Zašto ne postoje čudovišno veliki insekti i pauci?

Male životinje koje na čaroban način mutiraju u čudovišno velike predstavljaju srž nekih od najgledanijih filmova naučne fantastike.

Znamo, više ili manje, da se takve stvari zapravo ne mogu dogoditi u stvarnosti, ali ispostavlja se da psihološki i genetski mehanizmi, koji stoje iza toga koliko brzo i koliko će uopšte da poraste životinja, predstavljaju misteriju. Novi eskperimenti sa voćnim mušicama otkrivaju kako uzajamno dejstvo tri hormona reguliše veličinu tijela.

Dva mehanizma određuju koliko će velika životinja biti: Jedan kontroliše brzinu rasta, a drugi trajanje. Prvi naređuje koliko brzo će životinja porasti i zavisi od insulina i sličnih hormona koji podstiču ćelije da se dijele i množe. Drugi reguliše vrijeme sazrijevanja koristeći razvojne hormone (poput androgena i estrogena kod ljudi). Tim predvođen Kristenom Mirtom sa Instituta za nauku Gulbenkian i Aleksandrom Šingltonom sa Lejk Forest koledža istražio je dva nezavisna procesa kod Drosophila voćnih mušica.

Kod ovih insekata, brzina rasta je regulisana pomoću signalnih puteva insulina. Dva druga hormona regulišu razvojnu tranziciju i trajanje rasta – što u slučaju muva uključuje metamorfozu iz larve u muvu. Jedan od tih hormona se zove ekdizon i povišen nivo podstiče insekte da prođu kroz promene poput odbacivanaj stare kože. Drugi se zove juvenilni hormon (JH) i nizak nivo zaustavlja rast i inicira metamorfozu. Ranija istraživanja su pokazala da se veličina buba može kontrolisati (do određene granice) štelovanjem ovih hormonalnih puteva.

Nova otkrića pružaju uvid u intimnu vezu između trojke: Juvenilni hormon kontroliše veličinu tijela regulisanjem sinteze ekdizona, koji za uzvrat mijenja signalizaciju insulina.

Naučnici su hranili muve bez JH (koje ne mogu da proizvedu JH) i potom uporedili njihovo vrijeme rasta i nivo hormona sa istim parametrima kod normalnih muva. Otkrili su da su muve bez JH zakržljale, ali ne zbog toga što nisu imali metamorfozu prije vremena. Gubitak JH je usporio tempo rasta bez promjena tajminga metamorfoze.

Mijenjanjem mogućnosti muva bez JH da proizvode druga dva hormona vezana za rast može da eliminiše efekat zakržljalosti. Ukoliko se nivo ekdizona poveća ili ukoliko naučnici mogu da spriječe prekid proizvodnje insulina, muve bez JH mogu da izrastu normalno.

Galerija

( Nacionalna geografija )