Дикі ліки

Деякі тварини навчились використовувати рослини для самолікування

17 січня 2014 року о 9:30 ранку

У експедиції на початку своєї кар'єри Майкл Хаффман спостерігав за групою шимпанзе в східноафриканських джунглях, коли дослідник приматів зробив дивовижне спостереження. Мати-шимпанзе лежала хвора на ліжку з гілок на дереві, коли її дворічний син піднімався небезпечно високо. Занадто хвора, щоб лаяти або збивати своє потомство, вона просто ігнорувала його.

Через деякий час самка шимпанзе зібрала енергію, щоб піднятися на землю. Потім вона повільно піднялася до куща. Хаффман спостерігав, як вона виймає кілька гілок. Відшарувавши кору, шимпанзе пережовував внутрішню кістку. Далі вона висмоктала сік.

Вихователі та батьки, підпишіться на шпаргалку

Щотижневі оновлення, які допоможуть вам використовувати Наукові новини для студентів у навчальному середовищі

З досліджень в Університеті Кіото в Інуямі, Японія, Хаффман багато знав про шимпанзе та їх поведінку. Він ніколи раніше не бачив одного з приматів і навіть не виявляв інтересу до цього чагарнику. Тож він запитав свого наукового співробітника Мохамеді Сейфу Калунде, що це таке.

- Мьонсо, - сказав Калунде. Представник місцевого племені Тонгве, Калунде сказав Хаффману, що гіркий на смак чагарник був лікувальним. Він пояснив, що члени його племені в Танзанії використовували його для лікування болю в животі, малярійної лихоманки і навіть кишкових інфекцій, викликаних паразитами.

Раптом Хаффман згадує про той день 1987 року: "Я був дуже збуджений". Хаффман зрозумів, що він, можливо, був першим вченим, який пройшов навчання в університеті і спостерігав за тваринами, які приймали ліки. Точніше кажучи, він, ймовірно, був першим вченим, який зрозумів, що тварина зробила це з розумінням того, що вона лікує себе.

Протягом наступних років подальші спостереження Хаффмана виявили інших шимпанзе, які використовували той самий чагарник, щоб вилікувати себе від недуг. Його відкриття змінило спосіб вчених вивчати, що їдять тварини, говорить Марк Хантер. Він еколог з Мічиганського університету в Ен-Арбор.

"Коли ми спостерігаємо за тваринами, котрі вишукують їжу в природі, нам зараз потрібно запитати:" Вони відвідують продуктовий магазин чи відвідують аптеку? ", - пояснює Хантер.

Фармацевти-тварини також носять білі халати - але лише якщо вони шерстисті вівці. Дослідження показують, що вівці будуть шукати і їсти листя рослин з високим вмістом гірких сполук, які називаються дубильними речовинами. Ці сполуки допомагають вівцям позбутися паразитів, які можуть послабити або навіть вбити сільськогосподарських тварин. Як видно тут, поголів’я худоби може перешкодити їм дістати лікарські рослини, які вони зазвичай шукають. Ромен Кабассу, Центр екології Зеленого каньйону, Логан, штат Юта

Гнойові докази

До зустрічі з цим хворим шимпанзе Хаффман чув казки про самолікування тварин. Наскільки він знав, вони були саме такими - історіями. Ніхто не підтвердив, що хвора тварина може шукати щось, що, на її думку, полегшить її дискомфорт або біль. Тоді більшість вчених вважали, що лише люди знають достатньо, щоб лікувати хворих продуктами харчування або іншими препаратами - ліками - для відновлення свого здоров'я.

На наступний день після того, як він спостерігав, як мама шимпанзе висмоктувала сік мьонсо, Хаффман ще більше переконався, що вона навмисно лікувала себе. Здавалося, вона повністю одужала. Насправді він з Калундою мав проблеми з нею стежити за нею, коли вона мчала по джунглях, ляпаючи землею і бурчачи, коли її син не встигав.

Пізніше кал шимпанзе підтвердив наміри Хаффмана. Він зібрав зразки її калу як до, так і після того, як вона висмоктала сік з гілок рослини mjonso.

У навозі шимпанзе пройшло перед тим, як з'їсти рослину, Хаффман нарахував 135 яєць від звичайного паразитичного хробака. Глист атакує стінки шлунка, викликаючи біль. Потім він дослідив, що вона викормила лише через 24 години після з’їдання рослини. Цей гній містив лише 15 яєць паразитів, або лише 11 відсотків більше. Знахідка дозволила припустити, що шимпанзе навмисно з’їв мьонсо, щоб позбутися хворобливої паразитарної інфекції.

З роками Хаффман продовжував спостерігати, як інші шимпанзе їли мьонсо і одужували приблизно протягом доби. Докази свідчать, що всі заразилися одним паразитичним хробаком: Oesophagostomum stephanostomum (Es oh FAY go STOH mum STEF ah no STOH mum).

Будь-який лікарський хімік був би розумним взяти до відома таку поведінку тварин, каже Хантер, еколог. "Ми можемо дізнатись багато нового про те, як лікувати паразитів та хвороби, спостерігаючи за іншими тваринами", - говорить він.

Дійсно, Хаффман врешті-решт працював із хіміками-рослинами, щоб проаналізувати, що є в mjonso. Офіційна наукова назва чагарника - Vernonia amygdalina (Ver NON ee ah Ah MIG dah LEE nah). Експерти виявили, що він містить кілька хімічних речовин, токсичних для паразитів. Хаффман підозрює, що mjonso містить хімічні речовини, оскільки рослинам, як і тваринам, потрібно захищатися від паразитів. І єдиний спосіб, яким рослини можуть отримати доступ до захисної отрути, - це зробити її.

Хіміки рослин виявили, що mjonso містить хімічні речовини, які отруюють ракові клітини. Тож наркологи зараз досліджують, як вони можуть використовувати природні хімічні речовини чагарника для лікування хворих на рак.

Коли «аптека» стоїть через паркан

Є й інші уроки, які можна навчитися, спостерігаючи, які лікарські рослини тварини вирішили їсти, зазначає Хуан Віллалба. Цей біолог є експертом з поведінки на видобуток тварин в Університеті штату Юта в Логані. Його робота вказує на шкоду, яка може спричинити обмеження доступу огороджених овець, кіз, лам та інших сільськогосподарських тварин до певних рослин.

У всьому світі ці та інші худоби стикаються з зараженням іншим паразитичним хробаком - головним вбивцею, що називається Haemonchus contortus (Hee MON kuss Kon TORT uss). Паразит харчується кров’ю своїх господарів. Це вбиває або послаблює тварин. Наприклад, вівці, заражені цим паразитом, виробляють менше молока та низької якості вовни. І на відміну від інших кишкових паразитів, цей хробак часто не діагностується, поки його господар не ослабне до точки майже смерті.

У серії досліджень, розпочатих у 2008 році, команда Віллалба показала, що вівці, заражені цим хробаком, часто шукають рослини, що містять високий рівень дубильних речовин. Дубильні речовини - це група гірких хімічних сполук, що містяться в багатьох рослинах, включаючи дуб, каштан, секвойю та кебрахотри.

З’ївши листя багатих на танін рослин, у заражених овець у фекаліях було лише вдвічі менше яєць паразитів, ніж до вживання цих продуктів, виявив Віллалба. "Ці тварини набагато розумніші, ніж ми думаємо", - підсумовує Віллалба. Це пов’язано з тим, що вівці не тільки знають, які рослини можуть покращити їх самопочуття, але й, здається, знають, скільки цих рослин їсти.

Дані Віллалба показують, що вівці з більшою кількістю черв’яків з’їдять більше багатих таніном рослин. Але лише до певного моменту. "Коли вони переїдають, вони починають відчувати негативні наслідки і припинять", - пояснює він. Ці негативні ефекти включають біль у животі.

Справжня проблема виникає, коли люди загоняють худобу в загонах. Це обмежує, які рослини можна їсти тваринам.

Мама вирушає в аптеку - засмічений тротуар Мехіко - у пошуках фільтрів від недопалків. Вплетені в її гніздо волокна цих фільтрів роблять м’який матеріал для гніздування. А нікотин, який несуть волокна, відлякує паразитів, які можуть турбувати молодих пташенят. Віктор Аргаез

Звичайно, фермери можуть лікувати заражених овець препаратами від глистів, щоб знищити паразитичних черв’яків. Однак дослідження калу кожної вівці на наявність яєць глистів вимагає великої праці. Ось чому багато фермерів часто використовують наркотики для лікування цілої зграї одночасно. Фермери роблять це незалежно від того, заражена кожна тварина чи ні. З часом такий вид надмірного вживання наркотику може зробити неефективним.

Як пояснює Віллалба, коли велика кількість паразитів піддається дії ліків, у деяких з них може бути генетична мутація, яка заважає лікам вбивати їх. (Мутація - це зміна, яка відбувається з геном. Ген - це ділянка ДНК, що містить інструкції щодо однієї або кількох видів діяльності клітин окремого організму.)

Хоча ліки знищить більшість паразитів, будь-який із захисною мутацією виживе і розмножиться. Дійсно, розмножуватися можуть лише ті паразити.

Незабаром єдиними паразитами, які можуть заразити овець, будуть імунітети до дії препарату. Як тільки це трапляється, ліки марні.

Фермери можуть уникнути цього, надавши хворим вівцям можливість шукати та їсти лікарські рослини. Фермерам потрібно буде вживати наркотики лише в крайньому випадку, коли їхні тварини мають особливо погану паразитарну інфекцію.

Тут є урок для фермерів, які огороджують свою худобу, каже Віллалба. "Ми повинні запропонувати їм більше вибору їжі", - говорить він. "Чим більше вибору, тим більше шансів бути здоровими".

Сигарети для боротьби зі шкідниками

Аптека природи - не єдине місце, де тварина може “купувати” ліки. Деякі птахи можуть нишпорити у смітті.

Тютюн, природно, містить високий рівень нікотину. Навіть недопалки викурених сигарет можуть містити значну кількість нікотину. Цей факт, мабуть, не залишився поза увагою домашніх горобців та домашніх зябликів - принаймні тих, що оточують Мехіко.

Костянтино Мачіас Гарсія та його команда з Національного автономного університету Мексики дослідили 80 гнізд зябликів та горобців у своєму містечку в Мехіко. У кожному вони знайшли фільтруючий матеріал із недопалків. Птахи вплели волокна фільтра в ці гнізда.

Залишається незрозумілим, чому це зробили птахи. Мачіас Гарсія каже, що птахи, що гніздяться, можуть покладатися на волокна як на джерело утеплювача. Або вони можуть на власному досвіді дізнатися, що матеріал допомагає утримувати гнізда без паразитів.

Нікотин природним чином відлякує ряд пташиних паразитів, таких як кліщі та воші. Ці паразити можуть послабити заражених птахів - особливо молодих. Але "чим більше волокон у гніздах, тим менше кліщів та вошей ми виявили", - сказав Маціас Гарсія в новинах Science News for Students. Його команда повідомила про свої спостереження в 2012 році в британському науковому журналі Biology Letters.

Потенційна проблема: недопалки містять хімічні речовини, що викликають рак. Тож Мачіас Гарсія зараз шукає будь-яких ознак того, що птахи можуть постраждати, зробивши токсичні недопалки частиною своїх будинків.

Хворі монархи знаходять «аптечні» буфети

Паразити також можуть переслідувати комах. Принаймні одна комаха - метелик монарх - знайшла спосіб лікування своїх немовлят, щоб вони уникнули зараження звичайним і потенційно калічим паразитом. Метелики роблять це, відкладаючи яйця на джерело їжі, яке може бути смертельним для паразитів.

Це те, що Університет Мічиганського мисливця виявив у 2010 році під час роботи в теплиці в Університеті Еморі в Атланті, штат Джорджія, разом з Яапом де Рудом. Де Руд - еволюційний біолог в Еморі.

У цьому випадку паразитом є звичайний найпростіший, який називається Ophryocystis elektroscirrha (OFF ree oh SIS tiss E LEK troh SKUR rah), також відомий як OE. (Найпростіші - це тип одноклітинних організмів. Деякі найпростіші, включаючи ОЕ, викликають захворювання.)

Найпростіші ОЕ заражають монархів протягом усього життєвого циклу метелика. Більша частина шкоди, яку наносять найпростіші, виникає, коли метелики ростуть у дорослому віці, під час стадії лялечки.

Навіть ті заражені метелики, які справді виживають, залишаються слабкими, вразливими до хвороб і не можуть мігрувати на великі відстані. "Це все одно, що тривати довго, коли у вас грип", - сказав Хантер у виданні Science News for Students. Паразит також зменшує кількість потомства, яке можуть мати метелики. Це може навіть скоротити їхнє життя.

Насправді ОЕ описували як "аркового ворога" цієї комахи.

Однак монархи не безпорадні проти цього ворога. Ретельні спостереження показали, як матері-монархи відбиваються проти ОЕ.

Жінки-монархи шукають рослини молочаїв, щоб відкласти яйця. Після вилуплення личинок монарха новонароджені гусениці харчуються листям рослини.

Зазвичай гусениці монархів обідають на будь-якому з декількох видів молочаїв. Однак Хантер і де Руд помітили, що гусениці монархів, які їли листя тропічних молочаїв, мали лише приблизно на третину стільки паразитів, скільки паразитів, які їли болотяну молочай.

Щоб з’ясувати, чому, Хантер і де Руд провели експеримент. Вони помістили самки метеликів-монархів у закритий простір. Потім дослідники дали матерям вибір рослин, на яких вони могли б відкласти яйця: тропічний молочай або болотний молочай.

Неінфіковані самки не виявляли переваги до жодного виду. Але заражені метелики майже завжди вибирали тропічний молочай. Що робить цю рослину особливою, це те, що вона виробляє більш високі рівні групи хімічних речовин, званих карденолідами (Kar DEN oh leidz).

Карденоліди призводять до витоку мембран, що оточують клітини. Вчені підозрюють, що це ускладнює нормальну роботу цих клітин. І це може вбити деякі організми, включаючи ОЕ. Але не монархів. Цей метелик розробив генетичну стійкість до карденолідів.

Отже, коли мати-монарх відкладає яйця на тропічних молочаях, її личинки вилуплюються і починають поїдати рослину. І оскільки гусениці поглинають карденоліди як частину кожного прийому їжі, будь-які найпростіші, заражаючи їх, будуть отруєні та загинуть.

"Це так неймовірно круто", - каже Хантер. "Замість того, щоб нести яйця в продуктовому магазині, мати-монарх відкладає їх в аптеку".

Дійсно, додає де Руд, "Це показує, що навіть дуже прості істоти можуть користуватися ліками".

Однак обидва вчені швидко зазначають, що імітація тварини за допомогою однієї і тієї ж лікарської рослини може бути надзвичайно небезпечною.

Наприклад, Хантер зазначає: “Є деякі рослини, які носоріг або слон можуть вживати в їжу як ліки, які вбивають нас мертвими від серцебиття”.

Слова влади

Клітинна мембрана Тонкий шар тканини, що оточує клітину.

еволюційний біолог Хтось, хто вивчає адаптивні процеси, які призвели до різноманіття життя на Землі. Ці вчені можуть вивчати безліч різних предметів, включаючи мікробіологію та генетику живих організмів, те, як види змінюються, щоб адаптуватися, та скам'янілість (щоб оцінити, як різні давні види пов'язані між собою та з сучасними родичами).

кал Тверді відходи організму, що складаються з неперетравленої їжі, бактерій та води. Кал більших тварин іноді також називають гноєм.

корм Щось шукати, особливо їжу.

генетична мутація Деякі зміни, що відбуваються з геном у ДНК організму. Деякі мутації відбуваються природним шляхом. Інші можуть бути спричинені зовнішніми факторами, такими як забруднення навколишнього середовища, радіація, ліки або щось у раціоні.

личинки Молодняк багатьох тварин, включаючи комах, риб та деяких паразитів.

передозування Їсти або пити більше рекомендованої кількості чогось, що може бути токсичним, наприклад, алкоголю чи ліків.

танін Червонувато-гіркий рослинний хімікат, який використовується для засмаги шкіри. Дубильні речовини також є природним пестицидом. Пестициди вбивають шкідників, таких як щури, комахи та воші.

паразит Істота, яка отримує користь від іншого організму, якого називають господарем, але не забезпечує йому ніяких переваг. Класичні приклади паразитів включають кліщів, бліх та солітерів.

примат Порядок ссавців, що включає людей, мавп, мавп та споріднених тварин.

найпростіші (множина: найпростіші) Будь-який з багатьох типів одноклітинних організмів, більшість із них занадто малі, щоб їх можна було побачити неозброєним оком. Вони включають амеб, парамецій та багато інших. Деякі можуть викликати захворювання у людей та інших тварин.

опір (як при резистентності до наркотиків) Зниження ефективності препарату для лікування захворювання, як правило, мікробної інфекції.