Artykuł został opublikowany na witrynie biomist

Wersja z 2018-05-07

Ciekawe pytania z biologii

Poniższy artykuł zawiera listę interesujących problemów dotyczących zjawiska życia i żywych organizmów, a w szczególności ich różnorakich przystosowań. Pytania są celowo pozostawione bez odpowiedzi. Autor chętnie pozna poważne propozycje Czytelników. Najciekawsze zostaną być może kiedyś opublikowane.

  1. Zadaniem ściany komórkowej jest utrzymywanie kształtu komórki i niedopuszczenie do rozerwania jej przez napływającą do środka wodę poprzez błonę komórkową, co ma miejsce w środowisku o niższym stężeniu osmotycznym niż wnętrze komórki. Ten pożyteczny wynalazek występuje u bakterii, grzybów, roślin – ale nie u zwierząt. Aby nie ulec rozerwaniu przez napływającą wodę, komórki zwierzęce wypompowują jej nadmiar, tracąc na to cenną energię. Sztywna ściana komórkowa byłaby wynalazkiem o wiele prostszym i bardziej opłacalnym. Dlaczego wbrew takim oczywistym korzyściom nie spotykamy jej w świecie zwierząt?
  2. Większość roślin jest obupłciowa, natomiast większość zwierząt – rozdzielnopłciowa. Co jest przyczyną takiego zróżnicowania?
  3. Wśród niższych zwierząt występują pasożyty mające skomplikowany cykl rozwojowy, połączony ze zmianą żywicieli. Aby zapewnić sobie przetrwanie, pasożyty muszą produkować olbrzymie ilości jaj, gdyż dokończenie tak skomplikowanego cyklu rozwojowego zdarza się bardzo rzadko i znakomita większość jaj i larw ginie, nie znalazłszy odpowiednich warunków do rozwoju. Jaki jest więc sens biologiczny istnienia pasożytów, które do swojego rozwoju wymagają różnych gatunków żywicieli, do tego w odpowiedniej kolejności?
  4. Jak głosi wiedza potoczna, spośród 6 tradycyjnych gromad kręgowców krągłouste, ryby, płazy, gady, ptaki na ogół składają jaja, natomiast ssaki rodzą żywe młode. W rzeczywistości wśród poszczególnych gromad kręgowców znajdują się zarówno gatunki jajorodne, jak i żyworodne (ew. jajożyworodne). Żyworodnymi rybami są niektóre rekiny, płazami – salamandry, żyworodnym gadem, jak sama nazwa wskazuje, jest jaszczurka żyworodna, zaś dziobak, przedstawiciel ssaków, jest jajorodny, inaczej niż zdecydowana większość przedstawicieli tej gromady. Wśród ptaków nie ma jednak ani jednego odstępstwa – wszystkie składają jaja. Dlaczego?
  5. Dlaczego jaja ptaków nie mają kształtu kuli ani elipsoidy obrotowej, i posiadają ostry i tępy koniec?
  6. Wiele gatunków ptaków żyjących w strefie klimatów umiarkowanych czy chłodnych odlatuje na zimę w cieplejsze okolice. Nietrudno odgadnąć przyczynę takiego zachowania: niesprzyjająca temperatura i brak pokarmu wymusza migrację do miejsc, w których można przeczekać trudny okres. Co jednak powoduje, że ptaki powracają w niegościnne rejony, narażając się na trudy podróży i skazując na ponoszenie dużych wydatków energetycznych?
  7. Nogi bociana są długie i czerwone. Łatwe pytanie brzmi: dlaczego długie. Trudne pytanie: dlaczego czerwone.
  8. Żołądek produkuje enzymy trawienne rozkładające białka. Narząd ten ma budowę komórkową, a więc również zbudowany jest z białek. Dlaczego nie trawi sam siebie?
  9. Substancje odżywcze pobierane w jelicie cienkim i rozpuszczalne w wodzie są transportowane do wątroby naczyniami krwionośnymi. Jednak składniki rozpuszczalne w tłuszczach przenoszone są wraz z limfą. Dlaczego?
  10. Witaminy dzielimy na rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w tłuszczach. Podział taki nie wydaje się logicznie poprawny, bo teoretycznie mogłyby też istnieć witaminy rozpuszczalne i w wodzie, i w tłuszczach, a ponadto witaminy nierozpuszczalne w żadnym z tych ośrodków. Dość łatwo wyjaśnić, dlaczego żadne witaminy rozpuszczalne w wodzie nie rozpuszczają się w tłuszczach i odwrotnie (dlaczego?), ciekawsze jest jednak to, że nie znamy witamin nierozpuszczalnych ani w wodzie, ani w tłuszczach. Jak można to objaśnić?
  11. Trawienie tłuszczów wymaga ich emulgacji – rozbicia na drobne kropelki. Prostsze pytanie brzmi, dlaczego ten proces jest niezbędny dla ich strawienia w przewodzie pokarmowym. Nieco bardziej złożone jest inne zagadnienie. Przecież teoretycznie można wyobrazić sobie istnienie lipazy (enzymu trawiącego tłuszcze) rozpuszczalnej w tłuszczach. Wówczas jej praca nie wymagałaby emulgacji tłuszczów. A jednak taka hydrofobowa lipaza nie istnieje. Dlaczego?
  12. Mężczyźni oddychają głównie torem brzusznym (przy pomocy przepony), zaś kobiety – torem piersiowym (przy pomocy mięśni międzyżebrowych). Jak wytłumaczyć tę różnicę?
  13. Hemoglobina płodu jest lepszym transporterem tlenu niż hemoglobina człowieka dorosłego. Jak wyjaśnić takie postępujące z wiekiem upośledzenie funkcji przenoszenia tlenu?
  14. Dwutlenek węgla transportowany jest we krwi głównie w postaci odpowiednich jonów (jakich?). Gdzie jeszcze w świecie istot żywych spotykamy się z podobnym mechanizmem transportu tego gazu?
  15. Istnieje kilka hormonów podnoszących poziom cukru we krwi (glukagon, adrenalina, kortyzol), ale tylko jeden – insulina – działa przeciwnie, tj. obniża poziom cukru. Braku insuliny nie da się niczym zrekompensować, dlatego właśnie ludzie chorują na cukrzycę. Łatwe pytanie brzmi: dlaczego insulina musi być podawana dożylnie. Nieco trudniejsze jest pytanie, jaki jest sens biologiczny faktu, że istnieje kilka mechanizmów podnoszenia poziomu cukru we krwi, ale tylko jeden mechanizm jego obniżania.
  16. Adrenalina, jeden z hormonów, działa podobnie jak układ współczulny, część układu nerwowego. Dlaczego nie ma hormonu dublującego działanie układu przywspółczulnego?
  17. Możemy bez większych problemów wskazać wiele defektów w budowie naszego ciała, których istnienie niełatwo jest objaśnić na gruncie kreacjonizmu czy antyewolucjonizmu (o ile w ogóle to możliwe). Nie jesteśmy zbudowani doskonale, i moglibyśmy być skonstruowani lepiej. Właśnie tym niedoskonałościom zawdzięczamy bóle kręgosłupa, zwichnięcia stawu skokowego, stany zapalne wyrostka robaczkowego, złamania kości udowej na odcinku międzykrętarzowym czy też dławienie się przełykanym pożywieniem. Jakie wady konstrukcji naszego ciała odpowiadają za te problemy? Jak objaśnić te wady z ewolucyjnego punktu widzenia? Skrzyżowanie dróg pokarmowych i oddechowych jest nam jednak niezbędne. Po co?
  18. Wiele zwierząt jest w stanie zadbać o siebie tuż po urodzeniu. Dzieci ludzkie są jednak nieporadne i wymagają troskliwej opieki rodziców przez lata. Dlaczego jesteśmy gatunkiem tak pokrzywdzonym przez naturę?
  19. W strefie śródziemnomorskiej wiele jest roślin zimotrwałych. Jednak w ciepłej strefie umiarkowanej dominują drzewa liściaste tracące liście na zimę. Im bliżej bieguna, tym większy udział znów mają gatunki zimotrwałe. W końcu obszary wschodniej Syberii, na których zimy bywają najsroższe, znów porośnięte są modrzewiem, który zrzuca igły na zimę. Jak wyjaśnić tę dziwną przeplatankę?
  20. Inżynieria genetyczna pozwala często zaprząc bakterie do produkcji peptydów użytecznych dla człowieka, np. insuliny. Dlaczego właśnie bakterie są użyteczne do tego celu?
  21. Istnieje kilka problemów związanych ze stosowaniem inżynierii genetycznej. Na przykład, na ogół nie da się wyciąć jednego kawałka eukariotycznego DNA i włączyć go do chromosomu bakteryjnego. Dlaczego?
  22. Trudno też stosować bakterie do otrzymywania złożonych białek eukariotycznych, np. glikoprotein. Co jest przyczyną tych trudności?
  23. Ptaki w swojej ewolucji utraciły zęby. Czy brak zębów można uznać za przystosowanie do lotu? (zob. też tutaj)

Inne artykuły z dziedziny biologii

Zobacz też:

Linki zewnętrzne: