Unele animale au învățat cum să folosească plantele pentru a se vindeca singure

17 ianuarie 2014 la 9:30

medicina

Într-o expediție la începutul carierei sale, Michael Huffman urmărea un grup de cimpanzei într-o junglă din Africa de Est, când cercetătorul primat a făcut o observație surprinzătoare. O mamă cimpanzeu zăcea bolnavă pe un pat de ramuri dintr-un copac, în timp ce fiul ei de doi ani urca periculos de sus. Prea bolnavă ca să-și certeze sau să-și dea jos descendenții, pur și simplu l-a ignorat.

O vreme mai târziu, femela de cimpanzeu a convocat energia pentru a urca la pământ. Apoi s-a îndreptat încet spre un arbust. Huffman privi cum scoate mai multe ramuri. După ce a decojit coaja înapoi, cimpanzeul a mestecat șanțul interior. Apoi, a supt sucul.

Educatori și părinți, Înscrieți-vă pentru foaia de înșelăciune

Actualizări săptămânale pentru a vă ajuta să utilizați Știri științifice pentru studenți în mediul de învățare

Din cercetările sale de la Universitatea Kyoto din Inuyama, Japonia, Huffman știa multe despre cimpanzei și comportamentul lor. Nu mai văzuse niciodată unul dintre eșantioanele primatelor și nici măcar nu arăta interes pentru acest arbust. Așa că l-a întrebat pe asistentul său de cercetare, Mohamedi Seifu Kalunde, despre ce este vorba.

- Mjonso, spuse Kalunde. Un membru al tribului local Tongwe, Kalunde i-a spus lui Huffman că arbustul cu gust amar era medicinal. El a explicat că membrii tribului său din Tanzania l-au folosit pentru a trata durerile de stomac, febra malarică și chiar infecțiile intestinale cauzate de paraziți.

Dintr-o dată, Huffman își amintește despre acea zi din 1987: „M-am emoționat cu adevărat”. Huffman și-a dat seama că ar fi putut fi primul om de știință instruit în universitate care a urmărit un animal care ia medicamente. Mai exact, el a fost probabil primul om de știință care și-a dat seama că animalul a făcut acest lucru cu înțelegerea faptului că se îngrijește singur.

În următorii ani, observațiile ulterioare ale lui Huffman au dezvăluit alți cimpanzei care foloseau același arbust pentru a se vindeca de afecțiuni. Descoperirea sa a schimbat modul în care oamenii de știință studiază ce mănâncă animalele, spune Mark Hunter. Este ecolog la Universitatea Michigan din Ann Arbor.

„Când privim animalele care caută hrană în natură, acum trebuie să ne întrebăm„ vizitează magazinul alimentar sau vizitează farmacia? ””, Explică Hunter.

Farmaciștii cu animale poartă și haine albe - dar numai dacă sunt oi de lână. Cercetările arată că oile vor căuta și vor mânca frunzele plantelor bogate în compuși amari numiți tanini. Compușii ajută oile să se elibereze de paraziți care pot slăbi sau chiar ucide animalele de la fermă. Penningul la animale, așa cum se vede aici, îi poate împiedica să ajungă la plantele medicinale pe care le-ar căuta de obicei. Romain Cabassu, Green Canyon Ecology Center, Logan, Utah

Dovezi dung

Înainte de întâlnirea cu acest cimpanzeu bolnav, Huffman auzise povești despre animale care se auto-medicau. Din câte știa, erau doar atât - povești. Nimeni nu a confirmat că un animal bolnav ar putea căuta ceva despre care știa că îi va ameliora disconfortul sau durerea. Pe atunci, majoritatea oamenilor de știință credeau că doar oamenii știu suficient pentru a trata bolnavii cu alimente sau alți agenți - medicamente - pentru a-și restabili sănătatea.

A doua zi după ce îl văzuse pe mama cimpanzeul sugând sucul de mjonso, Huffman a devenit și mai convins că s-a tratat în mod deliberat. Părea că și-a revenit complet. De fapt, el și Kalunde au avut probleme să o urmărească în timp ce ea trecea prin junglă, plesnind pământul și mormăind când fiul ei nu a ținut pasul.

Mai târziu, fecalele cimpanzeului au confirmat înțelegerea lui Huffman. El a colectat mostre de fecale atât dinainte, cât și după ce a aspirat sucul din ramurile plantei mjonso.

În balegă trecuse cimpanzeul înainte de a mânca planta, Huffman a numărat 135 de ouă dintr-un vierme parazit comun. Viermele atacă peretele stomacului, provocând durere. Apoi, el a examinat ceea ce a scos ea la 24 de ore după ce a mâncat planta. Balega respectivă conținea doar 15 ouă de paraziți, sau doar 11%. Descoperirea a sugerat că cimpanzeul a mâncat deliberat mjonso pentru a scăpa de o infecție parazitară dureroasă.

De-a lungul anilor, Huffman a continuat să asiste la alți cimpanzei mâncând mjonso și recuperându-se în decurs de aproximativ o zi. Dovezile ar arăta că toți au fost infectați cu același vierme parazit: Oesophagostomum stephanostomum (Es oh FAY go STOH mum STEF ah no STOH mum).

Orice chimist medicamentos ar fi înțelept să ia act de un astfel de comportament animal, spune Hunter, ecologistul. „Putem învăța multe despre cum să tratăm paraziții și bolile, urmărind alte animale”, spune el.

Într-adevăr, Huffman a lucrat în cele din urmă cu chimiștii din plante pentru a analiza ceea ce este în mjonso. Numele științific formal al arbustului este Vernonia amygdalina (Ver NON ee ah Ah MIG dah LEE nah). Experții au descoperit că conține mai multe substanțe chimice toxice pentru paraziți. Huffman suspectează că mjonso conține substanțe chimice, deoarece plantele, ca și animalele, trebuie să se apere împotriva paraziților. Și singurul mod în care plantele pot avea acces la o otravă de protecție este de a o face.

Chimiștii din plante au descoperit că mjonso conține substanțe chimice care otrăvesc și celulele canceroase. Deci, chimiștii de droguri investighează acum cum ar putea folosi substanțele chimice naturale ale arbuștilor pentru a trata persoanele cu cancer.

Când o „farmacie” este peste gard

Există alte lecții de învățat observând ce plante medicinale aleg animalele să mănânce, notează Juan Villalba. Acest biolog este expert în comportamentul de hrănire a animalelor la Universitatea de Stat din Utah din Logan. Lucrările sale au arătat răul care poate proveni din limitarea accesului pe care îl au oile, caprele, lamele și alte animale de fermă la anumite plante.

La nivel mondial, aceste animale și alte animale se confruntă cu infecția de către un alt vierme parazit - un ucigaș major numit Haemonchus contortus (Hee MON kuss Kon TORT uss). Parazitul se hrănește cu sângele gazdelor sale. Asta ucide sau slăbește animalele. De exemplu, oile infectate cu acest parazit produc mai puțin lapte și lână de calitate inferioară. Și spre deosebire de alți paraziți intestinali, acest vierme rămâne adesea nediagnosticat până când gazda sa a slăbit până la moarte aproape.

Într-o serie de studii care au fugit în 2008, echipa lui Villalba a arătat că oile infectate cu acest vierme caută deseori plante care conțin niveluri ridicate de tanin. Taninurile sunt un grup de compuși chimici amari care se găsesc în multe plante, inclusiv stejar, castan, sequoia și quebrachotrees.

După ce au mâncat frunzele plantelor bogate în tanin, oile infectate aveau în fecale doar jumătate din numărul de ouă de paraziți ca înainte de a mânca aceste alimente, a descoperit Villalba. „Aceste animale sunt mult mai inteligente decât credem”, conchide Villalba. Acest lucru se datorează faptului că nu numai oile știu ce plante le pot face să se simtă mai bine, ci și ele știu cât de mult din acele plante să mănânce.

Oile cu un număr mai mare de viermi vor mânca mai multe plante bogate în tanin, arată datele Villalba. Dar doar până la un punct. „Când mănâncă în exces, vor începe să simtă efecte negative și se vor opri”, explică el. Aceste efecte negative includ durerile de stomac.

Adevărata problemă vine atunci când oamenii își curgă animalele în țarcuri. Acest lucru restricționează ce plante sunt disponibile pentru consumul animalelor.

Mama face o excursie la farmacie - un trotuar plin de zăpadă în Mexico City - în căutarea filtrelor de la capul țigărilor. Țesute în cuibul ei, fibrele din aceste filtre fac un material de cuib moale. Iar nicotina pe care o transportă fibrele va respinge paraziții care ar putea deranja puii tineri. Victor Argaez

Desigur, fermierii pot trata oile infectate cu medicamente de deparazitare pentru a ucide viermii paraziți. Cu toate acestea, examinarea fecalelor fiecărei oi pentru ouă de vierme necesită multă muncă. De aceea, mulți fermieri folosesc adesea droguri pentru a trata simultan o întreagă turmă. Fermierii o fac indiferent dacă fiecare animal este infectat sau nu. În timp, acest tip de utilizare excesivă poate face un medicament ineficient.

După cum explică Villalba, atunci când un număr mare de paraziți sunt expuși la un medicament, câțiva pot avea o mutație genetică care împiedică medicamentul să-i omoare. (O mutație este o schimbare care se întâmplă unei gene. O genă este o secțiune a ADN-ului care conține instrucțiuni pentru una sau mai multe activități ale celulelor unui organism individual.)

Deși medicamentul va ucide majoritatea paraziților, oricine are mutația protectoare va supraviețui și se va reproduce. Într-adevăr, numai acei paraziți se pot reproduce.

În scurt timp, singurii paraziți din jurul care infectează oile vor fi cei imuni la efectele medicamentului. Odată ce acest lucru se întâmplă, medicamentul este inutil.

Fermierii pot evita acest lucru oferind oilor bolnave capacitatea de a căuta și mânca plante medicinale. Fermierii vor trebui să consume droguri doar în ultimă instanță, atunci când animalele lor au o infecție parazitară deosebit de rea.

Există o lecție aici pentru fermierii care își îngrădesc animalele, spune Villalba. „Trebuie să le oferim mai multe alegeri alimentare”, spune el. „Cu cât sunt mai multe alegeri, cu atât sunt mai mari șansele ca aceștia să fie sănătoși”.

Țigări pentru combaterea dăunătorilor

Farmacia naturii nu este singurul loc în care un animal poate „cumpăra” medicamente. Unele păsări pot scotoci în coșul de gunoi.

Tutunul conține în mod natural niveluri ridicate de nicotină. Chiar și mucurile țigărilor fumate pot conține cantități substanțiale de nicotină. Acest fapt se pare că nu a scăpat de atenția vrăbiilor și a cintezelor - cel puțin a celor din jurul orașului Mexico.

Constantino Macias Garcia și echipa sa de la Universitatea Națională Autonomă din Mexic au examinat 80 de cuiburi de cinteză și vrabie în campusul lor din Mexico City. Au găsit materialul filtrant din capul țigărilor în fiecare. Păsările țesuseră fibrele filtrului în aceste cuiburi.

Rămâne neclar de ce au făcut-o păsările. Macias Garcia spune că păsările cuibăritoare se pot baza pe fibre ca sursă de izolație pentru încălzire. Sau poate au învățat prin experiență că materialul ajută la menținerea cuiburilor libere de paraziți.

Nicotina respinge în mod natural o serie de paraziți ai păsărilor, cum ar fi acarienii și păduchii. Acești paraziți pot slăbi păsările infestate - în special cele tinere. Dar „cu cât sunt mai multe fibre în cuiburi, cu atât mai puțini acarieni și față am găsit”, a declarat Macias Garcia pentru Science News for Students. Echipa sa și-a raportat observațiile în 2012 în revista științifică britanică Biology Letters.

O problemă potențială: Mărțile de țigări conțin substanțe chimice care cauzează cancer. Așadar, Macias Garcia caută acum orice semne că păsările ar putea suferi rău după ce au făcut parte din casele lor mucurile toxice de țigări.

Monarhii bolnavi găsesc cafenele „de farmacie”

Paraziții pot afecta și insectele. Cel puțin o insectă - fluturele monarh - a găsit o modalitate de a-și trata bebelușii, astfel încât să evite infecția cu un parazit comun și potențial invalidant. Fluturii fac acest lucru punând ouăle pe o sursă de hrană care poate fi mortală pentru paraziți.

Asta a descoperit Hunterul Universității Michigan în 2010 în timp ce lucra într-o seră la Universitatea Emory din Atlanta, Georgia, cu Jaap de Roode. De Roode este biolog evoluționist la Emory.

În acest caz, parazitul este un protozoar comun numit Ophryocystis elektroscirrha (OFF ree oh SIS tiss E LEK troh SKUR rah), cunoscut și sub numele de OE. (Un protozoar este un tip de organism unicelular. Unele protozoare, inclusiv OE, cauzează boli.)

Protozoarele OE infectează monarhi pe tot parcursul ciclului de viață al fluturelui. Cea mai mare parte a daunelor cauzate de protozoare apare în timp ce fluturii cresc până la maturitate, în stadiul lor pupal.

Chiar și acei fluturi infectați care supraviețuiesc rămân slabi, vulnerabili la boli și incapabili să migreze pe distanțe lungi. „Este ca și cum ai merge pe o perioadă lungă de timp când ai gripa”, a spus Hunter pentru Știri științifice pentru studenți. Parazitul reduce, de asemenea, numărul de descendenți pe care fluturii îi pot avea. Poate chiar să le scurteze durata de viață.

De fapt, OE a fost descris ca „inamicul arc” al acestei insecte.

Cu toate acestea, monarhii nu sunt neajutorați împotriva acestui dușman. Observații minuțioase au dezvăluit modul în care mamele monarh luptă împotriva OE.

Monarhii de sex feminin caută plante de lapte pentru a-și depune ouăle. Odată ce eclozează larvele monarhului, omizile nou-născute se hrănesc cu frunzele plantei.

De obicei, omizele monarhului iau masa pe oricare dintre mai multe tipuri de plante de lapte. Cu toate acestea, Hunter și de Roode au observat că omizele monarhului care mâncau frunze de lapte tropical au avut doar aproximativ o treime la fel de mulți paraziți ca cei care consumau lapte de mlaștină.

Pentru a cerceta de ce, Hunter și de Roode au efectuat un experiment. Au pus fluturi monarhi femele într-un spațiu închis. Cercetătorii le-au oferit apoi mamelor o gamă de plante pe care și-ar putea depune ouăle: lapte tropical sau lapte de mlaștină.

Femelele neinfectate nu au prezentat nicio preferință pentru niciuna dintre specii. Dar fluturii infectați au ales aproape întotdeauna laptele tropical. Ceea ce face această plantă specială este că produce niveluri mai ridicate dintr-un grup de substanțe chimice numite cardenolide (Kar DEN oh leidz).

Cardenolidele determină scurgerea membranelor din jurul celulelor. Oamenii de știință suspectează că acest lucru face dificilă funcționarea corectă a acestor celule. Și asta poate ucide unele organisme, inclusiv OE. Dar nu monarhi. Acest fluture a dezvoltat o rezistență genetică la cardenolide.

Așadar, atunci când o mama monarh își depune ouăle pe laptele tropical, larvele ei eclozează și încep să mănânce planta. Și pentru că omizile ingeră cardenolide ca parte a fiecărei mese, orice protozoare care le infectează vor fi otrăvite și vor muri.

„Este atât de incredibil de grozav”, spune Hunter. „În loc să-și depună ouăle în magazinul alimentar, mama monarh le depune în farmacie”.

Într-adevăr, adaugă de Roode, „Acest lucru arată că și creaturile foarte simple pot folosi medicina”.

Cu toate acestea, ambii oameni de știință au subliniat rapid că imitarea unui animal prin utilizarea aceleiași plante medicinale poate fi extrem de periculoasă.

De exemplu, notează Hunter: „Există unele plante pe care un rinocer sau un elefant le-ar putea consuma ca medicamente care ne-ar lăsa morți într-o bătaie de inimă”.

Cuvinte de putere

membrana celulara Un strat subțire de țesut care înconjoară o celulă.

biolog evolutiv Cineva care studiază procesele de adaptare care au dus la diversitatea vieții pe Pământ. Acești oameni de știință pot studia multe subiecte diferite, inclusiv microbiologia și genetica organismelor vii, modul în care speciile se modifică pentru a se adapta și înregistrarea fosilelor (pentru a evalua modul în care diferite specii antice sunt legate între ele și de rudele moderne).

fecale Deșeuri solide ale corpului, alcătuite din alimente nedigerate, bacterii și apă. Fecalele animalelor mai mari sunt uneori numite și bălegar.

furaj Pentru a căuta ceva, în special mâncare.

mutatie genetica Unele modificări care apar la o genă din ADN-ul unui organism. Unele mutații apar în mod natural. Alții pot fi declanșați de factori externi, cum ar fi poluarea, radiațiile, medicamentele sau ceva din dietă.

larvele Puii multor animale, inclusiv insecte, pești și unii paraziți.

supradozaj A mânca sau a bea mai mult decât cantitatea recomandată de ceva care poate fi toxic, cum ar fi alcoolul sau medicamentele.

tanin O substanță chimică roșiatică și amară a plantei folosită pentru a bronza pielea. Taninurile sunt, de asemenea, un pesticid natural. Pesticidele ucid paraziți, cum ar fi șobolani, insecte și păduchi.

paraziți O creatură care obține un beneficiu de la un alt organism, numit gazdă, dar nu îi oferă niciun beneficiu. Exemple clasice de paraziți includ căpușe, purici și tenii.

primat Ordinea mamiferelor care include oameni, maimuțe, maimuțe și animale înrudite.

protozoar (plural: protozoare) Oricare dintre multele tipuri de organisme unicelulare, cele mai multe dintre ele prea mici pentru a fi văzute cu ochiul fără ajutor. Acestea includ amibe, parameciuri și multe altele. Unele pot provoca boli la oameni și la alte animale.

rezistenţă (ca și în rezistența la medicamente) Reducerea eficacității unui medicament pentru a vindeca o boală, de obicei o infecție microbiană.