Hundestejler skifter tisseteknik, når de bygger rede
Fisk bygger også rede. Hos hundestejlen er det hannen, der bygger reden, og det kræver så mange af hans ressourcer, at han ikke kan fungere på normal vis under arbejdet: Han mister evnen til at producere urin på normal vis. Nu kan forskere afsløre, hvilke krumspring de hårdtarbejdede hanner må gøre for at slippe af med overskudsvæske i kroppen.
Han-hundestejler er meget dedikerede, når næste generation skal sættes i verden. De kæmper om at bygge den flotteste rede, som de lokker hunnerne ind i. Når hunnerne har lagt deres æg i reden, befrugter han dem, og så forsvarer han ellers sit afkom ihærdigt, indtil de nye små klækkes.
Hannen bruger mange kræfter på redebygningen - så mange, at nogle af hans vitale organer helt fysisk tvinges til at ændre udseende og funktion. Inden han bliver kønsmoden og begynder at interessere sig for hunner, bruger han – ligesom alle andre dyr – sin nyre til at udskille overskydende vand og affaldsstoffer, altså urin, med. Men den funktion holder op, når han begynder at bygge rede.
Han burde eksplodere
”Til redebygningen skal han bruge et særligt slimet stof, som han selv producerer i nyren. Produktionen af dette stof, der minder om spindelvæv, tager fuldstændigt over, så nyren ikke længere kan producere urin. Det svarer til, at et menneske mister evnen til at tisse”, forklarer Steffen Madsen, lektor ved Biologisk Institut, SDU.
Steffen Madsen er hovedforfatter til en videnskabelig artikel om emnet, der er publiceret i tidsskriftet Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology.
En fiskenyre er ikke identisk med en menneskenyre, men princippet er det samme: Den skal udskille vand og affaldsstoffer. Hundestejler i ferskvand er tilbøjelige til at optage mere vand i kroppen, end de har brug for, så nyresvigt hos redebyggende hanner burde udgøre en seriøs trussel.
”Hvis han ikke kan komme af med vandet, burde han svulme op som en svamp, der suger vand og eksplodere til sidst”, siger Steffen Madsen.
Hundestejler som doping-vagthunde
Han-hundestejlens nyre ændrer funktion så snart, han bliver kønsmoden. Når niveauet af testosteron og andre hanlige kønshormoner stiger i kroppen, begynder hans nyre at vokse til et omfang, der kan ses med det blotte øje. Dette skyldes produktionen af slimstoffet spiggin.
Reaktionen er meget specifik og meget følsom overfor netop disse stoffer, og den finder også sted hos hun-hundestejler, der udsættes kunstigt for kønshormonerne. Man skal altså bare kigge på en hundestejle for at afgøre, om den er påvirket af hanlige kønshormoner.
Hvis man udsætter unge, ikke-kønsmodne hundestejler for kunstige hanlige kønshormoner, vil nyren også begynde at vokse synligt, og det åbner mulighed for at bruge hundestejler som bio-markører for antropogene stoffer, der efterligner virkningen af hanlige kønshormoner.
Man kunne f.eks. forestille sig at udsætte unge fisk for afløbsvand fra fitnesscentre og holde øje med, om deres nyre svulmer op. Hvis den gør, kan det være tegn på, at der bliver brugt androgene steroider i centret.
Men hvis den ihærdige redebyggers nyre ikke længere kan udskille urin, hvordan slipper han så af med overskudsvæsken i kroppen?
Usædvanlig måde at slippe af med vandet på
”Det har tidligere været noget af et mysterium, men der er dokumentation for, at hannerne producerer urin ved hjælp af tarmen i stedet for nyren. Vores forskning giver nu et godt bud på, hvordan det lader sig gøre”.
Urinering gennem tarmen er endnu aldrig blevet observeret hos noget dyr, så der er tale om en usædvanlig evne og et interessant biologisk fænomen.
Steffen Madsen og hans kolleger studerede hundestejletarmceller i laboratoriet og ved at analysere nogle udvalgte salt- og vandtransporterende proteiner kunne de kortlægge den molekylære mekanisme, der sikrer væskeudskillelse gennem tarmvæggen.
Forskerne kunne påvise, at urinen ikke siver ud mellem tarmcellerne – hvilket man ellers godt kunne forestille sig. I stedet bliver den transporteret gennem cellerne af nogle særlige kanaler.
”Forsøgene tyder på, at væskeudskilningen sker via såkaldte aquaporiner – nogle molekylære vandkanaler i tarmcellerne. Transporten drives af en samtidig transport af salt. Hundestejler har et stort antal forskellige aquaporin-varianter - mange flere end f.eks. mennesker”, siger Steffen Madsen.
I modsætning til nyren sker væskeudskillelsen i tarmen altså ikke ved en filtration af blodet, men ved sekretion af salt efterfulgt af diffusion af vand gennem tarmen.
”Denne særlige hundestejle-evne er endnu et eksempel på, hvordan dyr gennem evolution har specialiseret sig og tilpasset sig til næsten enhver tænkelig situation”, siger Steffen Madsen.
Ref: Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, volume 188, October 2015, Pages 107–119: Sexual maturation and changes in water and salt transport components in the kidney and intestine of three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus L.). Steffen S. Madsena, , , Claus Webera, Andreas M. Nielsena, Mohammad Mohisenic, Maryline C. Bosssusb, Christian K. Tipsmarkb, Bertil Borgd. a Department of Biology, University of Southern Denmark, Denmark, b Department of Biological Sciences, University of Arkansas, USA, c Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Iran, d Department of Zoology, Stockholm University, Sweden.
Foto En hundestejle (Pungitius pungitius) ved en rede. Fra Wikipedia.
Video En han bygger rede og kurtiserer en hun. Fra The Environment Agency, the University of Leicester and Gledhow Primary School.
Kontakt
Lektor Steffen Madsen, tlf. 6550 2450. Email steffen@biology.sdu.dk
Læs også
High tech udstyr skal hjælpe forskerne med at studere sårbare koralrev
Forskere bringer ilten tilbage til død fjord
Bekymrede biologer: Danmarks fjorde har fået varige skader