Informatie

Zijn er wezens die hun eigen ledematen of lichaamsdelen opeten om te overleven?


Ik ben benieuwd of er insecten, bacteriën of misschien zelfs grote dieren zijn die hun eigen ledematen of lichaamsdelen zouden afbijten om op te kauwen in de wanhopige tijden van honger.


Wat u beschrijft is eigenlijk een goed gedocumenteerde gebeurtenis in individuele cellen en eencellige organismen. Het fenomeen wordt autofagie genoemd en Wikipedia heeft er hier een pagina over. De basisgedachte is dat wanneer cellulaire componenten niet meer functioneren of om een ​​andere reden moeten worden verwijderd, de cel deze componenten in wezen verteert en hun onderdelen hergebruikt om iets anders te maken. Cellen kunnen ook zichzelf consumeren om de verspreiding van ziekten te voorkomen of in het geval van extreme honger, wanneer de extra energie nodig kan zijn om het organisme in leven te houden.

Zelfkannibalisme op macroschaal (groter dan enkele cellen) is aanzienlijk zeldzamer, maar het kan en zal gebeuren. Luipaardgekko's (en misschien een andere hagedissoort? Ik weet het niet zeker) eten bijvoorbeeld regelmatig stukken van hun eigen afgeworpen huid om energie en voedingsstoffen te besparen. Zeepijpen (een soort ongewervelde zeedieren) verteren letterlijk hun eigen hersenen als onderdeel van hun levenscyclus, en blijkbaar is het bekend dat sommige krekels hun eigen vleugels consumeren. Over het algemeen zou het echter, tenzij de betreffende ledemaat al is beschadigd en/of onbruikbaar is gemaakt, een verspilling van energie zijn voor de eigenaar om het te consumeren, aangezien de energie die wordt besteed aan het herstellen van de schade waarschijnlijk groter is dan de energie die wordt gewonnen door het verbruik ervan in de eerste plaats. Daarom is het een relatief zeldzaam gedrag in meercellige organismen.


Sneeuwluipaard

De Sneeuwluipaard staat ook wel bekend als de ‘Ounce'8217. Het is een grote kat afkomstig uit de bergketens van Centraal-Azië en staat bekend om zijn prachtige vacht. Het sneeuwluipaardengebied in Centraal- en Zuid-Azië is ruige bergachtige regio's van ongeveer 1.230.000 vierkante kilometer, die zich uitstrekken over 12 landen: Afghanistan, Bhutan, China, India, Kazachstan, de Kirgizische Republiek, Mongolië, Nepal, Pakistan, Rusland, Tadzjikistan en Oezbekistan.

De totale wilde populatie van de sneeuwluipaard wordt geschat op tussen de 4.000 en 7.500 individuen. Er zijn ook 600 tot 700 sneeuwluipaarden in dierentuinen over de hele wereld.

Hoewel hij zijn naam deelt met de gewone luipaard, wordt aangenomen dat de sneeuwluipaard niet nauw verwant is aan de luipaard of de andere leden van de Pantherine-groep en wordt hij geclassificeerd als het enige lid van het geslacht ‘Uncia uncia’.

Beschrijving Snow Leopard:

De Snow Leopard heeft een witte bontjas met bruin/gele tinten die bedekt is met ringen van bruin/zwarte rozetten/vlekken. De markeringen helpen het te camoufleren voor prooien. Hun vacht is lang en wollig en helpt de kat te beschermen tegen extreme kou. Sneeuwluipaarden hebben een dikke vacht op hun staart en de onderkant van hun poten is bedekt met vacht ter bescherming tegen de koude sneeuw.

De kop van de sneeuwluipaard, die kleine oren en een kenmerkend zwaar voorhoofd heeft, is rond en relatief klein voor hun lichaamsgrootte, die tot 1,3 meter lang kan zijn en tot ongeveer 70 kilogram kan wegen. Hun lange staart, die wel 90 centimeter kan meten, helpt de katten om hun evenwicht te bewaren terwijl ze zich over ruig en vaak besneeuwd terrein voortbewegen. De krachtige ledematen van de sneeuwluipaard zijn relatief kort voor hun lichaamsgrootte en worden ondersteund door grote, krachtige poten.

Door de onderontwikkeling van het fibro-elastische weefsel dat deel uitmaakt van het stemapparaat, kan de sneeuwluipaard geen volle, diepe brul geven en dit samen met verschillen in schedelkenmerken helpen hen te scheiden van hun mede-'grote katten'.

Sneeuwluipaard Habitat

Tijdens de zomer bewoont het sneeuwluipaard bergachtige weiden boven de boomgrens in rotsachtige berggebieden op een hoogte van 2.700 meter (8.900 voet) tot 6.000 meter (20.000 voet). In de winter dalen sneeuwluipaarden af ​​naar bossen op lagere hoogten.

De sneeuwluipaard wordt over het algemeen geassocieerd met over het algemeen rotsachtig terrein, zoals hoge valleiruggen, rotspartijen en bergpassen. De sneeuwluipaard wordt zelden geassocieerd met dichte bebossing. Een individuele sneeuwluipaard bewoont een goed gedefinieerd leefgebied, maar het verdedigt zijn bereik niet agressief wanneer het wordt overtreden door andere individuen. Het leefgebied van een sneeuwluipaard kan sterk variëren in grootte. Het kan zo klein zijn als 5 vierkante mijl of zo groot als 15 vierkante mijl.

Sneeuwluipaarddieet

Sneeuwluipaarden zijn opportunisten als het om voeren gaat. Het zijn strikt carnivoren en eten al het vlees dat ze kunnen vinden. Sneeuwluipaarden, een van de mooiste katten, zijn ook uitzonderlijke atleten die enorme sprongen over ravijnen kunnen maken. Ze kunnen ook prooien neerhalen die bijna drie keer zo groot zijn als hun eigen grootte, inclusief huisdieren. Hun prooi omvat de steenbok, markhor, bharal, herten, zwijnen, marmotten, pika's en kleine knaagdieren.

De sneeuwluipaard is een hinderlaagroofdier en zal zijn prooi indien mogelijk van bovenaf aanvallen. Het is een behendig dier dat tot 14 meter ver kan springen, waardoor het prooien kan vangen en door de bergen kan trekken. Het is gebruikelijk dat de sneeuwluipaard dicht bij zijn prooi blijft en gedurende een periode van 3 tot 4 dagen terugkeert om te eten.

Gedrag van sneeuwluipaard

Sneeuwluipaarden zijn schemerig (actief bij zonsopgang en zonsondergang) in hun jachtactiviteiten. Gewoonlijk is de kat een eenzame jager, maar tijdens het broedseizoen kan hij de taak delen met zijn partner.

Sneeuwluipaard reproductie

De draagtijd van de vrouwelijke sneeuwluipaard is ongeveer 98 dagen. Vanwege de barre weersomstandigheden in de Alpenregio's worden welpen meestal in de lente geboren en vindt de paring plaats in de late winter. Dit zorgt ervoor dat er een voedselbron in overvloed is en dat er minder inspanning nodig is om een ​​prooi veilig te stellen. Vrouwtjes bevallen in rotsachtige holen bekleed met hun vacht. De worpgrootte is meestal tussen de 1 – 4 welpen. De welpen wegen bij de geboorte tussen de 320 en 708 gram en hebben een dagelijkse gemiddelde gewichtstoename van ongeveer 48 gram per dag. De welpen volgen hun moeder op jacht als ze 3 maanden oud zijn en blijven de eerste winter bij haar.

De levensduur van een sneeuwluipaard is normaal gesproken 15 – 18 jaar, maar in gevangenschap kan hij 20 tot 21 jaar worden.

Beschermingsstatus Snow Leopard

In 1972 plaatste de IUCN het sneeuwluipaard op de Rode Lijst van Bedreigde Soorten als ‘Endangered’. Vanwege de grote vraag naar hun jassen, wordt er illegaal op sneeuwluipaarden gejaagd voor de pelshandel. De pelzen zijn een gewild product in plaatsen zoals Centraal-Azië, Oost-Europa en Rusland, waar ze worden verwerkt tot jassen en andere kledingstukken. Botten en lichaamsdelen van sneeuwluipaarden worden ook gebruikt voor de traditionele Aziatische geneeskunde.

Er zijn tal van instanties die werken aan het behoud van de sneeuwluipaard en zijn bedreigde bergecosystemen. Deze omvatten de Snow Leopard Trust, de Snow Leopard Conservancy en het Snow Leopard Network. Hun focus op onderzoek, gemeenschapsprogramma's in sneeuwluipaardregio's en onderwijsprogramma's zijn gericht op het begrijpen van de behoeften van katten en de behoeften van de dorpelingen en herdersgemeenschappen die van invloed zijn op het leven en de leefomgeving van de sneeuwluipaard.


Skinks

James Gerholdt / Getty Images

Skinks kunnen niet rechtop lopen, maar ze kunnen hun staart naar believen loslaten. Als een roofdier van achteren probeert aan te vallen, laat de staart los en blijft hij wiebelen om het roofdier af te leiden terwijl de skink weg rent. De skink kan in drie tot vier maanden een nieuwe staart krijgen, maar is in die periode kwetsbaarder.


Het proces dat zeeslakken gebruiken om afgehakte lichaamsdelen terug te laten groeien, komt verrassend vaak voor

Het bestuderen van organismen zoals de lichaam-regenererende zeeslakken kan ons leren hoe planten evolueerden.

Kleptoplastiek, het vermogen om de fotosynthetische krachten van een ander organisme te stelen, wordt bij dieren als uiterst zeldzaam beschouwd. Het is deze vaardigheid waarmee de hierboven afgebeelde slak kan overleven en zijn lichaam kan laten groeien nadat hij is onthoofd. Sayaka Mitoho

Sommige zeeslakken kunnen zonder hun lichaam leven. Snijd hun hoofd eraf en de noggins kunnen nog maanden overleven, ontdekten wetenschappers onlangs. Die vrijstaande, zelfrijdende koppen kunnen dan hele nieuwe slakkenlichamen voor hen regenereren.

Wetenschappers weten niet echt hoe die slakken ermee omgaan, maar er zijn minstens twee soorten van een groep genaamd sacoglossans die het kunnen. Ze vermoeden dat de verbazingwekkende overlevingskrachten van de slakken afhankelijk zijn van een back-upstroombron: de dieren kunnen de fotosynthetiserende krachten stelen van de algen om hen heen.

Dit vermogen staat bekend als kleptoplastiek en slakken zijn niet de enigen die het bezitten. Talloze andere levensvormen zijn kleptoplastisch en kunnen chloroplasten - de delen van een cel die de fotosynthese vergemakkelijken - van andere organismen, zoals algen in water, plunderen. Kleptoplastische organismen kunnen die chloroplasten nemen en ze als hun eigen gebruiken.

De verbruikte chloroplasten blijven zonlicht omzetten in energie voor hun nieuwe organisme, waardoor ze een "langdurige bonus" krijgen, zegt Holly Moeller, een bioloog aan de Universiteit van Californië in Santa Barbara. "Hun voedselvoorziening zou dit hele tweede leven kunnen hebben."

Die kleptoplastische sacoglossanen zuigen bijvoorbeeld de ingewanden uit de algencellen die ze consumeren, selecteren de chloroplasten en voegen ze samen in de spijsverteringscellen van de slakken. Daardoor kunnen de slakken zelf direct zonlicht omzetten in energie.

Kleptoplastiek lijkt misschien een toverstaf om te overleven, maar wetenschappers weten niet of dat ook zo is. Chloroplast-roof geeft een slak waarschijnlijk niet genoeg energie om het eten te vervangen. Het is eerder een back-upplan. Als bijvoorbeeld de slak is onthoofd of voedsel schaars is, kan het dier terugvallen op zijn geplunderde bladgroenkorrels.

Kleptoplastiek bij dieren is verre van de norm. Jarenlang waren die sacoglossans zelfs de enige dieren waarvan wetenschappers wisten dat ze kleptoplastisch waren. Dat wil zeggen, totdat wetenschappers in 2019 kleptoplastiek ontdekten in rhabdocoels, een geslacht van platwormen.

Decennialang wisten wetenschappers dat sommige zoetwater-rhabdocels levende algen in hun lichaam hielden, iets waarvan bekend is dat een paar andere dieren, zoals koralen en sponzen, doen. Wetenschappers hadden ook chloroplasten gevonden in verschillende soorten rhabdocels die in de zee leefden, volgens Niels Van Steenkiste, een bioloog aan de University of British Columbia.

Van Steenkiste en zijn collega-onderzoekers besloten een van die soorten nader te bekijken om erachter te komen of ze ook volledige algencellen bevatten. Met behulp van microscopen met hoge resolutie en gensequencing ontdekten ze dat de platwormen in plaats daarvan gestolen chloroplasten in zichzelf hadden opgenomen.

Hoe deze rhabdocels erin slagen om daadwerkelijk in de cel te breken en de inhoud ervan te plunderen, is niet bekend, en het is ook niet bekend of de platwormen kieskeurige overvallers zijn. Dit zijn beide open onderzoeksvragen. "We willen weten of ze alleen op specifieke soorten grazen", zegt Van Steenkiste, "of dat ze niet-specifiek eten."

En de ontdekking maakt kleptoplastiek bij dieren niet gebruikelijker. Van Steenkiste zegt dat hij en zijn collega's het tot nu toe hebben bevestigd in twee soorten rhabdocels, maar er zijn maar liefst 16 andere soorten waarvan ze denken dat ze het waarschijnlijk ook hebben. Dat is nog steeds een klein deel van de 1.800 bekende soorten rhabdocels in de wereld.

Natuurlijk is er nog genoeg leven op aarde dat nog moet worden ontdekt, wat betekent dat er mogelijk meer kleptoplastische dieren zijn. “Het is niet onwaarschijnlijk dat er in de toekomst meer dieren met dit vermogen beschreven zullen worden”, zegt Van Steenkiste.

Maar als je verder kijkt dan het dierenrijk, vind je nog heel wat voorbeelden van organismen die kleptoplastiek gebruiken. "Er is een hele reeks protisten die dit ook voor elkaar kunnen krijgen", zegt Moeller.

Protisten zijn eencellige organismen en veel van hen kunnen chloroplasten van algen absorberen die kleiner zijn dan zij. Dat doen ze op verschillende manieren: sommigen wikkelen een chloroplast in hun doorschijnende lichaam, waardoor het energie kan blijven maken, terwijl anderen een stap verder gaan door de celkern van een alg intact te verwijderen, waarbij ze de genetische instructies gebruiken om de chloroplast in goede staat te houden. .

"Het is alsof hij de auto heeft gestolen en daarna ook de gebruikershandleiding, zodat je de auto kunt repareren, de auto kunt onderhouden en kunt blijven rijden", zegt Moeller.

Het is ook in deze protisten dat kleptoplastiek wetenschappers terug in de tijd kan laten zien, meer dan twee miljard jaar geleden, voordat planten op aarde evolueerden. Veel wetenschappers geloven dat in die tijd chloroplasten, samen met andere delen van de cel, zoals mitochondriën, op zichzelf vrij zwevende organismen waren die werden geïntegreerd en "gedomesticeerd" in de organellen die je kent en liefhebt uit de biologie van de middelbare school.

"Als je kijkt naar alle fotosynthetische organismen, hebben chloroplasten zich daadwerkelijk door lijnen verplaatst", zegt Moeller. "Ze zijn als het ware over de takken van de levensboom gesprongen."

Hoe dat precies gebeurde en hoe verschillende levensvormen het vermogen hebben gekregen om licht in energie om te zetten, is niet bekend. Maar door chloroplasten van algen te stelen, doen kleptoplastische protisten of dieren precies dat.

Rahul Raois is een freelance wetenschapsjournalist, afgestudeerd aan NYU's SHERP en Doctor Who-fan. Neem hier contact op met de auteur.


Het lichaam overtuigen om zijn ledematen te regenereren

Herten kunnen hun gewei teruggroeien en mensen kunnen hun lever vervangen. Wat is er nog meer mogelijk?

Elk jaar komen onderzoekers van over de hele wereld samen op Neural Information Processing Systems, een conferentie over kunstmatige intelligentie, om geautomatiseerde vertaalsoftware, zelfrijdende auto's en abstracte wiskundige vragen te bespreken. Het was daarom vreemd toen Michael Levin, een ontwikkelingsbioloog aan de Tufts University, een presentatie gaf op de conferentie van 2018, die werd gehouden in Montreal. Eenenvijftig, met lichtgroene ogen en een donkere baard die hem een ​​ondeugende uitstraling geven, bestudeert Levin hoe lichamen groeien, genezen en, in sommige gevallen, regenereren. Hij wachtte op het podium terwijl een van Facebook's A.I. onderzoekers introduceerden hem in een volle tentoonstellingsruimte als een specialist in 'computation in the medium of living systems'.

Levin begon zijn toespraak en er verscheen een tekening van een worm op het scherm achter hem. Enkele van de belangrijkste ontdekkingen van zijn carrière hangen af ​​van de planarian - een soort platworm van ongeveer twee centimeter lang die, onder een microscoop, lijkt op een cartoon van een schele fallus. Levin is geïnteresseerd in de planarian omdat, als je zijn kop afhakt, er tegelijkertijd een nieuwe groeit, en aan zijn afgehakte kop een nieuwe staart. Onderzoekers hebben ontdekt dat het niet uitmaakt in hoeveel stukjes je een planarian snijdt - het record is tweehonderdnegenenzeventig - je krijgt evenveel nieuwe wormen. Op de een of andere manier weet elk onderdeel wat er ontbreekt en bouwt het opnieuw op. Wat Levin zijn publiek liet zien, was nog opvallender: een video van een tweekoppige planarian. Hij had de staart van de worm afgesneden en vervolgens het organisme overgehaald om een ​​tweede kop op zijn plaats te laten groeien. Het maakt niet uit hoe vaak het extra hoofd werd afgesneden, het groeide terug.

Het meest verbazingwekkende was dat Levin het genoom van de planarian niet had aangeraakt. In plaats daarvan had hij de elektrische signalen tussen de wormcellen veranderd. Levin legde uit dat hij, door deze elektrische patronen te veranderen, het "geheugen" van het organisme van hoe het eruit moest zien, had herzien. In wezen had hij het lichaam van de worm geherprogrammeerd - en als hij dat wilde, kon hij het terugzetten.

Levin was uitgenodigd om te presenteren op een A.I. conferentie omdat zijn werk deel uitmaakt van een bredere convergentie tussen biologie en informatica. In de afgelopen halve eeuw zijn wetenschappers de hersenen, met zijn triljoenen neurale verbindingen, gaan zien als een soort computer. Levin breidt dit denken uit naar het lichaam waarvan hij gelooft dat het beheersen van de code van elektrische ladingen in zijn weefsels wetenschappers een ongekende controle zal geven over hoe en waar ze groeien. In zijn laboratorium heeft hij kikkers overgehaald om afgehakte poten te regenereren, en kikkervisjes om nieuwe oogbollen op hun buik te laten groeien.

"Regeneratie is niet alleen voor zogenaamde lagere dieren," zei Levin, toen een afbeelding van Prometheus op het scherm achter hem verscheen. Herten kunnen een gewei regenereren, mensen kunnen hun lever opnieuw laten groeien. "Je weet misschien wel of niet dat menselijke kinderen onder de leeftijd van ongeveer zeven tot elf in staat zijn om hun vingertoppen te regenereren", vertelde hij het publiek. Waarom konden geen menselijke groeiprogramma's worden geactiveerd voor andere lichaamsdelen - afgehakte ledematen, falende organen, zelfs hersenweefsel dat door een beroerte is beschadigd?

Levins werk houdt een conceptuele verschuiving in. De computers in ons hoofd staan ​​vaak in contrast met de rest van het lichaam. De meesten van ons zien spieren en botten niet als berekeningen. Maar hoe "weten" onze wonden hoe te genezen? Hoe differentiëren de weefsels van ons ongeboren lichaam zich en krijgen ze vorm zonder leiding van een brein? Wanneer een rups een mot wordt, worden de meeste hersenen vloeibaar en worden ze herbouwd - en toch hebben onderzoekers ontdekt dat herinneringen tijdens de metamorfose kunnen worden bewaard. "Wat zegt dat ons?" vroeg Levin. Het suggereert onder meer dat ledematen en weefsels, behalve de hersenen, op een primitief niveau in staat zouden kunnen zijn om te onthouden, te denken en te handelen. Andere onderzoekers hebben hersenloze intelligentie in planten en bacteriële gemeenschappen besproken, of bio-elektriciteit bestudeerd als een mechanisme in ontwikkeling. Maar Levin heeft het idee geleid dat de twee ideeën kunnen worden verenigd: hij stelt dat de cellen in ons lichaam bio-elektriciteit gebruiken om te communiceren en om onderling beslissingen te nemen over wat ze zullen worden.

Het werk van Levin is zowel in schoolboeken als in Japanse manga verschenen. Hij publiceert tussen de dertig en veertig papers per jaar, en zijn medewerkers zijn onder meer biologen, computerwetenschappers en filosofen. Hij overtuigt een groeiend aantal biologen dat het mogelijk is om de bio-elektrische code te ontcijferen en zelfs uit te spreken. Tom Skalak, een bio-ingenieur en de vice-president voor onderzoek emeritus aan de Universiteit van Virginia, vertelde me dat Levin een subversieve rol speelt in een veld dat de neiging heeft zich te concentreren op hoe genen groei sturen. "Hij gaat veel verder dan het dogma van 'een gen maakt een eiwit en het eiwit maakt een celfenotype, en als je genen en eiwitten begrijpt, begrijp je alles'", zei Skalak.

Het begrijpen van de bio-elektrische code, meent Levin, zal ons een nieuwe manier geven om met ons lichaam om te gaan. "Op een belangrijke manier is de controle over de driedimensionale vorm: de dringend probleem van de biogeneeskunde, "vertelde hij me. "Als je erover nadenkt, zou alles behalve infectie kunnen worden aangepakt als we de vorm zouden beheersen. Dus geboorteafwijkingen, traumatisch letsel, veroudering, degeneratieve ziekten, kanker.” Hij vervolgde: "Als we konden begrijpen wat driedimensionale vorm werkelijk was, zouden we bijna alles kunnen doen."

Levin werd in 1969 in Moskou geboren. Als kind keek hij uren naar insecten en elektrische onderdelen. Op een dag, om hem af te leiden toen hij een astma-aanval had, draaide zijn vader de tv van het gezin om en opende de achterkant. Levin staarde, verwonderd, vertelde hij me, dat "iemand precies wist hoe hij alle delen in de exacte juiste volgorde moest plaatsen om de tekenfilms aan de andere kant uit te laten komen." Hij begon serieus met het verzamelen van insecten op zevenjarige leeftijd, rond dezelfde tijd dat hij begon met boeken over natuurkunde en astronomie. "Hoe geweldig het tv-toestel ook is, dit is nog meer", herinnert hij zich hoe een ei verandert in een rups, dan een pop en dan een vlinder. "Het wordt deze geweldige kleine robot die rondrent en dingen doet en een eigen leven leidt." Met de beestjes in zijn hoofd leerde hij een radio te bouwen door er een uit elkaar te halen.

Op zijn achtste of negende begon Levin met de hulp van zijn vader boeken te lezen over cybernetica - de studie van 'controlesystemen', die eind jaren veertig door de computerpionier Norbert Wiener werd gecreëerd. Een cybernetisch systeem, zoals een thermostaat, regelt zichzelf met behulp van feedback: een thermometer detecteert een verandering in de kamertemperatuur en zet vervolgens het verwarmings- of koelsysteem aan totdat de gewenste temperatuur is bereikt. Cybernetische systemen werken via een soort interne conversatie en kunnen verrassend complexe taken uitvoeren, zoals het handhaven van de snelheid van een auto tijdens cruise control of het reguleren van het metabolisme van een dier. Het leek redelijk om te denken dat het zich ontwikkelende lichaam zelf cybernetisch was: de vele onderdelen ervan gebruikten innerlijke feedbackmechanismen om zich rond gedeelde doelen af ​​te stemmen.

Levins ouders werden geconfronteerd met antisemitisme in de Sovjet-Unie. In 1978, toen hij negen was, maakten ze gebruik van een visumprogramma voor Sovjet-joden en verhuisden ze het gezin naar Lynn, Massachusetts, waar ze drie maanden onderweg waren als vluchtelingen in Italië. Levins vader, die computers had geprogrammeerd voor de Sovjetweerdienst, kreeg een baan bij Compugraphic, een zetbedrijf. Hij bracht oude apparatuur mee naar huis, waaronder een computer met een zwart-witmonitor waarop alleen Fortran, een vroege programmeertaal, draaide. Toen Levin zijn ouders vertelde dat hij Pac-Man wilde spelen, zei zijn vader dat hij dat alleen kon als hij zijn eigen versie programmeerde.

Tegen de tijd dat Levin erin slaagde, was hij overgestapt van spelen naar programmeren. Hij had ook een rudimentair biologielab in zijn slaapkamer opgezet en gevaarlijke chemicaliën besteld die naar het verzonnen 'St. Augustine School of Science” op zijn huisadres. Hij testte of bonenplanten door doolhoven konden navigeren terwijl ze groeiden, en onderzocht hun reacties op magnetische velden.

In 1986, toen Levin zeventien was, bezocht hij samen met zijn vader de Wereldtentoonstelling in Vancouver. Daar ontdekte hij in een tweedehandsboekwinkel 'The Body Electric: Electromagnetism and the Foundation of Life', een wetenschappelijke memoires waarin Robert O. Becker, een orthopedisch chirurg, de experimenten beschreef die hij had uitgevoerd op salamanders en andere dieren , het onderzoeken van de rol die elektriciteit speelde in hun ontwikkeling en in hun vermogen om ledematen te regenereren. (Salamanders kunnen hun afgehakte ledematen en staarten regenereren als je een poot verwijdert en op een staart transplanteert, de staart verandert in een poot.) "Het leek op alles waar ik aan dacht," zei Levin. Terwijl hij zich een weg baande door Beckers bibliografie, ontdekte hij dat de medische interesse in elektriciteit duizenden jaren oud was. Anteros, een voormalige slaaf van de Romeinse keizer Tiberius, was op het strand op een elektrische vis gestapt en vond verlichting voor zijn jicht in het zeventiende-eeuwse Europa, "medische elektriciteit" werd gebruikt om impotentie en andere kwalen te behandelen. In de negentiende eeuw had de Italiaanse arts Luigi Galvani gepleit voor het bestaan ​​van een inherente 'dierlijke elektriciteit', wat aantoont dat het aanraken van het uiteinde van de doorgesneden zenuw van een kikker aan de buitenkant van een van zijn spieren een circuit voltooit, waardoor de spier trekt. Dit fenomeen, galvanisme genaamd, werd een plotapparaat in Mary Shelley's 'Frankenstein'.

In de twintigste eeuw begon de realiteit van bio-elektriciteit in beeld te komen. In 1909 werd ontdekt dat larvale salamanders sneller regenereren wanneer in de daaropvolgende decennia elektriciteit door hun aquariumwater stroomt. Onderzoekers maten verschillende bio-elektrische patronen die verband houden met ontwikkeling en wondgenezing. Uiteindelijk kwamen biologen tot het inzicht dat elektriciteit een integraal onderdeel is van het cellulaire leven. Celmembranen zijn bezaaid met kleine kleppen die bekend staan ​​​​als ionenkanalen, die de negatief geladen binnenkant en de positief geladen buitenkant van de cel behouden door geladen atomen, ionen genaamd, in en uit te laten stromen. Sommige ionenkanalen openen of sluiten als reactie op de spanning buiten, waardoor de cel zijn gedrag verandert als reactie op elektrische signalen en daardoor een feedbacklus creëert. Cellen gebruiken het bio-elektrische systeem als een soort intercellulair internet. Ze gebruiken het om ingewikkelde en uitgebreide communicatienetwerken te bouwen die de transcriptie van genen, de samentrekking van spieren en de afgifte van hormonen regelen. Veel medicijnen richten zich op ionkanalen en gebruiken ze om aritmie, epilepsie en chronische pijn te behandelen.

Toen Levin in 1988 naar Tufts ging studeren, besloot hij computerwetenschappen te gaan studeren, zodat hij aan kunstmatige intelligentie kon werken. Maar hij merkte ook dat hij nadacht over alle wezens - de 'kleine robots' - die het geheim van computers leken te bevatten. "Er zijn amoeben die herinneringen opslaan", herinnert hij zich toen. "Er zijn eieren die zich ontwikkelen tot wezens met verbazingwekkende patronen." Hij voegde een biologie major toe.

Levin had onderzoekers gebeld en alles gelezen wat hij kon over bio-elektriciteit. Hij liet zijn leeslijst zien aan Susan Ernst, een bioloog bij Tufts. Ze was onder de indruk, maar vertelde hem dat ze geen ruimte in haar lab had voor meer studenten. De volgende dag veranderde ze van gedachten. "Ik zei hardop tegen mezelf: 'Hoe kan ik mezelf als een leraar beschouwen en hem wegsturen?'", vertelde ze me. Ze belde Levin en ze besloten dat hij elektromagnetische velden zou toepassen op embryo's van zee-egels. "We ontdekten dat het de ontwikkeling inderdaad behoorlijk verpestte", zei hij.

Levin vond Ernst 'onbedwingbaar'. Hij begon niet alleen apparatuur te lenen, maar ook personeel van andere laboratoria: Ernst, die nu met pensioen is, raakte eraan gewend studenten te zien die ze niet kende bij haar microscopen, die aan Levins experimenten werkten. Als student was Levin, hoewel hij samen met zijn vader een klein back-upsoftwarebedrijf runde, de hoofdauteur van twee artikelen die samen met Ernst werden gepubliceerd. Toen hij een Ph.D. aan de Harvard Medical School, in 1996, voor baanbrekend werk over hoe lichamen leren om links van rechts te onderscheiden, gaf zijn proefschriftadviseur, de geneticus Clifford Tabin, hem een ​​felicitatie-toast. "De kans is het grootst dat je crasht en verbrandt en dat er nooit meer iets van je wordt vernomen", herinnert Tabin zich. "Je bent ook het meest waarschijnlijk om iets echt fundamenteel belangrijks te doen, dat niemand anders op aarde zou hebben gedaan, dat het veld echt zal veranderen."

Levin runde een ontwikkelingsbiologisch laboratorium aan het Forsyth Institute van Harvard, totdat hij in 2008 terugkeerde naar Tufts als professor. In 2016 kende de mede-oprichter van Microsoft, Paul Allen, hem een ​​vierjarige beurs toe van tien miljoen dollar, waarmee hij richtte het Allen Discovery Center op met als missie het kraken van de morfogenetische code - het systeem dat "orkestreert hoe cellen communiceren om complexe anatomische vormen te creëren en te repareren."

Toen ik een paar maanden voor de pandemie het laboratorium van Levin in Tufts bezocht, stuurde hij me door een hal met uitvergrote tijdschriftomslagen met zijn werk. We passeerden een administratief gebied - "Dit is de menselijke ruimte", zei hij - en toen bezochten we een microscopie-suite, een chemische kamer en een groot laboratorium, en uiteindelijk begaven we ons naar de "wormwereld" - een kamer waar industriële incubators neuriede. Levin wees door de glazen deuren van een couveuse naar rekken met Tupperware-containers, elk met duizenden planaria die in bronwater in Polen zwemmen en biologische runderlever aten: "Het goede leven", zei hij.

De containers waren ovenschalen gevuld met zwevende spikkels. Sommige bevatten wormen met vreemde koppen - stekelig, buisvormig, hoedvormig - terwijl één de beroemde tweekoppige wormen vasthield. "We hebben in 2000 één worm uit Japan gekregen en die hebben we in stukken gehakt", legt Levin uit. De meeste bewoners van de wormwereld waren afstammelingen van dezelfde ouder.

Wanneer dieren zich ontwikkelen, volgen ze geen script. In plaats daarvan, reageren de cellen op hun omgeving, onderhandelen en tasten ze hun weg naar een definitieve vorm. Een bevruchte eicel deelt zich en deelt zich opnieuw, waardoor een holle bal van cellen ontstaat, blastula-genen genaamd, die deze cellen instrueren om chemicaliën af te geven, en andere cellen, die reageren op die chemische concentraties, besluiten ergens anders heen te migreren of zich te ontwikkelen tot specifieke soorten weefsel. Andere invloeden - zuurstof, voedingsstoffen, hormonen, soms toxines - zorgen voor een verdere vorm van de zwangerschap.

Het is verleidelijk om te denken dat genen blauwdrukken bevatten voor het lichaam en zijn onderdelen. Maar er is geen kaart of instructieset voor een orgaan in een cel. "De eerste beslissingen die je neemt zijn geen gedragsbeslissingen, het zijn groeibeslissingen," vertelde Levin me, en de meest cruciale keuzes - "waar je ogen naartoe gaan, waar je hersenen naartoe gaan, welk deel een been wordt, welk deel gaat om een ​​arm te zijn” – ontstaan ​​zonder een centrale richtlijn. Kelly McLaughlin, een moleculair bioloog bij het Allen Center, legde uit dat het eenvoudig was "stamcellen te nemen en ervoor te zorgen dat ze hartcellen laten kloppen in een schaaltje." En toch, vervolgde ze, "die hartcellen zijn een vel cellen, kloppend in een schaal, plat." Cellen veranderen in driedimensionale organen door met elkaar in wisselwerking te staan, zoals watermoleculen die een werveling vormen.

Wiskundigen en computerwetenschappers, bedreven in de taal van zelforganiserende systemen - kristallen, verkeer, stormen - bleken bruikbare conceptuele hulpmiddelen te bezitten om ontwikkeling te begrijpen. "Een daarvan is modulariteit", zei Levin: elementen van een systeem kunnen in een module worden verbonden en vervolgens "overal, op elk moment, in nieuwe contexten" worden geactiveerd. Een andere is de "test-operate-exit"-lus: "Blijf bewegen, totdat de anatomische fout klein genoeg is, en stop dan." Celgroepen, zei hij, zijn in staat om veel verschillende plannen te volgen, ze verschuiven hun doelen afhankelijk van wat hun buren doen.

In de gang van de wormwereld liet Levin me de micro-injectieruimte van het laboratorium zien. Twee keer per week worden daar duizenden kikkerembryo's teruggeplaatst, zodat onderzoekers hun ontwikkelingsbeslissingen kunnen analyseren. De eerste taak van de wetenschappers is het afluisteren van bio-elektrische patronen. In 2011 baadde Dany Spencer Adams, een postdoc in het laboratorium van Levin, een kikkerembryo in een spanningsgevoelige kleurstof in het gebied van het weefsel waar het gezicht zich later zou vormen. Ze zag een elektrisch patroon, dat Levin beschreef als "een verf- op nummer puzzel.” Het was een gloeiende afbeelding van een gezicht.

De onderzoekers vermoedden dat als ze dit 'elektrische gezicht' elders in het lichaam zouden kunnen herscheppen, ze daar ook een gezicht zouden kunnen laten groeien. Ze brachten de cellen in wat de maag van de embryo's zou worden, ertoe aan extra ionenkanalen te bouwen, wat een elektrisch beeld van een oog aanmoedigde. Op de plekken waar ze dit verf-op-nummerpatroon plaatsten, ontwikkelden sommige embryo's extra ogen. Na verloop van tijd begon hun zenuwstelsel optische zenuwen te bouwen om de nieuwe ogen via het ruggenmerg met de hersenen te verbinden.

"O.K., laten we nu een B-roll filmen waarin je in het appartement een dutje doet."

Het was alsof het team het trefwoord 'oog' had uitgesproken. De cellen begonnen te praten over het bouwen van een, en al het andere volgde. Niet alle patronen zijn zo eenvoudig te interpreteren of te creëren als het elektrische gezicht dat aanleiding geeft tot de regeneratie van een ontbrekend oor of hand, zei Levin, mogelijk het detecteren en beheersen van bio-elektrische patronen die abstract en moeilijk te ontcijferen zijn. Toch is het misschien mogelijk om er trefwoorden voor te vinden - kleinere stukjes van het patroon waardoor cellen op de juiste manier kunnen samenwerken.

Patterns aren’t the only way to inspire coöperation. In 2018, Levin’s team attached a plastic cuff containing progesterone, a hormone that alters the behavior of ion channels, to the stump where a frog had once had a leg. They left the cuff on for twenty-four hours, then observed for about a year. Ordinarily, a frog that’s lost a leg will regrow a cartilaginous spike in its place. But the frogs in the experiment grew paddle-like limbs. About nine months later, little toes started to emerge. Levin thinks that, eventually, the same kind of cuff could be used on humans you might wear one for a few months, long enough to persuade your body to restart its growth. (Ideally, researchers would find a way to speed development, too otherwise, you’d be stuck with a tiny arm for years.)

Levin was wary of showing me any mouse experiments. He has grown tired of hearing his work compared to the sinister alchemy described in “Frankenstein.” “That story is about scientific irresponsibility,” he said. Although his research is in many ways unusual, it is ordinary in its treatment of animals—by some estimates, American researchers experiment on more than twenty-five million a year. “I get two types of e-mails and phone calls,” Levin told me. “Some of the people call and say, ‘How dare you do these things?’ for various reasons—animal rights, playing God, whatever. And then most call and they say, ‘What the fuck is taking you so long?’ ” From time to time, Levin receives a call from a would-be volunteer. “I’m going to come down to your lab,” he recalled one of them saying, “and I’ll be your guinea pig. I want my foot back.”

None of the developmental biologists I spoke with expressed any doubt that we would someday be able to regrow human limbs. They disagreed only about how long it would take us to get there, and about how, exactly, regrowth would work. Other projects explore growing body parts in labs for transplantation 3-D-printing them whole, using tissue cells flipping genetic switches (“master regulators”) or injecting stem cells into residual limbs. The solution may eventually involve a medley of techniques.

Levin’s vision isn’t confined to limb regrowth he’s interested in many other forms of morphogenesis, or tissue formation, and in how they can be modelled using computers. He led me down the hall to a room where an elaborate, waist-high machine glowed. The device consisted of twelve petri dishes suspended above an array of lights and cameras, which were hooked up to a cluster of high-powered computers. He explained that the system was designed to measure tadpole and planarian I.Q.

In a study published in 2018, Levin’s team bathed frog embryos in nicotine. As they expected, the frogs exhibited a range of neural deformities, including missing forebrains. The researchers then used a piece of software called BETSE—the BioElectric Tissue Simulation Engine—that a member of the Allen Center, Alexis Pietak, had built. In this virtual world, they applied various drugs and observed their effects on both bioelectric signalling and brain development, hoping to find an intervention that would reverse the nicotine’s damage. The software “made a prediction that one specific type of ion channel can be exploited for just such an effect,” Levin said. The team tried the drug on real embryos that had been damaged by nicotine, and found that their brains rearranged themselves into the proper shape. The software, the researchers wrote, had allowed for “a complete rescue of brain morphology.”

Het IQ machine gave them another way to measure the extent of the rescue. Inside it, colored L.E.D.s illuminate petri dishes from below, dividing them into zones of red and blue when a grown tadpole ventures into the red, it receives a brief shock. Levin found that normal tadpoles uniformly learned to avoid the red zones, while those that had been exposed to nicotine learned to do so only twelve per cent of the time. But those treated with the bioelectricity-recalibrating drug learned eighty-five per cent of the time. Their I.Q.s recovered.

Researchers disagree about the role that bioelectricity plays in morphogenesis. Laura Borodinsky, a biologist who studies development and regeneration at the University of California, Davis, told me that “there are many things that we still need to discover” about how the process works, including “how the genetic program and the bioelectrical signals are intermingled.” Tom Kornberg, a biochemist at the University of California, San Francisco, studies another intercellular system that is similar to bioelectricity it consists of morphogens, special proteins that cells release in order to communicate with one another. Kornberg’s lab investigates how morphogens move among cells and tell them what to do. “What is the vocabulary? What’s the language?” Kornberg said, in reference to morphogenesis. There is probably more than one.

Tabin, Levin’s former adviser and the chair of genetics at Harvard Medical School, told me that he is “agnostic” about how bioelectricity should be understood. Levin describes bioelectricity as a “code.” But, Tabin said, “there’s a difference between being a trigger to initiate morphogenesis versus storing information in the form of a code.” He offered an analogy. “Electricity is required to run my vacuum cleaner,” he said. “It doesn’t mean there’s necessarily an electric code for vacuuming.” The current flowing through the outlet isn’t telling the vacuum what to do. It’s just turning it on.

Levin thinks that bioelectricity is more complex than that. The right bioelectrical signal can transform a Dustbuster into a Dyson—or a tail into a head. Tweaking the signal produces highly specific outcomes—a head that’s spiky, tubular, or hat-shaped—without the need to adjust individual genes, ion channels, or cells. “You can hack the system to make the changes,” Levin said. “Currently, there’s no competing technology that can do these things.”

Levin’s work has philosophical dimensions. Recently, he watched “Ex Machina”—a sci-fi film, directed by Alex Garland, in which a young programmer is introduced to Ava, a robot created by his tech-mogul boss. Unnerved by how beguilingly realistic Ava is, the hero slices his own arm open in search of wires. Since childhood, Levin, too, has wondered what we are made of having become a father himself, he enjoys talking about such questions with his sons, who are now teen-agers. Once, when his older son was six or seven, Levin asked him how a person could be sure that he hadn’t been created mere seconds ago, and provided with a set of implanted memories. “I didn’t really think about what the consequences for a kid might be,” Levin said, laughing and a little embarrassed. “He was upset for about a week.”

Our intuitions tell us that it would be bad to be a machine, or a group of machines, but Levin’s work suggests precisely this reality. In his world, we’re robots all the way down. A bioelectrical signal may be able to conjure an eye out of a stomach, but eye-making instructions are contained neither in the cells’ genome nor in the signal. Instead, both collectively and individually, the cells exercise a degree of independence during the construction process.

The philosopher Daniel Dennett, who is Levin’s colleague at Tufts, has long argued that we shouldn’t distinguish too sharply between the sovereign, self-determining mind and the brute body. When we spoke, Dennett, who has become one of Levin’s collaborators, was in bed at a Maine hospital, where he was recovering from hip surgery. “I find it very comforting to reflect on the fact that billions of little agents are working 24/7 to restore my muscles, heal my wounds, strengthen my legs,” he said.

In our discussion of Levin’s work, Dennett asked me to imagine playing chess against a computer. He told me that there were a few ways I could look at my opponent. I could regard it as a metal box filled with circuits I could see it as a piece of software, and inspect its code and I could relate to it as a player, analyzing its moves. In reality, of course, a chess computer offers more than three levels of explanation. The body allows more still: genetics, biophysics, biochemistry, bioelectricity, biomechanics, anatomy, psychology, and finer gradations in between, all these levels acting together, each playing an integral role. Levin doesn’t claim to understand the entire system, nor does he maintain that bioelectricity is the only important level. It’s just one where he’s found some leverage. He likens revising an organism’s body through bioelectric stimulation to launching software applications. “When you want to switch from Photoshop to Microsoft Word, you don’t get out your soldering iron,” he said.

In modifying the body, Levin is more whisperer than micromanager he makes suggestions, then lets the cells talk among themselves. “Michael has these brilliant examples of how individual cells communicate with each other,” Dennett said. But the reverse is also true: when communication breaks down, cells can go haywire. Consider cancer, Levin said. It can be created by genetic damage, but also by disruptions in bioelectric voltage. In an experiment reported in 2016, Levin’s team injected cancer-causing mRNA into frog embryos, and found that injected areas first lost their electrical polarity, then developed tumor-like growths. When the researchers counteracted the depolarization, some of the tumors disappeared. In Levin’s terms, the cancer cells had lost the thread of the wider conversation, and begun to reproduce aimlessly, without coöperating with their neighbors. Once communications had been restored, they were able to make good decisions again.

Having built radios as a kid, Levin now hopes to assemble bodies from first principles. His ultimate goal is to build what he calls an “anatomical compiler”—a biological-design program in which users can draw the limbs or organs they want the software would tell them where and how to modify an organism’s bioelectric gradients. “You would say, ‘Well, basically like a frog, but I’d like six legs—and I’d like a propeller over here,’ ” he explained. Such a system could fix birth defects, or allow the creation of new biological shapes that haven’t evolved in nature. With funding from DARPA—a federal research agency contained within the Department of Defense—he is exploring a related possibility: building machines made from animal cells. Recently, Josh Bongard, a computer scientist at the University of Vermont, designed a computer model in which small robotic cubes connect, creating microrobots that might someday clean up toxic waste or perform microsurgery. Levin took stem and cardiac cells from frogs and sculpted them into blobs that approximated the robot designs they began working together, matching the simulations. Bongard likened Levin to a magician pulling rabbits out of a hat. “After a while, you start asking not just what’s in the hat,” he said, “but how deep does the inside of that hat go?”

On a warm afternoon, Levin and I drove out to Middlesex Fells Reservation—a twenty-six-hundred-acre state park with more than a hundred miles of trails. We set out through the woods along Spot Pond, a large reservoir where people sail and kayak in the summer. As we walked, our bodies worked up a light sweat. Occasionally, Levin stopped to wonder at fungi clinging to a tree trunk, or to look under a rock for creepy crawlies. Spotting an ant, he recalled trying to feed ants as a child and being surprised at their stubbornness. He noted that planaria can have different personalities—even clones of the same worm. He interrupted his comments on neural decoding to study a plant. “Look at the colors on these berries,” he said. “What the hell? I’ve never seen that before. It looks almost like candy. Let me get a picture of this.”

I jokingly asked Levin if, when looking at nature, he saw computer code raining down, as in “The Matrix.” “That’s a funny question,” he said. “I do not see the Matrix code, but I’m often taking pictures or kayaking or something, and thinking about this stuff.” I asked him if he saw squirrels and trees differently from the way others do. Not a squirrel, he said, because everyone recognizes it as a cognitive agent—a system with beliefs and desires. But a cell or a plant, for sure.

“I look everywhere, and I ask the question What’s the cognitive nature of this system? What’s it like to be a—” He paused. “What’s your sensory world like, what decisions are you making, what memories do you have, if any? What predictions do you make? Do you anticipate future events? Slime molds can anticipate regular stimuli. I look for cognition everywhere. In some places you don’t find it, and that’s fine, but I think I see it broader than many people.”

We stopped to look at a log and found a red splotch that appeared to be a slime mold.

“I don’t know what it actually is,” Levin said. “I’m not much of a zoologist.”

Bending down, he peeled off some bark: a second splotch. Researchers have found that, if a slime mold learns something and then crawls over and touches another mold, it can pass on its memory in 2016, a pair of French scientists showed how one mold could teach another to find some hard-to-reach food through a gooey mind meld.

“That, I think about all the time,” Levin said. “What does it mean to encode information in a way that, almost like a brain transplant, you can literally give it to another creature?”

We left the log and continued on. Lichen spotted the rocks, and chipmunks chattered in the trees. There was electricity all around us. ♦


How are humans different from other animals?

There are many similarities between humans and other animals that you may have noticed. Humans and animals both eat, sleep, think, and communicate. We are also similar in a lot of the ways our bodies work. But we also have a lot of differences. Are there any differences that set humans apart, uniquely, from alle other animals?

Some people think that the main differences between humans other animal species is our ability of complex reasoning, our use of complex language, our ability to solve difficult problems, and introspection (this means describing your own thoughts and feelings). Others also feel that the ability for creativity or the feeling of joy or sorrow is uniquely human. Humans have a highly developed brain that allows us to do many of these things. But are these things uniquely human? First, let’s get into the fuzzy part of that question.

A baboon is being given a mirror test. Image by Moshe Blank via Wikimedia Commons.

There are a lot of things that humans think are true about animals and animal behavior, but some of these ideas are problematic. Sometimes, when we do tests on animal behavior, we use tests that apply to animals like humans, and we expect animals to perform in a similar way if they have similar abilities. For example, the mirror test is used to see if animals have awareness of themselves as the image that they see in a mirror. If a mark is placed on the animal, they should show signs of knowing that the mark is on their body. Maybe they try to rub it off with their hands or, if they can’t use their limbs that way, they may move their body a bit to see the mark better. But what if an animal doesn't have the best vision? Do we just say that, because they can't perform the test in that way, they wouldn't pass? Expecting all other animals to perform similarly to humans on tests can be problematic. This makes learning about some parts of animal behavior difficult.

But, what we have learned is pretty exciting. As we keep learning more and more about animal behavior, we are continually surprised.

Gunnison's prairie dogs seem to have a fairly complex language. rather than just sounding a basic alarm call, researchers have found that their alarm calls can describe specific predator speed, color, shape, and size. So when is this communication complex enough for us to call it a language? Elephants have been found to communicate across miles of land through subsonic sound. And when researchers slow a hummingbird's chirp down, it seems the song may be as complex as a song from some other birds, though more studies need to be done to understand this. Do we view animal "language" as limited just because we have trouble understanding it?

This Caledonian crow is solving a water level problem. It adds small blocks into columns of water to raise the water level, allowing it access to food. The crow also had to realize that one column was too wide, so the limited blocks wouldn't raise the water enough. Image from video by Logan C, Jelbert S, Breen A, Gray R, Taylor A via Wikimedia Commons.

Caledonian crows can solve problems and build tools, and can solve multiple-step puzzles that require a plan. Are these examples of difficult problems? Where do we draw the line to say something is "difficult" enough, or that we've given an animal proper motivation to want to even solve one of these problems?

Gorillas and chimpanzees have painted pictures of birds, describing (through sign language ) that that is what they were trying to create. If they had a goal in mind and then made it, is that a sign that they had introspection? That they are describing their own thoughts? And that they are doing it by using their own creativity? Seems like it might be.

And animals do appear to feel joy and sorrow. There are videos out there showing a raven using a piece of plastic to sled down part of a snowy roof. The raven picks it up and slides down over and over again… they aren’t playing with another bird, they are enjoying sledding and having fun, perhaps feeling joy. And we continue to learn of more and more species that show sorrow, especially at the loss of members of their family or other loved ones. Animals that grieve include elephants, wolves, sea lions, magpies, and many more. A recent video of javelinas (peccaries that live in the American southwest) show that they mourn their dead. But we didn’t realize this, until it was captured by a field camera.

So maybe there isn’t that much that makes us uniquely human. Maybe we need to pay more attention to what animals are doing, and try to view the world through their eyes. And, perhaps our ability to consider animal's feelings and hope for the well-being of these other amazing creatures is our best, and most uniquely human ability.


Biology Unit 3

- Ecto- means "outside" or "outer." Cells of the ectoderm form the skin, nerves, and sense organs (like ears and eyes).

-Animal cells are surrounded by a cell membrane and do not have cell walls.

-Animals are composed of specialized cells that form tissues, organs, and organ systems.

-Typically, animals reproduce sexually.

-Animals are heterotrophs, meaning they must obtain energy by ingesting food.

-All animals, in one or all stages of their lifetime, are capable of motion.

- Cnidaria: This phylum includes the simplest animals with symmetry. Cnidarians are radially symmetric and have two germ layers. Jellyfishes, sea fans, and sea anemones are members of phylum Cnidaria.

-Arthropoda: This phylum includes bilaterally symmetric, segmented animals with exoskeletons and jointed appendages, such as insects, spiders, and scorpions.

-Nematoda: This phylum contains nonsegmented worms with pseudocoeloms.

-Platyhelminthes: This phylum contains the simplest animals with three germ layers. These flattened worms are bilaterally symmetrical, nonsegmented, and they have no coelom.

-Annelida: This phylum includes segmented worms with a true coelom, such as earthworms, leeches, and some marine worms.

-Mollusca: This phylum includes soft-bodied animals that have an internal or external shell, such as snails, slugs, and clams.

-Echinodermata: This phylum contains radially symmetrical, deuterostomes with spiny skin and an internal skeleton, such as sea stars, sea urchins, and sand dollars. Because they are deuterostomes, echinoderms are considered to be closer relatives to chordates than the other invertebrates.


Cannibal animals: 10 gruesome examples of animals eating each other

The animal kingdom is a dangerous place, but it’s not always the obvious predators you should watch out for - sometimes you have to look over your shoulder at your own species.

Published: 25th January, 2018 at 00:00

It’s a dog-eat-dog out there, but for some animals this is more than just a metaphor. Animal cannibalism is rife in nature, with few species spared from a ghastly end, but some of the reasons why animals eat their own species are even more frightful than the act itself. Here are some examples of cannibalistic animals that will turn you off your lunch:

Spiders

What would you give up for your kids? You’ll have a hard time beating the male dark fishing spider, which pays the ultimate sacrifice by curling up immediately after mating to provide a delicious snack for the female. That said, it probably wouldn’t have much of a chance if it tried to run away, as the female is 90 per cent larger than the male.

A study, published in Current Biology, found that spiderlings (we know, cute eh…) of the female that ate her mating partner were 20 per cent larger and survived 50 per cent longer than those whose parents didn’t indulge in a bit of post-copulation cannibalism. Wat uw boot ook drijft.

Freshwater shrimp

It’s not uncommon for the Gammarus duebeni shrimp to indulge in eating some of their young, but this goes into overdrive when they are infected by the Pleistophora mulleri parasite. The tiny parasite is only as large as a human red blood cell, but they can exist in the muscle fibre of their host in their millions, demanding more and more food to survive. This, in turn, makes the shrimp hungrier but less able to catch their traditional prey, turning their attention instead to their unsuspecting juveniles, which they gobble up quicker and in greater numbers than they would normally. Fortunately for us, there is no indication that an infection in humans would lead to a great desire to dine on our own kind. Opluchting!

Sand Tiger sharks

When it comes to cannibalism, sand tiger sharks don’t mess around, tucking into a little fratricide before they are even born! When the first embryo of the Carcharias taurus reaches a certain size, it will start feasting on all its younger siblings. It also gobbles the rest of the unfertilised eggs in the mother as an after-dinner treat. Given the female sand tiger shark is prone to mating with a number of different males, a 2013 study reckons this grisly ritual helps produce the strongest offspring, and significantly boosts its size making much more likely to survive once born.

Dyeing poison frogs (Dendrobates tinctorius)

Dyeing poison frogs make one of the more bizarre parental choices in the animal kingdom, leaving their new tadpoles in pools filled with older, hungrier members of their own species, ones that are more than happy to take a bite out of their little brothers. The logic behind encouraging such sibling rivalry is that given the older taddies have successfully grown, the pool itself must be conducive to life, whereas an empty pool might not have the necessary conditions for the tadpoles to metamorphose into frogs. And you thought your older brother was unnecessarily mean to you!

Great apes

Chimpanzee Cannibalism – Planet Earth – BBC Earth (YouTube/BBC Earth)

Planet of the Apes might have been a work of fiction, but in the real world warring primates will engage in some morbid activities that will make even the most seasoned of horror buffs squirm. The esteemed British primatologist Jane Goodall recorded chimpanzees eating other chimps back in 1977, but since then there have been numerous documented examples of cannibalism among the great apes, with reasons ranging from nutrition, survival and perhaps even insurrection.

Orthacanthus sharks

Modern cannibal animals seem almost civilised compared the Orthacanthusshark, which swam around steamy jungles of equatorial coal forests some 300-million years ago. Studies of this top predator found evidence of their own juveniles’ teeth in their distinctively-shaped coprolites (fossilised poo), suggesting they took part in fillial cannibalism, the gruesome habit of eating one’s own young. “The Carboniferous Period was a time when marine fishes were starting to colonise freshwater swamps in large numbers,” said co-author of the study Dr Howard Falcon-Lang of the Royal Holloway University of London. “It’s possible that Orthacanthus used inland waterways as protected nurseries to rear its babies, but then consumed them as food when other resources became scarce.”

Hippopotamuses

If you hear the words ‘hungry hippos’ your mind probably wanders towards the classic table-top game from your youth, but in real life these 1,500kg African beasts are not to be messed with when they get a rumbly tummy. A recent paper in the African Journal of Ecology described the rare moment a hippo in South Africa’s Kruger National Park began dining on the carcass of one of its own kind. What makes this even more unusual is that hippos are herbivores! Hippopotamuses need to eat 40kg of grass a night to survive, and with increasing drought and an encroaching human population it’s little wonder this vegetarian animal might turn to the most macabre form of food. When times are tough and nutrition is hard to come by, they are left with little option but to eat whatever they find, including their own species.

Tyrannosaurus Rex

Why wouldn’t one of the biggest and baddest of all the dinosaurs not indulge in a little Tyrannosaurus-on-Tyrannosaurus dining?! The study of a 66-million-year-old tyrannosaur bone discovered in Wyoming found the size and serration of the tooth marks suggested the flesh was ripped off the bone in a similar way to how we would eat chicken, something only a theropod would be able to do. And which was the only theropod known at that time and place? T. rex, natuurlijk.

Tiger salamanders

We’re used to seeing our brothers and sisters fill out into different shapes and sizes to us, but that’s nothing compared to the tiger salamander. When in an overcrowded space, some tiger salamander larvae will morph larger, flatter heads with teeth three times bigger than their siblings, perfect for eating up any other larvae that tickle their taste buds.

Neanderthals

You didn’t think us humans could get away with not appearing here did you? Throughout history there have been numerous reports of cannibalism in times of famine, through cultural practices or even more grisly situations like murder, but going back even further, Neanderthal cannibalism has been found in numerous sites throughout Europe. For example an excavation at the Troisième caverne in Goyet, Belgium found the remains of four adults and one child with cut marks and percussion marks, suggesting the bones were crushed to extract marrow. The bones of horses and reindeer with the same marks were also found on the same site, suggesting some sort of macabre banquet took place some 40,000 years ago.


Giant Panda Bear Relationship with Humans

The Giant Panda has been admired by people for hundreds of years but more for their beautiful black and white pelts in the past. Since their discovery by the western world and the realisation of their rareness in the wild, Giant Pandas have become one of the most well-known of the world’s large animals with increasing projects and efforts being put in place to try and save them from extinction. They have however been drastically affected by increasing Human activity in their native habitats which has ultimately led to vast population declines and the isolation of the remaining populations. Despite their seemingly cuddly appearance though, the Giant Panda is a species of bear and although attacks on Humans are rare, it is not unheard of for harm to be caused to people (particularly those who attempt to enter captive enclosures).


A Fungus Causes Cicadas to Mate Like Crazy, Even After Their Butts Fall Off

Cicadas can remain underground for as long as 17 years before emerging into the sunlight, where they survive for just a few weeks, enough time for the insects to mate and lay eggs. But right before they crawl out of the earth, some cicadas get infected with various species of the fungus Massospora—and things start to get freaky. The fungus takes over the cicadas’ bodies, eating through their limbs. It also makes the males sex-crazed. They frenetically try to mate with anything they can find, even after their genitals and butts have literally fallen off.

Now, scientists think they have uncovered chemical mechanisms that drive this buggy horror story. According to a new study in the journal Fungal Ecology, a team of researchers reveal that certain species of Massospora produce psychoactive compounds as they infect their unfortunate victims.

Fungi and other animal parasites often take control of their hosts’ behavior it’s a good way to increase transmission of the disease. Sometimes, insect-infecting fungi cause critters to ascend to the top of plants before they die, “which facilitates post-mortem dissemination of spores later emitted from their mummified carcasses,” the study authors write. What happens with the cicadas is less frequently seen: They spread Massospora fungi while they are still alive.

After they get infected, the cicadas’ abdomens may eventually slough off, revealing a white fungal “plug” that sprinkles its spores when the host flies around or mates. And boy, do infected cicadas mate a lot. Males will try to copulate not only with females, but also other males. Not even losing parts of their bodies, including their genitals, slows the lusty cicadas down.

“[T]wo-thirds of their body might be missing, and they would be whistling as they walk down the street,” Matthew Kasson, study co-author and plant pathologist at West Virginia University in Morgantown, said during a meeting of the American Society for Microbiology, according to Tina Hesman Saey of Wetenschapsnieuws.

To find out what might be driving this bizarre behavior, the research team analyzed Massospora-infected cicadas collected from the wild. They discovered that one Massospora species, Massospora cicadina, produces cathinone, an amphetamine that previously had only been detected in plants. Cathinone is potent stuff as Sarah Sloat of Inverse points out, synthetic cathinones are the stimulants more commonly known as “bath salts.”

What’s more, the team’s analysis of cicadas infected with Massospora platypediae en Massospora levispora revealed that the fungi were producing psilocybin , the hallucinogenic chemical found in certain types of mushrooms. In fact, this study marks the first time that psilocybin has been found in any fungi except mushrooms.

The study not only offers an explanation for infected cicadas’ wacky behavior, but may also open up new avenues of pharmacological research. “These psychoactive compounds are medicinally important,” Kasson tells Zonde’s Madeleine Gregory. A growing body of research suggests that controlled doses of psilocybin, for instance, could help treat mental health conditions like depression and PTSD.

And in case you were wondering: Yes, it might be possible to feel the psychoactive effects of Massospora-infected cicada “if you’re motivated enough,” Kasson says. But he also notes that his study found hundreds of other compounds in the cicadas, some of which might be harmful to humans. So, Kasson concludes, “I wouldn’t take that risk.”


Het laatste woord

No one expects you to serve up grilled pine loin, pine needle tea, toasted pinyon nuts, or pine pollen deep-fried pine bark strips for regular meals.

Eating a pine tree is the kind of thing that’s fun when out camping or backpacking, and very helpful when hopelessly lost. Don’t be one of those unfortunate souls who has died of starvation surrounded by a forest of edible pine trees.

Be inventive, be creative, and be tough. A human can survive for a long time on nothing but pine trees. That may sound ridiculous, and like a poor diet, but it will sure as hell beats the alternative.

Never be afraid to eat an edible pine.

Exclusive Bonus Content - 11 Last Resort Home Water Sources - Finding water in the most unlikely of places. Click Here To Get Your FREE Copy Of It.
Will Brendza

P.s. Do you know where the closest nuclear bunker is from your home?

Click on the image above to find out where you need to take shelter.