Alicia Reyes Ramírez és Alejandro Córdoba Aguilar
Ízeltlábú viselkedésökológiai laboratórium
Az élet motorja
Azt mondják, hogy "enni és vakarózni, minden elkezdődik", de ez a népszerű mondás nem veszi figyelembe az egészséges és kiegyensúlyozott étrend előnyeit. Az élőlények számára a kiegyensúlyozott étrend megszerzése nem könnyű feladat. Az állatoknak táplálékra van szükségük a virágzáshoz, a területek és társak meghódításához, valamint többek között a kórokozók elleni védekezéshez, és sajátos táplálkozási szükségleteik az idők során változnak. Az élelmiszerek keresése és fogyasztása önmagában jelentős energiafelhasználással jár. Ezenkívül egy élelmiszer, amely táplálékot keres, egy másik táplálékává válhat, ezért veszélyes tevékenység is. Ezért, még akkor is, ha ez az állat megpróbálja egyensúlyba hozni étrendjét különböző igényei szerint, az a nyomás, amellyel szembe kell néznie, azt jelenti, hogy nem mindig sikerül. Ebben az értelemben a táplálkozási ökológia megpróbálja megérteni, hogy az étel hogyan befolyásolja az egyéneket közvetlenül vagy közvetve, életük különböző aspektusaiban.
A kiegyensúlyozott étrend szükségessége arra késztetett bennünket, hogy tanulmányozzuk az állatok ökológiáját, amelyekről azt gondolták, hogy etetéskor nem szelektívek. Például azt hitték, hogy a húsevők egyszerűen több energiát kapnak, ha több zsákmányt esznek. Ez azonban nem így van. Ma már ismert, hogy szükség szerint képesek szelektíven táplálni bizonyos zsírokat és fehérjéket. Továbbá a ragadozók nem mentesülnek a kulcsfontosságú funkciók, például a szaporodás elvégzése alól. Ebben a tekintetben laboratóriumunkban végzett vizsgálatok során azt figyeltük meg, hogy amikor a felnőtt hím nőstény Hetaerina americana (amelyek húsevők) bizonyos baktériumokkal fertőzöttek (lásd: Az egészségről és betegségekről), amellett, hogy idejüket nőstények megtalálására fordítják, növeljék a takarmányozást idő a nem beteg hímekhez képest, hogy tápanyagokat szerezzenek, amelyek segítenek egészségük helyreállításában.
Ellenőrizetlen étvágyért
Az etetés szakaszos folyamat. Vagyis az etetési periódusokat olyan időszakok tarkítják, amelyekben más tevékenységeket végeznek. Ezek a ciklusok nagyon változatosak az állatok között. Laboratóriumi tenyésztésű csuklyás patkányok (Rattus norvegicus) esetében például az elfogyasztott táplálék mennyisége, ha az étkezések közötti időközök viszonylag hosszúak (24–72 óra), az eledel méretétől függően változik; míg viszonylag rövid időközönként (3–12 óra), az elfogyasztott étel mennyisége már nem függ a méretétől. Patkányokban a napi bevitel is változhat, ha a környezeti hőmérséklet változik. A japán fürj (Coturnix japonica) olyan eset, amely nagyon jól szemlélteti a táplálékintervallumok variációjának jelenségét a beadott étel típusától függően, mivel kísérletileg kiderült, hogy gyakrabban és hosszabb időközönként esznek. 40% cellulóz tartalmú hígított pürével táplálják, mint hígítatlan püré vagy pellet fogyasztása esetén.
Ha csak egyet nem ehet: szabályozza a napi bevitelt
A nyomás ellenére az állatok két paraméter alapján választják ki táplálékukat és szabályozzák a tápanyagbevitelt. Az egyik az étel összetétele és tápértéke, ami azt jelenti, hogy bizonyos receptorokon keresztül észlelik a legfontosabb tápanyagokat; Más szavakkal, valahogy érzékelik a cukrokat, egyes aminosavakat, sókat és vizet. A másik az állat táplálkozási állapota. Például a növényevő rovarok, amelyek kiegyensúlyozatlan étrendet kaptak, szabályozzák bevitelüket, hogy többet fogyasszanak a hiányzó tápanyagokból és kevesebbet a feleslegben lévő tápanyagokból. Ennek az egyensúlynak az elérése érdekében még káros anyagokat is fogyasztanak, például allelokémiai vegyületeket a növényi szövetekben, mivel segítik őket az emésztési folyamatban.
A diadal energiája
Az állat fiziológiájának, valamint a szervezetéhez kapcsolódó mikrobák és az étrend sokféleségének vizsgálata a táplálkozási ökológia egyik legaktívabb területe. Megállapították, hogy nem minden mikroba-gazda kapcsolat (ebben az esetben a gazda az állat) előnyös az állatok számára, és vannak bizonyítékok olyan „fegyverkezési versenyekre”, amelyek során mindkét fél az étkezési magatartás ellenőrzését igyekszik elérni. Például a házigazdák diétával öngyógyíthatnak. Ez magában foglalja a szerves vegyületek, például a másodlagos metabolitok fogyasztását, amelyeket a növények más organizmusok vonzása vagy taszítása céljából állítanak elő, és amelyek erősítik a gazda immunitását. A gyümölcslégy lárvái például bomló gyümölcsök elfogyasztásával kapnak etanolt, ami megnehezíti a parazita darázs számára, hogy tojást rakjon üregükbe vagy hemocélájukba. Még ha a légylárváknak is vannak parazitái, az etanol miatt a darázslárvák jelentős része elpusztul.
Az öngyógyítás nem az egyetlen stratégia a betegség kezelésében; furcsa eset az étvágyhiány. Ez a viselkedés elvileg nem tűnik a legkényelmesebb stratégiának, tekintve a kórokozó kezeléséhez szükséges immunválasz magas energiaigényét. Rovarokban azt találták, hogy az apolipphorin III ugyanaz a fehérje, amely részt vesz mind az immunválaszban, mind az emésztésben (a lipidek transzportjában). Így az étvágyhiány vagy az étvágytalanság egy beteg szervezetben valójában elkerüli az emésztés és az immunitás közötti fiziológiai konfliktusokat, és ezáltal az apolipoforin III kizárólag a kórokozó leküzdésében dolgozik. Nyilvánvalóan hasonló mechanizmusok működhetnek a gerinceseknél, ezért ne essen pánikba, ha nem éhezik a betegséget.
Minden egy jó kerettel kezdődik
Jelenleg a tudomány arra törekszik, hogy megértse az étkezési magatartás hatását az élőlények ökológiájára és fenotípusos evolúciójára, valamint szerveződésük különböző szintjeire. Ezek olyan témák, amelyek segítenek megérteni az emberi táplálkozási egészség szempontjait, például a cukorbetegség és a szívrohamok előfordulásának növekedését.
Bölcsesség és elhízás
Az Egészségügyi Világszervezet megállapította, hogy az emberek (és háziállataik, kutyáik és macskáik) elhízási aránya növekszik. Valójában ez a test úgy becsüli, hogy világszerte több mint egymilliárd ember van túlsúlyos vagy elhízott. De a zsírfogyasztás kockázata nem csak fajunkra jellemző. A testzsírtartalom és a korai halálozás kockázata közötti kapcsolatot olyan rovarokban is tanulmányozták, mint a homár és a tücskök, a hernyók vagy a gyümölcslegyek. Úgy tűnik azonban, hogy velünk ellentétben ezek az állatok "táplálkozási bölcsességgel" rendelkeznek, mivel fenntartják a makrotápanyagok célfogyasztását, ami lehetővé teszi számukra, hogy minimalizálják a zsírokhoz társuló betegségek korai szakaszában való halálának kockázatát.
Ha más fajoknak sikerült egyensúlyba hozniuk az elfogyasztottakat és fiziológiájukat, akkor miért vagyunk mi, emberek ilyen rosszul? Ennek megértéséhez vissza kell térnünk az emberi táplálkozás egyik fő átmenetéhez, amely akkor következett be, amikor az életmód a vadászó-gyűjtögetőtől elsősorban a gazdaé vált. Annak ellenére, hogy ez a világ különböző pontjain különböző időpontokban történt, az eredmények hasonlóak voltak. Az egyik legrelevánsabb a rendelkezésre álló szénhidrátok növekedése. Történelmünk során a szénhidrátok beépítése az étrendbe fokozatosan növekedett, különösen az ipari forradalom óta, amely magával hozta a cukor finomításának technológiáját és egy nagyszerű lehetőséget arra, hogy a termelőtől a végső fogyasztóig szállítsa. Következésképpen ma példátlanul hozzáférünk mindenféle ételhez, és táplálkozási környezetünk változásának sebessége evolúciós szempontból meghaladja az anyagcserénk alkalmazkodási sebességét.
A geometriai keret használatával sikerült többet megtudni a bevitt fehérje százalékos szerepéről az emberi étrendben. Például a tudósok megállapították, hogy amikor étrendünkben fehérjehiány jelentkezik, gyakran megpróbáljuk ezt kompenzálni a felesleges cukros italok (gyümölcslevek és üdítők), valamint a magas zsír- és szénhidráttartalmú snackek fogyasztásával. Végül azonban ezek az ételek nem elégítik ki a fehérjéhez való éhséget, de felhalmozódnak a zsírszövetünkben. Ezért az egészség és az étrend kezelése terén igen vagy igen, figyelembe kell vennünk a biológiát; különben a fehérje-éhség leküzdésére irányuló erőfeszítéseink el lesznek ítélve.
Jelenleg a laboratóriumban a lisztbogárral (Tenebrio molitor) dolgozunk annak megértésében, hogy a szintetikus étrendben lévő szénhidrátok és fehérjék különböző aránya hogyan befolyásolja ennek az állatnak az élet különböző aspektusait. Az elképzelés az, hogy ezt a rovart példaértékű vizsgálati alanyként használja az étrendben a "tökéletes egyensúly" megtalálásához, a fitnesz szempontjából a legnagyobb siker eléréséhez.