Derfor kan firbenet tabe sin hale
Et firben kan give køb på en del af sin hale, når et rovdyr trækker i den. Nu har danske forskere fundet ud af, hvordan dyret får brudstykkerne til at hænge sammen - og slippe taget om nødvendigt.

 

Et firben kan noget helt særligt i dyreverdenen: Som det eneste kræ i verden kan den smide sin egen hale, hvis et rovdyr angriber den.

Da dyret bruger halen til at lagre overskydende fedt til trange tider samt til at holde balancen, når den klatrer rundt i buske og træer, koster det dyrt at skulle give køb på halen, hver gang et rovdyr kommer den for nær.

Men firbenet har omgået dette lille problem ved at udvikle ultratynde brudlinjer flere steder på halen – så kan den nøjes med at kaste den stump af sig, rovdyret har fat i.

Firbenets evne til at kunne amputere mindre eller større dele af sin hale efter behov, har længe fascineret biologer ved Aarhus Universitet. De har gjort alle mulige krumspring for at finde ud af, hvordan dyret magter at holde sammen på sin hale i hverdagen og kaste den fra sig, når det er truet på livet.

Og nu er det endelig lykkes dem at komme svaret et stort skridt nærmere efter bl.a. at have scannet snit af firbenehaler i lange baner ved hjælp af talrige sofistikerede scanningsmetoder – et arbejde som har involveret både biologer, proteinkemikere, læger og kemikere.

»Vi kan konstatere, at halen ikke er sat sammen som to vandrette brudflader. Der er snarere tale om savtakkede, kileformede strukturer, der griber ind i hinanden og nærmest klæber sammen på samme måde som takkerne i en lynlås. Konstruktionen kan både være stærk og svag afhængig af, hvad dyret dikterer den til at være,« fortæller Kristian Wejse Sanggard, der som ph.d. i molekylærbiologi har været primus motor i studiet ved Institut for molekylærbiologi og genetik samt forskningscentret iNano på Aarhus Universitet.

Sydøstasiatisk gekko under lup

Firbens selvamputering har tiltrukket sig forskeres opmærksomhed gennem mange årtier, og utallige studier er blevet gennemført med håb om at finde ud af, hvornår, hvorfor og hvordan det sker. Det er det sidste spørgsmål, der interesserer Kristian Wejse Sanggaard og hans kollegaer. For at blive klogere, granskede de eksemplarer af Tokay-gekkoen, der naturligt lever i det sydøstlige Asien.

Da de danske forskere skar forsøgsdyrenes haler op, kunne de konstatere, at halen var bygget op af lange muskelfibre, der var skåret op i segmenter. De kunne se, hvordan fibre med samme længde samlede sig i bundter, hvis ender var flade. Da bundterne havde forskellig længde, havde segmenterne altså savtakkede ender.

Fakta

Forskerne troede i begyndelsen, at firbenet brugte enzymer til at kaste sin hale af sig, men det viste sig ved nærmere efterforskning ikke at være tilfældet. Det gik efterhånden op for forskerne, at amputationen ikke var en biologisk mekanisme, men en fysisk – en slags sofistikeret ingeniørbedrift.

»Så længe halen er intakt, er savtakkernes ender helt flade, således at segementerne kan ligge uhyre tæt op ad hinanden – så tæt, at de klæber sammen. Men når halerne er brudt op, har savtakkerne ændret form og er blevet nubrede og champignonformede for enderne. Vi forestiller os, at det nedsætter klæbeevnen markant, og at det kan være med til at forhindre halestumpen i at sidde fast,« siger Kristian Wejse Sanggaard.   

Muskelsammentrækninger sætter showet i gang

Hvordan firbenet udstyrer muskelfibrenes savtakkede endestykker med champignonformede strukturer, ved forskerne endnu ikke.

Men man ved, at sammentrækning af muskler omkring brudfladen er afgørende for, at dyret kan komme af med halen. Muskelsammentrækningerne kickstarter sandsynligvis en proces, der får fibrenes ender til at udvide sig og danne de champignonlignende strukturer. En sådan proces ville i hvert fald kunne reducere endernes klæbeevne tilstrækkeligt, påpeger forskerne.

En af de gåder, forskerne endnu mangler at løse er, hvordan takkerne helt præcist magter at klæbe til hinanden, når dyret kravler rundt. Denne opgave er ifølge professor Tobias Wang fra Institut for Bioscience, Zoofysiologi ’forfærdeligt kompliceret nanoteknologi’, hvilket dog ikke får forskerne til at give op. Tværtimod overvejer de at udvide forskergruppen til også at rumme fysikere, ingeniører eller kemikere.

»Dyrene har udviklet disse egenskaber over millioner af år, så lad os da aflure, hvordan dyrene gør og bruge teknikkerne til teknologiske fremskridt i samfundet. At forsøge at forstå og kopiere dyrenes egenskaber har udviklet sig til et selvstændigt forskningsområde, kaldet biomimik. Det er virkelig spændende. For perspektiverne er store,« slutter Tobias Wang.

Forskerne har kombineret de høstede oplysninger fra deres scanninger til denne lille 3D-film af et halesegment. Til sidst zoomer filmen ind på bundter af muskelfibre, som danner de takker, der fungerer som bindeled mellem segmenterne. 

Mus kan kaste skindet af sig

Firben er ét eksempel på et dyr, der igennem evolutionen har udviklet unikke egenskaber, som har givet dem en større chance for at overleve. Musearten Acomys spinosissimus er et andet. Sådanne kræ fascinerer i høj grad Tobias Wang, der som professor i zoofysiologi ved Aarhus Universitet netop har specialiseret sig i udforskning af dyr med ekstreme evner.

»Det skægge ved musen er, at det kan tabe skindet efter for godt befindende. Tager man fat i kragen på den og løfter den op, vil den, hvis den føler sig truet, kaste pelsen af sig og hurtigt gendanne den. Et yderst snedigt trick,« pointerer Tobias Wang.

Musen og firbenet har det til fælles, at de både kan amputere kropsdele, og samtidigt gendanne dem hurtigt igen. Den egenskab er der flere væsner, der har. Man finder dem specielt blandt koldblodede dyr. Egenskaben til at gendanne er betydeligt mere sjælden hos varmblodede dyr, men forskerne ved endnu ikke hvorfor der er denne sammenhæng.

Hvis du ødelægger hjertet på en zebrafisk, så er den skabt med en fantastisk evne til at gendanne funktionen. Et andet eksempel er axolotlen – en salamander fra Mexico – som kan gendanne lemmerne.

Under vores egen embryonale udvikling har mennesker en tilsvarende evne til at gendanne ødelagte organer, men denne evne forsvinder i takt med at organerne og fosteret udvikles. Evnen til at gendanne ser altså ud til at hænge sammen med en lavere grad af specialisering.

»Det kunne være interessant at finde ud af, hvad forskellen er på de væsner, der kan og de væsner, der ikke kan. Det spørgsmål kunne godt være et studie værd i sig selv,« funderer Tobias Wang.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.



Det sker