Nie będzie to tylko rozwój nauk redukcjonistycznych, jak biologia molekularna czy genetyka, ale nowe rozumienie interakcji organizmów. W XIX wieku wraz z pierwszym okresem bujnego rozwoju mikrobiologii zaczął wyłaniać się przed nami niewidoczny gołym okiem świat. W XX wieku wściekle szarpiemy się, by publikować przyczynkarskie prace o „małym wpływie" czegoś na coś. Obecnie nadszedł czas ku temu, by ogarnąć to wszystko spojrzeniem, zebrać dane i stworzyć nowe podstawy naukowego rozumienia świata. W XXI wieku będziemy potrzebowali nowego, holistycznego ujęcia, które uporządkuje odrębne dane w nowe zrozumiałe wzorce. Korzyści będą ogromne. Jako ludzie będziemy mogli lepiej zrozumieć swoje dzieci i docenimy znaczenie wpływu opieki rodzicielskiej. Nasze farmy staną się bardziej humanitarne, także przychodnie weterynaryjne będą bardziej przyjazne dla zwierząt. Zrozumiemy lepiej potrzeby roślin i zaczniemy autentycznie wyczuwać majestatyczny rytm życia. Wszelkie życie ma swój język. Zrozumienie go będzie naszym zadaniem w nowym stuleciu. Bibliografia Ackerman, Dianę, 1990, Natural History ofthe Senses. London: Chapmans. Addicott, F. T., 1982, Abscission. Berkeley and Loss Angels: University ofCalifornia Press. Aphalo, P. J', andBallare, C. L., 1995, 'Onthe importance of information-acąuiring systems in plant-plant interactions'. Functional Ecology, 9; 9-14. Attridge, T. H., 1990, Light and plant responses. London: Edward Arnold. Ballare, C. L., 1994, 'Light gaps: Sensing the light opportunities in highly dynamie canopy environments'. In Exploitation of Environmentał Heterogeneity by Plants. Ecophysiological Processes Above andBełow Ground: 73-110(Phy- siological Ecology), San Diego: Academic Press. Ballare, C. L., Scopel, A. L., Jordan, E. T., and Vierstra, R. K., 1994, 'Signaling among neighboring plants and the development of size ineąualities in plant popula- tions'. Proceedings ofthe National Academy of Sciences ofthe USA, [inpress]. Bayssade-Dufour, Christiane, 1979, L 'appareil sensoriel des cercaires, Paris: Editions du Museum. Binet, A., 1888, The Psychic Life of Microorganisms - A Study in Experimental Psychology. Chicago: OpenCourt. Bond, Nigel W. (ed.), 1984, AnimalModels in Psychopathology, London: Academic Press. Bruin, J, Sabelis, M. W., and Dicke, M., 1995, 'Do plants tap SOS signals from their infested neighbours?' Trends in Ecology and Evolution, 10: 167-170. Burton, J., 1970, Animal Senses. Newton Abbot: David & Charles. Coleman, James (ed.), c. 1990, Devełopment of Sensory Systems in Mammałs. New York: Chichester. Crail, T, 1983, Apetalkand Whalespeak: The Questfor Interspecies Communi- cation. Chicago: Contemporary Books. 221 Darwin, Charles, 1875, TheMovements andHabits ofCHmbingPlants (and) 1880, The Power ofMovement in Plants. (New edn, London: Pickering, 1988-89.) Downer, John, 1988, Supersense: Perception in theAn