Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1986. július-december (14. évfolyam, 27-52. szám)
1986-10-24 / 43. szám
TUDOMÁNY TECHNIKA ÚJ szú Az élővilág alkalmazkodóképessége szinte határtalan. Élőlényeket találtak már jégtáblába fagyva, nulla foknál hidegebb vízben lubickolva, gőzölgő hőforrásokban és izzó vulkánkráterek peremén. A különleges körülmények között élő lények vizsgálatától további gyakorlati haszon Is várható. Az első tavaszi napsugár jeladás lehet: a közép-európai hideg tél végét jelezheti. Ébredezhet az élővilág: a tetszhalott állapotba dermedt fák kihajtanak, a fagyos földben megbújt magvak kicsírázhatnak, a téli álmot alvó állatok felébredhetnek, a hideg évszakban is aktívak befejezhetik a folytonos „túlfűtést", amellyel állandó testhőmérsékletüket a zimankós időben is fenntartani kényszerültek. A hideg túlélésének ezek a bevett formái, legalábbis éghajlatunkon. Mert az élethez folyékony halmazállapotú víz kell, ezt biztosítani minden olyan élőlény kénytelen, amelynek élőhelyén fagypont alá csökken a hőmérséklet. A változó testhőmérsékletú állatok ilyenkor passzivitásba vonulnak. Vannak olyanok, amelyek különösen ellenálló, pete vagy báb alakban, de olyanok is, amelyek kifejlett formái védett helyen meghúzódva csökkentett anyagcserével vészelik át a hideg évszakot. Nem ismerjük még pontosan, hogy milyen anyagcsere-változások kísérik a nyugalmi életszakaszt: az oxigénfogyasztás csökkenése. a testhőmérséklet adott szintre való lehűtése, tulajdonképpen csak kísérötünet. Mi e változások sejtbiológiai, biokémiai alapja? Talán fajonként is különböző. A békák szervezetében például a külső hőmérséklet lehűlésének hatására növekszik a glicerinszintézis, „fagyállóval“ tölti fel testét az állat, ha van rá ideje. A hirtelen jött mínuszok ezért élet- veszélyesek, míg a fokozatos ütemű őszi lehűlés után túlélhetik a telet a kétéltűek. Találtak már gőtéket gleccserjégbe fagyva, s a megfigyelések szerint 2-3 év múltán is magukhoz tértek a mirelit-állatok. A téli álmot alvó emlősök esetében azt gyanítják, hogy az agy fokozott endorfin-termelé- se ad jelt a „téli üzemmódra" való átállásra: hatására csökken a légzés gyakorisága, a szívverés ritmusa, a pajzsmirigy hormontermelése - mindezek hatására a testhőmérséklet, bizonyos minimális értékig. Ha ezt eléri az állat (a sünnél ez plusz 4 fok), felébred és izomremegéssel, némelyek (például a pocok, a mókus) némi táplálkozással a határérték fölé fűti magát, s így folytatja az alvást. A közismerten álomszuszék medvék viszont nem is alszanak téli álmot. Téli nyugalmi periódusuk ugyanis minden más élőlényétől eltérő. Alig csökken a testhőmérsékletük (csak mintegy 2 fokkal), érzékenyen reagálnak a zavaró környezeti hatásokra (például a zajra), s majdnem változatlan szinten zajlanak anyagcsere-folyamataik, a kiválasztóműködések kivételével. Az ősszel felszedett zsírraktárak lebontásakor - eddig kiderítetlen módon - pontosan annyi víz keletkezik, ameny- nyit az állat elpárologtat, a fehérjeanyagcseréje pedig ebben az állapotban nem termel kiválasztandó méreganyagokat. Az északi vidékeken élők persze sokkal jobban hozzászoktak a zord időjáráshoz. A grönlandi pézsmatulkok, a sarki rókák és a farkasok, a jávorszarvasok a mínusz 45 fokos hideget is elviselik. A Déli-sarkon élő császár- és királypingvinek frakkja is melegen bélelt lehet: világukban nem ritka a mínusz 60-70 fokos tél sem. Néhány éve nagy meglepetést okozott a sarkkutató biológusok között, hogy még a nulla foknál alacsonyabb hőmérsékletű víz is hemzseg az élőlényektől, mégpedig a változó testómérsékletúek közé tartozóktól. (A sós víz a híg oldatok fagyáspont csökkenése miatt a nulla foknál kisebb hőmérsékleten fagy meg.) Néhány halfaj- például a fehérvérű jéghalak- a mínusz kétfokos vizet is kibírják. Apró bolharákokkal és féregszerű lényekkel táplálkoznak, ezek szintén „fagyállóak". Nem teljesen világos még a kutatók előtt, hogy a különleges hidegtúrú élőlények alkalmazkodásának mi a titka. Közös jellemzőnek tűnik a hidegtúrú növények és állatok, alacsonyabb- és magasabbrendü lények esetében, hogy sejtmembránjaik felépítésében lényegesen több hosszú szénláncú, telítetlen zsírsav vesz részt, mint a meleg- kedvelőkében. Még nagyobb alkalmazkodóképességről tesz tanúbizonyságot az élővilág „másik fele", azok, amelyek a meleg, sót a forró területek irányába tolják ki az életteret. A trópusi erdők, az egyenlítői füves puszták élővilága közismerten gazdag, de még a sivatagi perzselő nap alatt is élnek apró rágcsálók (ugróegerek), kígyók (például az egyiptomi szarvasvipera), pókok, skorpiók. Igaz, ezek az állatok éppen a legmelegebb időszakokban általában árnyas helyekre húzódva sziesztáznak. A melegvízú tavakban (például a kenyai Magadi- tóban) élő tilápiák plusz 40 fokos vízben lubickolnak, s az északamerikai fogaspontyok között találtak olyan fajt, amely a majdnem 50 fokos vizet is kibírja néhány percig. Ezek azonban kivételek. A gerinces állatok többségének a 40 fokos víz már a kritikus határt jelenti. Néhány ízeltlábú elviseli a 45-50 fokos környezetet, egyes rákok pedig 49-50 fokon még életképesek. Többsejtű állat 50 foknál melegebb helyen már nem él. Hasonló hőmérsékleti határ jellemző a növényekre: a magasabbrendü, szállítóedényes fajok 45 fokig, a mohák 50 fokig maradnak életben. Az ennél magasabb hőmérsékletű élőhelyeket már csak a mikroorganizmusok uralják. A protozoák és algák 55-60, egyes gombafajok pedig 62 fokig bírják a forróságot. Néhány éve még elképzelhetetlennek tartották, hogy a működő vulkánok, forró vizet kilövellő gejzírek vagy hőforrások közvetlen közelében élőlények lehetnek. Az utóbbi évek kutatásai azonban igencsak kitolták az élet határát: a fotoszintetizáló baktériumok életesélyei 70 fok fölötti hőmérsékleten már megszűnnek ugyan, de más szervetlen energiaforrásokat (szulfidot, ként, vasat) használó autotrof és heterotrof baktériumok egyes fajait megtalálták a víz forr- pontja feletti hőmérsékletű élőhelyeken is. Sőt, vannak olyan prokarióta fajok, amelyeknek életéhez éppen ez a hőmérséklettartomány biztosítja az optimális feltételeket. A prokarióták (sejtmag nélküli egysejtű mikroorganizmusok) mindkét csoportjában vannak ilyenek. Az Archebaktériumok valamennyi ismert faja szaporodik 90 fok körüli hőmérsékleten, s túlélés világbajnokai azonban az Eubak- tériumok közül kerülnek ki. A Pyrodictium fajok például 85-110 fok között növekednek, mégpedig 105 fokon a legerőteljesebben. A „normális" élőlények számára ez a forróság már elviselhetetlen. Fehérjéik kicsapódnak, nukle- insav molekuláik összetöredeznek, molekulaszerkezetük visszafordíthatatlanul károsodik a hő hatására - éppen ezért lehet egyáltalán kifőzéssel, forralással csírát- lanítani. A kivételes hótúró baktériumoknak azonban nyilvánvalóan stabilabb fehérjéik, fehérjeszintetizáló rendszereik és más sejtszer- vecskéik vanak. Mi a hőtűrésük molekuláris alapja? Nemcsak elméleti, biológiai, hanem gyakorlati okokból is keresik a választ a kutatók. A felderítés útja a hőtűrő fajok enzimfehérjéi aminosav-sor- rendjének meghatározása és összehasonlítása más rokon fajok, illetve hőérzékeny mutánsok fehérjeszerkezeteivel. A többoldalú enzimvizsgálat eredménye: a termofil fajok fehérjéinek nagyobb hőtúrése a molekulaszerkezet sajátosságaiból adódik. Bizonyos aminosavak beépülése, illetve ráépülése a láncra több keresztkötést és sóhidat hoz létre, ezek szilárdítják a láncmolekulát, gátat vetve a hőmérséklet emelkedésével fokozódó hömozgás szerkezetziláló hatásának. A fehérjeszintetizáló rendszer nagyobb hó- tűrését is elsősorban a riboszó- mák eltérő fehérjeösszetétele és molekulaszerkezete biztosítja. Az élővilág lenyűgöző alkalmazkodóképességét . számtalan érdekes megfigyelés példázza, de a kutatások természetesen túlmennek az egyszerű szemlélődés szintjén. Az embernek ugyanis alapvető érdeke, hogy a természet erőforrásait mind gazdaságosabban (és mind kevésbé környezet- rombolóan) aknázza ki. Szibéria távoli tájain, Kanada zord vidékein ugyanúgy szükség van megfelelő minőségű és mennyiségű táplálékra, mint a kellemes éghajlatú mediterrán lankákon. Az eleve hi- degtürő növények és állatok vizsgálata fontos tapasztalatokat nyújthat a kedvezőtlen körülmények között is nagyobb hozamú fajták kinemesítésére, termeltetésére, tenyésztésére. Napjaink egyik legerőteljesebb fejlődő kutatási-termelési ága, a biotechnológia viszont éppen a másik irányba kacsingat. A fermentációs folyamatok többségében előnyös lenne a környezeti hőmérséklet emelése, mert az általában növeli az anyagok oldé- konyságát, a diffúzió sebességét, csökkenti a viszkozitást és a víz felületi gőznyomását. Ezek a körülmények kedvezően hatnának a mikrobiológiai fermentációra, az előnyök kihasználásának viszont határt szab, hogy a munkára fogott mikroorganizmusok enzimjei nem hőtűróek. Sok mikrobiológiai folyamatot eleve gátol az a tény, hogy hőtermelö, s a melegedés akadályozza a tenyészet további fejlődését. Az alkohol- és ecetsav- gyártásban, a biomassza-lebontásban és más biotechnológiai iparágakban sokat várnak a hötű- rö képesség szerkezeti alapjainak részletes felderítésétől, illetve a termofil mikroorganizmusok lehetséges alkalmazásától. MONTSKÓ ÉVA Fagyállók és felforralhatok A TÚLÉLÉS VILÁGBAJNOKAI Majmok segítik a mozgássérülteket A legtöbb béna ember mások segítségére szorul - rokonéra vagy fizetett gondozóéra. A testi gátoltságot, sok esetben lelki és szociális feszültség is tetézi, ez súlyosbítja a depressziót, és fokozza a kiszolgáltatottság érzését. Amerikai kutatók rájöttek arra, hogy ezeknek a konfliktusoknak a többsége megszüntethető, ha a mozgássérültet nem ember, hanem állat segíti. A New York-i Albert Einstein kollégium rehabilitációs osztályán J. Willard irányításával 1977 óta csuklyás majmokkal folytatnak kísérleteket. Ezeket az állatokat megtanították arra, hogy olyan betegek segítségére legyenek, akiknek mind a négy végtagja béna. A kutatók közlése szerint, ezzel a módszerrel addig már jelentős eredményeket értek el. Mivel a csuklyás majmok roppantul tanulékonyak, hamar megtanulják az olyan, kisebb műveletek végzését, mint az ajtó kinyitása, a megnetofon-kazetták cserélése, könyvek átadása stb. A mozgás- sérült egy áliával irányítható mechanizmus révén fénysugárral jelöli meg a kellő művelet elvégzéséhez szükséges tárgyat. Minden egyes, pontosan végzett művelet után a majom a tolószékre erősítette, automatikus adagoló-készülékből jutalomban részesül - mégpedig a kedvenc csemegéjéből. Az ilyen háziállat - a fokozott függetlenség szavatolásán kívül - pszichikai hatást is kifejt a mozgássérültre. Mivel az állat tartásához gazdag képzelőerő, figyelmesség és ügyesség szükséges, j. Willard szerint a mozgássérült figyelme így némmiképp elterelódik a saját bajáról. Ez az új, szokatlan felelősség kiküszöböli a korábbi kisebbségi érzést. Mint Willard egyes páciensei név nélkül közölték, egy ilyen, nem mindennapi háziállat birtoklása a figyelem homlokterébe helyezi őket, és csökken korábbi, olykor teljes elszigeteltségük. Az orvostudomány fejlődése következtében a mind a négy végtagukra béna beteg várható élettartama is meghosszabbodik, ennélfogva szükséges az, hogy minél hamarább gondoskodjanak szociális rehabilitációjukról. Az amerikai kutatások eredményei megmutatják, hogy megfelelő figyelem révén meg lehet találni azokat a módszereket, amelyeknek igénybevételével javítható ezeknek a súlyos betegeknek az életminősége, szavatolható pszichikai és szociális igényeik jobb kielégítése. BADAR AKI A PÓKOKAT SZERETI... Az NDK-ban 693 „bennszülött“ pókfajt tartanak nyilván, s közülük már csak mintegy ötvenet nem tanulmányoztak tüzetesebben. A pókokat nemcsak a szakemberek vizsgálják, hanem egy tucatnyi műkedvelő is. A legeredményesebb köztük Dr. Martin. Ő az ország pókfajai közül már négyszázról készített leírást. A magát szakemberré képző pókbarát vizsgálódásainak gyűjteményes kötete ebben az évben jelenik meg. mi dühíti a darazsakat A támadó természetű redős- szárnyú darazsakat (Vespinae) szúrásra ingerli a feketére lesült ember bőre és az élénk színű vagy virágos mintájú ruha. Ugyancsak gyakran késztetik őket támadásra az erősen illatosított kozmetikai szerek és a hajlakk. A mainzi egyetem bőrgyógyászai szerint az embert a darazsak támadó kedve ellen legjobban az védi meg, ha fehér, zöld vagy világosbarna ruhában jár, s kerüli az erős illatú kozmetikai szereket. VESZÉLYBEN A HEGYI GORILLÁK A hegyi gorillák (Gorilla gorilla beringei), az emberszabású majmok családjának a gorillák neméhez tartozó egyik „formáját" a kipusztulás veszélye fenyegeti. Mindössze négyszázra becsült állományuk utolsó példányai az Egyenlítőtől délre, főképp Ruanda vulkáni hegyeiben, a magasan lévő lejtők őserdőiben - többnyire egy-két nőstényből, négy-öt hímből és sok fiatal majomból álló - hordákban élnek. G. B. Schalter amerikai kutató, aki a hegyi gorillák életét 1959 és 1961 között az akkori Belga Kongóban (ma Zairéban) tanulmányozta, azt állapította meg, hogy ellentétben „rossz" hírükkel, nagyon békés növényevők. Ót követően Ruandában az ugyancsak amerikai Diana Fossey kutatónö tizennyolc éven át tanulmányozta az életüket. Ó is azt tapasztalta, hogy ezek a nagy erejű majmok roppant békések. Ám ő arról is beszámolt, hogy olykor összeverekednek. Sebesülésre vezető összecsapás azonban csak akkor támad felnőtt hegyi gorillák között, ha vagy egyikük, vagy mindketten nincsenek tisztában a csoportban uralkodó szabályokkal. De ilyesmit mindössze három ízben tapasztalt. DINOSZAURUSZ TOJÁSOK A dinoszaurusztojások ezreit, közöttük akár 30 tojást is tartalmazó fészkeket fedezett fel a Góbisivatagban tevékenykedő mongol- -szovjet expedíció. Számos tojás fejlődésük különböző szakaszában tartalmazza a dinoszauruszembriókat - ezeket összehasonlítva az ugyanezen a vidéken talált teljes csontvázakkal, többet tudhatunk meg róla, hogy miként fejlődtek, és miként tűntek el ezek az óriás őshüllők. A leletek arra vallanak, hogy a dinoszauruszok 60-70 millió évvel ezelőtt pusztultak ki erről a vidékről is. A Góbisivatag a dinoszauruszleletek kincsesháza - a száraz klíma és a különleges talaj kitűnő állapotban őrizte meg a maradványokat. CÁPÁK GYÓGYSZERE Grúz halászok megkezdték a fekete-tengeri cápák rendszeres halászatát, azzal a céllal, hogy a gyógyszergyárakban nagy hatású gyógyszert készítsenek belőlük a krónikus gyulladások kezelésére. A crambex elnevezésű készítménynek serkentő hatása van a szervezetre. Felhasználható a lassan gyógyuló sebek kezelésére, de növeli a sejtek stabilitását a mérgező hatásokkal szemben és korrigálhatja a vér összetételének kiegyensúlyozatlanságát is. A fekete-tengeri cápa múltja há- rommmillió évre nyúlik vissza. Életben maradásához messzemenően alkalmazkodnia kellett a környezet változásaihoz. Ehhez az evolúció során különleges hatékony bioaktív anyagai fejlődtek ki, különösen nagy hatású enzimjei. A crambex gyártása már megkezdődött, ugyanakkor folytatódik a további bioaktív hatóanyagok kutatása is. Az egyik szovjet kutatóhajó fedélzetén berendezett úszó biológiai kutatóközpontban megpróbálnak olyan vegyületeket elkülöníteni a tenger növényeiből és állataiból, amelyeknek hasznát vehetnék a gyógyításban vagy a népgazdaság más területein. ERDŐSÍTŐ denevérek Melvin D. Tuttles, a Milwaukee-i múzeum igazgatója a denevéreket tanulmányozza évtizedek óta a világ különböző részein. Vizsgálatai meghökkentő eredménnyel jártak. A „repülő róka", egy nagyméretű denevérfaj például elfogyasztja számos trópusi fa és cserje gyümölcsét. Repülés közben ürülékével a földre hullajtja az elfogyasztott gyümölcs magvait. Ennek a „magszórásnak“ fontos szerepe van a szárazság vagy tűz következtében elpusztult erdőségek újratelepítésében.
