Zbadali niewielkie organizmy. Takiego zachowania się nie spodziewali

Badacze nie wiedzieli, czym spowodowane jest takie zachowanie i czemu może służyć. Nie znaleźli też podobnych struktur poza laboratorium. Aż do teraz. "Żywe wieże" zaobserwowano w gnijących jabłkach i gruszkach w Konstancji w Niemczech i według uczonych służą nicieniom jako środek transportu zbiorowego.

Nicienie to malutkie stworzenia o wydłużonym ciele i stosunkowo prostym genomie. Żyją niemal wszędzie – od regionów polarnych po tropiki. Zamieszkują środowiska wodne, jak i lądowe. Szybko się rozmnażają i to w połączeniu z budową ich genomu sprawia, że są to doskonałe organizmy do badań podstawowych zjawisk biologicznych. Jeden z gatunków nicieni – Caenorhabditis elegans – stał się pierwszym organizmem wielokomórkowym, którego genom został zsekwencjonowany.

Biolodzy badający nicienie w laboratoriach od dawna wiedzą, że czasami tworzą one struktury przypominające wieże. Niedawno tę dziwną aktywność po raz pierwszy dostrzeżono w warunkach naturalnych. W jednym z sadów w Konstancji w Niemczech naukowcy z Max Planck Institute of Animal Behavior (MPI-AB) oraz Uniwersytetu w Konstancji zaobserwowali te struktury w gnijących pod drzewami jabłkach i gruszkach. Dalsze prace terenowe oraz eksperymenty laboratoryjne, których wyniki ukazały się na łamach pisma "Current Biology" (DOI: 10.1016/j.cub.2025.05.026), pokazały, z jakiego powodu nicienie tworzą "żywe wieże" i jaka jest ich funkcja.

– Byłam zachwycona, gdy zobaczyłam te wieże w naturze po raz pierwszy – powiedziała Serena Ding z MPI-AB, współautorka publikacji. Po odkryciu tych pionowych struktur nicieni, badacze zabrali część do laboratorium. Chociaż owoce były pełne wielu gatunków, wieże tworzył wyłącznie jeden. Dotychczas uważano, że takie konstrukcje budują osobniki w stadium larwalnym znanym jako dauer. Jest to forma zahamowanego rozwoju. W tym stadium larwy nie starzeją się i są bardziej odporne na stres środowiskowy. Ale nowe badania pokazały, że wieże mogą budować osobniki na wszystkich etapach życia.

Według badaczy, gdy warunki stają się trudne i brakuje pożywienia, nicienie pełzną w kierunku swoich licznych krewnych. Wspinają się na siebie, aż ich ciała utworzą żywą, pionową konstrukcję. W eksperymentach laboratoryjnych zespół wykazał, że wieże te zachowują się jak superorganizm, który może wyczuwać otoczenie, reagować na dotyk i zwiększać swoje gabaryty. Podstawa wieży jest mało ruchoma, ale drugi koniec może poruszać się jak macka i przyczepiać się do wszystkiego, co znajdzie się wystarczająco blisko.

Taka wieża może na przykład utworzyć most nad szczeliną i przedostać się z jednej strony na drugą, czego pojedynczy osobnik nie byłby w stanie zrobić. Nicienie skupione w wieży mają też większe szanse na złapanie przechodzącego owada, na przykład muszki owocowej, który może je przetransportować w inne miejsce, gdzie warunki są lepsze. Takie skupiska, w których zwierzęta łączą ciała w celu grupowego przemieszczania się, są rzadkie w naturze. Tylko śluzowce, mrówki ogniste i przędziorki są znane z poruszania się w ten sposób.

– Taka wieża to nie tylko stos nicieni. To skoordynowana struktura, superorganizm w ruchu – powiedziała Daniela Perez z MPI-AB.

Aby lepiej poznać zachowania nicieni, Perez zbudowała wieżę, używając laboratoryjnych kultur Caenorhabditis elegans. Po zostawieniu nicieni bez pożywienia z małym pionowym słupkiem, włosiem ze szczoteczki do zębów, głodne nicienie zaczęły samoistnie tworzyć wieżę. W ciągu dwóch godzin powstały pierwsze struktury, które pozostawały stabilne przez ponad 12 godzin.

Nicienie tworzyły wieże w przypadku braku jakiegokolwiek fizycznego wsparcia, ale te struktury nie były wyższe niż 5 mm i szybko się rozpadały. Mając włosie jako podstawę, wieże osiągały 11 mm wysokości.

– Wieże aktywnie wyczuwają otoczenie. Kiedy ich dotykaliśmy, reagowały natychmiast, rosnąc w kierunku bodźca i przyczepiając się do niego – powiedziała Perez.

Jednak pomimo złożoności architektonicznej tych wież, poszczególne osobniki w konstrukcji nie wykazywały wyraźnej specjalizacji. Nicienie będące u podstawy wieży oraz te z jej wierzchołka były równie ruchliwe, płodne i silne, co sugeruje jakąś formę współpracy.

Dlaczego nicienie w ogóle tworzą wieże? Poza większymi szansami na złapanie transportu, naukowcy spekulują, że bycie w grupie może dać im lepsze szanse na przetrwanie. Być może obecność w takiej strukturze poprawia ich zdolność wyczuwania otoczenia czy poruszania się. Przybycie w nowe miejsce jako grupa może również ułatwić nicieniom znalezienie pożywienia i rozmnażanie się.