Insekti u uhu imaju ugrađeno pojačalo

Prve znakove znanstvenici su uočili još prije dvije godine. Doktor Martin Göpfert još se točno sjeća noći kada je prvi put opazio kako radi pojačalo u uhu insekata: "Vrlo dugo sam provodio mjerenja i seriju sam htio privesti kraju. Bila su već dva sata ujutro kada mi je za mjerenje preostao još jedan kukac. Kao podražaj odaslavao sam sve kraće tonove, a potom sam mjerio titraje antene. Odjednom je antena počela titrati sama od sebe i to neprekidno i bez zvučnog podražaja.”

Antena je organ uz pomoć kojega komarci ili voćne mušice primaju zvučne podražaje (kao što to kod čovjeka čini bubnjić). Čuje li životinja kakav šum, zvučni valovi izazivaju titranje antene koja šalje poticaj čulnim stanicama. No, u tom trenutku nije bilo nikakvih šumova. Pokrete antene moralo je, dakle, sâmo izazvati uho komarca. “Bio je to sigurno divan trenutak. Vrlo brzo mi je postalo jasno da je to što sam izmjerio nešto vrlo posebno. Ono će se, doduše, tek morati potvrditi u nastavku istraživanja. No, bila je to zacijelo izvrsna stvar", kaže Göpfert.

Otkriće Martina Göpferta bilo je dokaz za davno postavljenu tezu da je uho u stanju razabrati tihe i daleke šumove, jer ima ugrađeno pojačalo. Čulne stanice najprije mjere titranje izazvano zvučnim podražajem, potom i same titraju, potiču kretanje, te tako ponovno pojačavaju titranje: poput ljuljačke koja se sve više njiše kada ju se pogura. Čulne stanice ulažu u pojačanje zvuka toliko energije da je rezultat na kraju optimalan.

“Ako se uloži previše energije, može doći do rezonancije. Sličan slučaj mikrofonije poznat je svakome tko kod kuće posjeduje stereo uređaj. Ta pojava nije poticajna za osjetljivo slušanje. Ako se, pak, ne uloži nikakva energija, neće se dogoditi ništa, niti će se išta čuti. Između toga postoji točka postizanja maksimalnog omjera signala i šuma. Slušni sustav životinja funkcionira najvjerojatnije upravo na toj točki", pojašnjava zoolog.

Znanstvenici su otkrili da antena kod insekata nakon toga titra i do pet puta jače. Premda su pokreti sićušni, učinak je ogroman. Tako pojačan, šum bi u ljudskome uhu dostigao dvostruku pa čak i veću glasnoču. Pojačalo u uhu insekta funkcionira uz pomoć takozvanih molekularnih motora. To su proteini, dakle bjelančevine, koje su kemijski pohranjenu energiju u stanju pretvoriti u mehaničku energiju. Na primjeru insekata to znači da se u uhu aktivno oslobađa energija koja pojačava titranje antene.

Ti su motori poznati i kod kralježnjaka. Njihov rad do sada se, doduše, mogao promatrati samo kada su stanice bile izolirane izvan tijela. Naime, uho u kralježnjaka građeno je mnogo složenije od odgovarajućih organa kod insekata tako da promatranje molekularnih motora nije bilo moguće. Martin Göpfert ipak polazi od toga da su oba sustava barem vrlo slična, da i kralježnjaci i insekti čuju na isti način. Znanstvenici su i u ranijim slučajevima otkrili paralele, kaže Göpfert: “Primjeri potječu iz istraživanja sluha kod voćnih mušica. Postoji, na primjer, određeni gen koji potiče razvoj čulnih sta-nica u uhu voćne mušice. Isti taj gen pokreće i razvoj slušnih dlačica – čulnih stanica u ljudskome uhu. Sada se taj gen mušice koristi da bi se uz njegovu pomoć pokušale obnoviti čulne stanice u ljudskome uhu. Moglo bi se, dakle, dogoditi da se istraživanje na voćnim mušicama pokaže relevantnim i za istraživanje kralježnjaka.”

Kölnski znanstvenici sada se žele posvetiti otkriću proteina zaduženog za pojačavanje zvuka. Kada to bude poznato, stručnjaci mogu odrediti koji gen proizvodi odgovarajuću bjelačevinu i pod kojim uvjetima zakazuje sutav pojačala. Göpfert: “Ovdje sada točno možemo provjeriti koji su motori odgovorni za tu pojavu. Možda se ispostavi da se radi o podjednakim motorima u kralježnjaka kao i kod insekata. To bi, naravno, bilo vrlo uzbudljivo. No, mogu biti i različiti.”