Wyhodowane przez naukowców „drapieżne” nornice nie tylko chętniej łowią podsuwane im świerszcze, ale są też bardziej agresywne w stosunku do siebie i swojego potomstwa. Naturze wytworzenie tak agresywnych osobników zajęłoby tysiące lat. W Instytucie Nauk o Środowisku Uniwersytetu Jagiellońskiego znajduje się największa w Polsce i jedna z największych na świecie laboratoryjna kolonia nornic.

Kolonia obecnie liczy ona około 2 tysięcy osobników. Jeśli następuje zmiana generacji, czyli są jeszcze osobniki z poprzedniej generacji, a już urodziły się młode następnego pokolenia, hodowla zwiększa się do ok. 4 tysięcy osobników. Żyją w niej trzy – wyhodowane przez naukowców – grupy selekcyjne tych gryzoni: agresywne „drapieżniki”; „roślinożercy” adaptowani do funkcjonowania na diecie o niskiej wartości odżywczej oraz „atleci” o zwiększonej wydolności tlenowej.

Wszystko zaczęło się w 2000 roku, kiedy do badań laboratoryjnych złowiono 320 dzikich nornic rudych (łac. Myodes glareolus) z Puszczy Niepołomickiej w pobliżu Krakowa. Najpierw hodowano je przez trzy lata. Następnie naukowcy zaczęli selekcjonować je w trzech wspomnianych kierunkach.

„Chodziło o to, by nornice miały na starcie jak największą pulę naturalnych „dzikich genów”. Podobny eksperyment selekcyjny na myszach laboratoryjnych miałby mniejszą szansę powodzenia. To dlatego, że w wyniku wieloletniej hodowli zwierząt laboratoryjnych preferowane są osobniki łagodniejsze, a geny odpowiadające między innymi za zachowania agresywne eliminowane” – mówi doktor Agata Kołodziejczyk z Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Najpierw naukowcy analizowali za pomocą testów behawioralnych, które z nornic są najbardziej drapieżne. Później te bardziej drapieżne osobniki krzyżowano ze sobą, aby w kolejnych pokoleniach uzyskać coraz bardziej drapieżne nornice. Podobnie postępowano z grupą „atletów” i „wegetarian”. Skłonność nornic do drapieżnictwa badano, sprawdzając jak szybko nornica zaatakuje prezentowanego jej świerszcza. „Początkowo, aby nornice zechciały na nie spojrzeć, trzeba było je wcześniej przegłodzić nawet przez dwanaście godzin – najedzone nornice nie były świerszczami zainteresowane” – opisuje Kołodziejczyk, która prowadzi badania na wyjątkowo drapieżnych nornicach.

W efekcie selekcji i krzyżowania ze sobą agresywnych osobników, zainteresowanie nornic polowaniem na świerszcze zdecydowanie wzrosło. „Już po 13 pokoleniach takiej selekcji, 80 proc. wyselekcjonowanych osobników łapało świerszcza w ciągu paru minut, po 9 godzinach głodzenia. Grupa kontrolna, nieselekcjonowana, po 13 pokoleniach miała wyniki sięgające 20 proc. Teraz mamy już 20 pokolenie selekcji. Nornice są głodzone tylko 6 godzin, a mimo to większość „drapieżnych” nornic łapie świerszcza w ciągu 30 sekund i zaraz go zjada. Wcześniej trwało to zdecydowanie dłużej” – podkreśla rozmówczyni PAP.
W warunkach naturalnych ewolucja nornic w kierunku takiego drapieżnictwa trwałaby wiele tysięcy lat.

Najbardziej drapieżne nornice cechują nie tylko różnice w zachowaniu i fizjologii, ale również różnice w budowie ciała. Drapieżniki mają m.in. większe mózgi od tych łagodniej usposobionych. Mózg nornicy nieselekcjonowanej waży średnio ok. 0.50 g, a mózg nornicy drapieżcy 0.55 g.

Wstęp do hodowli nornic mają tylko osoby upoważnione. Znajdują się one w szczelnych klatkach w komorach klimatycznych. Każda nornica ma swój numer i kolczyk, podlega pełnej kontroli, dlatego nie jest możliwe wydostanie się zwierząt z kolonii. „Zwierzęta po rozdzieleniu z miotów są hodowane po 2-3 osobniki w klatce. Jeśli obserwujemy, że zwierzęta się gryzą, następuje rozdzielenie nornic do osobnych klatek” – zaznacza badaczka.

W krakowskim laboratorium hoduje się także „superwysportowane” nornice, czyli „atletów” o zwiększonym metabolizmie podstawowym i zwiększonej wydolności tlenowej. „Selekcja polega na przeprowadzeniu testu na maksymalne tempo metabolizmu wysiłkowego w trakcie pływania. Dla niektórych może być zaskoczeniem, że niektóre z nornic wręcz uwielbiają pływać. Umieszcza się je w zbiorniku z ciepłą wodą, podłączonym do urządzeń, które wyliczają tempo metabolizmu oraz wydolność tlenową danego zwierzęcia. Eksperyment trwa 18 minut. Nornice nie muszą intensywnie pływać, by utrzymać się na powierzchni wody (podobnie jak ludzie w słonej wodzie) i niektóre jedynie dryfują, ale inne mają motywację do intensywnego pływania. „Te zwierzęta, które mają najlepsze wyniki są później krzyżowane ze sobą. Cechuje je zwiększona aktywność ruchowa widoczna zarówno w klatkach hodowlanych, jak i w czasie testów na taśmach biegowych. Cały czas lubią się ruszać” – opisuje Kołodziejczyk.

Właściwie dlaczego naukowcy prowadzą takie badania? Po co im te drapieżne i wysportowane nornice?

Centralnym zagadnieniem fizjologii ewolucyjnej jest badanie mechanizmów, w wyniku których przekształcane są całe narządy i procesy fizjologiczne. Jednym z takich procesów jest endotermia zwierząt. Ciężko jest badać te zagadnienia „w terenie” zbierając elementy skomplikowanej układanki genetycznej na przestrzeni milionów lat. Znacznie łatwiej jest zasymulować procesy ewolucyjne przyspieszając je w warunkach laboratoryjnych. Twórcą eksperymentu jest prof. Paweł Koteja – kierownik Zespołu Fizjologii Ewolucyjnej w Instytucie Nauk o Środowisku UJ.

Kołodziejczyk zapewnia, że modelowe zwierzęta świetnie się nadają do różnorodnych wielopoziomowych badań. „W przypadku krakowskiej hodowli, cztery niezależne kopie drapieżców, sportowców i roślinożerców gwarantują nam pewność, że dziedziczenie cech wynika z procesu selekcji, a nie poprzez spontaniczne reakcje na poziomie molekularnym” – dodaje badaczka.

Materiał pochodzi z serwisu Nauka w Polsce, autor Ewelina Krajczyńska.