TEDYouth 2014
Jaap de Roode: How butterflies self-medicate
Jaap de Roode: Jak si motýli sami předepisují léky
Filmed:
Readability: 4.2
1,143,584 views
Tak jako my, motýli monarchové občas kvůli parazitům onemocní. Biolog Jaap de Roode si všiml něčeho zajímavého u motýlů, které studoval — infikované samičky kladou vejce na konkrétní druhy rostlin, aby zamezily šíření choroby u potomků. Jak si umí vybrat takovou rostlinu? Přemýšlejte o tom jako o “tom jiném motýlím efektu” — který by nás mohl učit, jak hledat nové léky pro léčbu lidských chorob.
Jaap de Roode - Biologist
Jaap de Roode studies the ecology and evolution of parasites, focusing on those that attack the monarch butterfly. Full bio
Jaap de Roode studies the ecology and evolution of parasites, focusing on those that attack the monarch butterfly. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
So infectious diseases, right?
0
190
1530
Takže infekční choroby, ano?
00:13
Infectious diseases
are still the main cause
are still the main cause
1
1720
2150
Infekční choroby jsou stále příčinou
00:15
of human suffering and death
around the world.
around the world.
2
3870
2327
lidského utrpení a smrti všude ve světe.
00:18
Every year, millions of people die
of diseases such as T.B., malaria, HIV,
of diseases such as T.B., malaria, HIV,
3
6197
5170
Každý rok miliony lidí zemřou nemoci jako
tuberkulóza, malárie, HIV,
tuberkulóza, malárie, HIV,
00:23
around the world
and even in the United States.
and even in the United States.
4
11367
2346
všude ve světě, a to i v USA.
00:25
Every year, thousands of Americans
die of seasonal flu.
die of seasonal flu.
5
13713
3606
Každý rok tisíce Američanů umírají
na sezónní chřipku.
na sezónní chřipku.
00:29
Now of course, humans,
we are creative. Right?
we are creative. Right?
6
17319
2155
Samozřejmě my lidé jsme kreativní.
Že ano?
Že ano?
00:31
We have come up with ways to protect
ourselves against these diseases.
ourselves against these diseases.
7
19474
3325
Nalezli jsme způsoby obrany
před těmito chorobami.
před těmito chorobami.
00:34
We have drugs and vaccines.
8
22799
1305
Máme léky a vakcíny.
00:36
And we're conscious --
we learn from our experiences
we learn from our experiences
9
24104
3385
Umíme přemýšlet – učíme se
z vlastní zkušenosti
z vlastní zkušenosti
00:39
and come up with creative solutions.
10
27489
1927
a nalézáme kreativní řešení.
00:41
We used to think we're alone in this,
but now we know we're not.
but now we know we're not.
11
29416
3065
Mysleli jsme si, že jsme jediní,
ale teď víme, že nejsme.
ale teď víme, že nejsme.
00:44
We're not the only medical doctors.
12
32481
1819
Nejsme jediní lékaři.
00:46
Now we know that there's a lot of animals
out there that can do it too.
out there that can do it too.
13
34300
3406
Nyní víme, že existuje spousta zvířat,
která to také umí.
která to také umí.
00:49
Most famous, perhaps, chimpanzees.
14
37706
1624
Nejznámější jsou možná šimpanzi.
00:51
Not so much different from us,
15
39330
1501
Moc se od nás neliší,
00:52
they can use plants
to treat their intestinal parasites.
to treat their intestinal parasites.
16
40831
2865
umí používat rostliny k léčbě
svých střevních parazitů.
svých střevních parazitů.
00:55
But the last few decades have shown us
that other animals can do it too:
that other animals can do it too:
17
43696
3447
Poslední desetiletí nám ukázala, že jsou
i další zvířata, která to umí:
i další zvířata, která to umí:
00:59
elephants, porcupines,
sheep, goats, you name it.
sheep, goats, you name it.
18
47143
3379
sloni, dikobrazi, ovce, kozy,
co si jen vzpomenete.
co si jen vzpomenete.
01:02
And even more interesting than that
is that recent discoveries are telling us
is that recent discoveries are telling us
19
50522
3639
A ještě zajímavější je to, že
nedávné objevy nám říkají,
nedávné objevy nám říkají,
01:06
that insects and other little animals with
smaller brains can use medication too.
smaller brains can use medication too.
20
54161
5442
že hmyz a jiná zvířata s menšími mozky,
mohou používat léky taky.
mohou používat léky taky.
01:11
The problem with infectious diseases,
as we all know,
as we all know,
21
59603
2529
Problém s infekčními chorobami,
jak všichni víme,
jak všichni víme,
01:14
is that pathogens continue to evolve,
22
62132
1949
je to, že patogeny se dále vyvíjí,
01:16
and a lot of the drugs
that we have developed
that we have developed
23
64081
2236
a spousta léčiv, která jsme vyvinuli,
01:18
are losing their efficacy.
24
66317
1659
ztrácejí svou účinnost.
01:19
And therefore, there is this great need
to find new ways to discover drugs
to find new ways to discover drugs
25
67976
4233
A proto je zde velká potřeba nalézt
nové způsoby, jak objevit léky,
nové způsoby, jak objevit léky,
01:24
that we can use against our diseases.
26
72209
1904
které můžeme použít proti chorobám.
01:26
Now, I think that we
should look at these animals,
should look at these animals,
27
74113
2554
Teď bychom se myslím měli
zabývat těmito zvířaty,
zabývat těmito zvířaty,
01:28
and we can learn from them
how to treat our own diseases.
how to treat our own diseases.
28
76667
3134
a můžeme se od nich naučit,
jak léčit naše vlastní nemoci.
jak léčit naše vlastní nemoci.
01:32
As a biologist, I have been studying
monarch butterflies for the last 10 years.
monarch butterflies for the last 10 years.
29
80331
4300
Jako biolog jsem posledních 10 let
studoval motýly monarchy.
studoval motýly monarchy.
01:36
Now, monarchs are extremely famous
for their spectacular migrations
for their spectacular migrations
30
84631
3368
Monarchové jsou opravdu slavní
svou každoroční velkolepou migrací
svou každoroční velkolepou migrací
01:39
from the U.S. and Canada
down to Mexico every year,
down to Mexico every year,
31
87999
3110
z USA a Kanady dolů do Mexika,
01:43
where millions of them come together,
32
91109
2020
kde se jich schází miliony,
01:45
but it's not why I started studying them.
33
93129
2531
ale to není důvod, proč je studuji.
01:47
I study monarchs because they get sick.
34
95660
2391
Studuji monarchy, protože mohou onemocnět.
01:50
They get sick like you.
They get sick like me.
They get sick like me.
35
98051
2462
Mohou onemocnět jako vy.
Mohou onemocnět jako já.
Mohou onemocnět jako já.
01:52
And I think what they do
can tell us a lot about drugs
can tell us a lot about drugs
36
100513
2687
A myslím, že to, co dělají,
nám může říct hodně o lécích
nám může říct hodně o lécích
01:55
that we can develop for humans.
37
103200
2212
které můžeme vyvinout pro lidi.
01:57
Now, the parasites
that monarchs get infected with
that monarchs get infected with
38
105412
2435
Paraziti, kterými se monarchové
mohou nakazit,
mohou nakazit,
01:59
are called ophryocystis elektroscirrha --
a mouthful.
a mouthful.
39
107847
3879
se nazývají "ophryocystis elektroscirrha"
– složité jméno.
– složité jméno.
02:03
What they do is they produce spores,
40
111726
1766
Produkují výtrusy,
02:05
millions of spores
on the outside of the butterfly
on the outside of the butterfly
41
113492
2392
milióny výtrusů na těle motýla,
02:07
that are shown as little specks
in between the scales of the butterfly.
in between the scales of the butterfly.
42
115884
3377
které vypadají jako malé skvrny
mezi křídly motýla.
mezi křídly motýla.
02:11
And this is really detrimental
to the monarch.
to the monarch.
43
119261
2358
To je pro monarchy opravdu škodlivé.
02:13
It shortens their lifespan,
44
121619
1648
Zkracuje to jejich délku života,
02:15
it reduces their ability to fly,
45
123267
2105
snižuje to jejich schopnost létat,
02:17
it can even kill them
before they're even adults.
before they're even adults.
46
125372
2507
může je to dokonce zabít dřív
než plně dospějí.
než plně dospějí.
02:19
Very detrimental parasite.
47
127879
1881
Velmi škodlivý parazit.
02:21
As part of my job, I spend a lot of time
in the greenhouse growing plants,
in the greenhouse growing plants,
48
129760
4156
Při práci trávím hodně času
ve skleníku a pěstuji rostliny,
ve skleníku a pěstuji rostliny,
02:25
and the reason for this is that monarchs
are extremely picky eaters.
are extremely picky eaters.
49
133916
3553
protože monarchové jsou velmi
vybíraví jedlíci.
vybíraví jedlíci.
02:29
They only eat milkweed as larvae.
50
137469
1995
V larválním stádiu jedí pouze pryšce.
02:31
Luckily, there are several
species of milkweed that they can use,
species of milkweed that they can use,
51
139464
3085
Naštěstí existuje několik druhů
pryšců, které mohou použít,
pryšců, které mohou použít,
02:34
and all these milkweeds
have cardenolides in them.
have cardenolides in them.
52
142549
2356
a všechny tyto pryšce v sobě
mají kardenolidy.
mají kardenolidy.
02:36
These are chemicals that are toxic.
53
144905
1794
Jsou to toxické chemické látky,
02:38
They're toxic to most animals,
but not to monarchs.
but not to monarchs.
54
146699
2395
Jsou jedovaté pro většinu zvířat,
kromě monarchů.
kromě monarchů.
02:41
In fact, monarchs
can take up the chemicals,
can take up the chemicals,
55
149094
2222
Vlastně monarchové jsou schopni
je vstřebat,
je vstřebat,
02:43
put it in their own bodies,
and it makes them toxic
and it makes them toxic
56
151316
2408
využít ve svém těle.
Činí je jedovatými
Činí je jedovatými
02:45
against their predators, such as birds.
57
153724
2279
pro jejich predátory, jako jsou ptáci.
02:48
And what they do, then,
is advertise this toxicity
is advertise this toxicity
58
156003
2374
Oni pak zviditelní tuto jedovatost
02:50
through their beautiful
warning colorations
warning colorations
59
158377
2021
přes své krásné, výstražné zabarvení,
02:52
with this orange, black and white.
60
160398
2078
s pomocí černé, bílé a oranžové.
02:54
So what I did during my job
is grow plants in the greenhouse,
is grow plants in the greenhouse,
61
162476
3872
Takže mou prací bylo
pěstovat rostliny ve skleníku,
pěstovat rostliny ve skleníku,
02:58
different ones, different milkweeds.
62
166348
1746
různé rostliny, různé pryšce.
03:00
Some were toxic, including
the tropical milkweed,
the tropical milkweed,
63
168094
2754
Některé toxické, včetně tropických pryšců,
03:02
with very high concentrations
of these cardenolides.
of these cardenolides.
64
170848
3289
s velmi vysokým obsahem kardenolidů.
03:06
And some were not toxic.
65
174137
1178
Některé pak netoxické.
03:07
And then I fed them to monarchs.
66
175315
2320
A se všemi jsem pak krmil monarchy.
03:09
Some of the monarchs were healthy.
They had no disease.
They had no disease.
67
177635
2623
Někteří z monarchů byli zdraví,
neměli nemoce.
neměli nemoce.
03:12
But some of the monarchs were sick,
68
180258
1775
Ale někteří z monarchů byli nemocní
03:14
and what I found is that
some of these milkweeds are medicinal,
some of these milkweeds are medicinal,
69
182033
3023
a zjistil jsem, že některé
z těchto rostlin jsou léčivé,
z těchto rostlin jsou léčivé,
03:17
meaning they reduce the disease symptoms
in the monarch butterflies,
in the monarch butterflies,
70
185056
3237
ve smyslu, že mohou redukovat
příznaky nemoci monarchů,
příznaky nemoci monarchů,
03:20
meaning these monarchs can live longer
when they are infected
when they are infected
71
188293
3117
takže tito monarchové mohou
žít déle, i když jsou infikováni,
žít déle, i když jsou infikováni,
03:23
when feeding on these medicinal plants.
72
191410
1914
pokud se krmí těmito léčivými pryšci.
03:25
And when I found this, I had this idea,
73
193324
2711
Když jsem toto zjistil, dostal jsem nápad
03:28
and a lot of people said
it was a crazy idea,
it was a crazy idea,
74
196035
2308
a spousta lidí říká,
že to byl bláznivý nápad,
že to byl bláznivý nápad,
03:30
but I thought,
what if monarchs can use this?
what if monarchs can use this?
75
198343
2474
ale říkal jsem si, co
když to umí monarchové použít?
když to umí monarchové použít?
03:32
What if they can use these plants
as their own form of medicine?
as their own form of medicine?
76
200817
3059
Co když je umí používat
jako jejich vlastní formu léku?
jako jejich vlastní formu léku?
03:35
What if they can act as medical doctors?
77
203876
2602
Co když umí být svými lékaři?
03:38
So my team and I
started doing experiments.
started doing experiments.
78
206828
2026
Tak jsme já a můj tým začali dělat pokusy.
03:40
In the first types of experiments,
79
208854
1801
U prvních typů pokusů
03:42
we had caterpillars,
and gave them a choice:
and gave them a choice:
80
210655
2170
jsme měli housenky a dali jim na vybranou:
03:44
medicinal milkweed versus
non-medicinal milkweed.
non-medicinal milkweed.
81
212825
2741
léčivé pryšce nebo neléčivé pryšce.
03:47
And then we measured how much they ate
of each species over their lifetime.
of each species over their lifetime.
82
215566
3620
A pak jsme kontrolovali, kolik snědly
kterých druhů během jejich života.
kterých druhů během jejich života.
03:51
And the result, as so often
in science, was boring:
in science, was boring:
83
219186
3014
A výsledek, jak to ve vědě často bývá,
byl nezajímavý:
byl nezajímavý:
03:54
Fifty percent of their food was medicinal.
Fifty percent was not.
Fifty percent was not.
84
222200
4251
Polovina potravy byla léčivá.
Polovina nebyla.
Polovina nebyla.
03:58
These caterpillars didn't do
anything for their own welfare.
anything for their own welfare.
85
226451
3270
Tyto housenky nedělaly nic
pro své vlastní blaho.
pro své vlastní blaho.
04:02
So then we moved on to adult butterflies,
86
230611
2075
Tak jsme přešli k dospělým motýlům
04:04
and we started asking the question
87
232686
1891
a začali pátrat,
04:06
whether it's the mothers
that can medicate their offspring.
that can medicate their offspring.
88
234577
3158
jestli by to mohly být matky,
které mohou léčit své potomky.
které mohou léčit své potomky.
04:09
Can the mothers lay their eggs
on medicinal milkweed
on medicinal milkweed
89
237735
2774
Mohou klást vajíčka na léčivé pryšce
04:12
that will make their
future offspring less sick?
future offspring less sick?
90
240509
3199
které pomohou jejich potomkům
být méně nemocní?
být méně nemocní?
04:15
We have done these experiments now
over several years,
over several years,
91
243708
2528
Dělali jsme tyto pokusy
v průběhu několika let
v průběhu několika let
04:18
and always get the same results.
92
246236
1788
a vždy získali stejné výsledky.
04:20
What we do is we put
a monarch in a big cage,
a monarch in a big cage,
93
248024
2162
Umisťujeme monarchy do velké klece,
04:22
a medicinal plant on one side,
a non-medicinal plant on the other side,
a non-medicinal plant on the other side,
94
250186
3483
léčivé rostliny na jednu stranu,
neléčivé na druhou
neléčivé na druhou
04:25
and then we measure the number of eggs
that the monarchs lay on each plant.
that the monarchs lay on each plant.
95
253669
4576
a pak počítáme kolik vajíček monarchové
nakladli na každou z rostlin.
nakladli na každou z rostlin.
04:30
And what we find when we do that
is always the same.
is always the same.
96
258245
3109
Pokud to uděláme, je výsledek vždy stejný.
04:33
What we find is that the monarchs
strongly prefer the medicinal milkweed.
strongly prefer the medicinal milkweed.
97
261354
3593
Zjistili jsme, že monarchové silně
preferují léčivé pryšce.
preferují léčivé pryšce.
04:36
In other words,
what these females are doing
what these females are doing
98
264947
2101
Jinými slovy, co tyto samičky dělají
04:39
is they're laying 68 percent
of their eggs in the medicinal milkweed.
of their eggs in the medicinal milkweed.
99
267048
3344
je, že kladou 68% svých
vajíček na léčivé pryšce.
vajíček na léčivé pryšce.
04:42
Intriguingly, what they do
is they actually transmit the parasites
is they actually transmit the parasites
100
270392
4220
Kupodivu, ve skutečnosti
parazity přenášejí
parazity přenášejí
04:46
when they're laying the eggs.
101
274612
1465
při kladení vajíček.
04:48
They cannot prevent this.
102
276077
1435
Nemohou tomu zabránit.
04:49
They can also not medicate themselves.
103
277512
1931
Nemohou také léčit samy sebe.
04:51
But what these experiments tell us
104
279443
2237
Ale co tyto pokusy ukazují
04:53
is that these monarchs, these mothers,
can lay their eggs on medicinal milkweed
can lay their eggs on medicinal milkweed
105
281680
4829
je, že tito monarchové, tyto matky,
mohou naklást vajíčka na léčivé pryšce
mohou naklást vajíčka na léčivé pryšce
04:58
that will make their
future offspring less sick.
future offspring less sick.
106
286509
2639
a díky tomu bude jejich budoucí
potomstvo méně nemocné.
potomstvo méně nemocné.
05:03
Now, this is a really
important discovery, I think,
important discovery, I think,
107
291058
2523
Myslím, že toto je opravdu důležitý objev
05:05
not just because it tells us
something cool about nature,
something cool about nature,
108
293581
2834
a to nejen proto, že nám říká,
něco super o přírodě,
něco super o přírodě,
05:08
but also because it may tell us something
more about how we should find drugs.
more about how we should find drugs.
109
296415
3686
ale také proto, že nám může napovědět,
jak bychom měli hledat léky.
jak bychom měli hledat léky.
05:12
Now, these are animals that are very small
110
300101
2000
Tato zvířata jsou velmi malá
a máme tendenci
a máme tendenci
05:14
and we tend to think of them
as very simple.
as very simple.
111
302101
2099
o nich přemýšlet
jako o velmi jednoduchých.
jako o velmi jednoduchých.
05:16
They have tiny little brains,
112
304200
1557
Mají malinké mozky
05:17
yet they can do this
very sophisticated medication.
very sophisticated medication.
113
305757
2424
a i tak zvládají tuto velmi
chytrou medikaci.
chytrou medikaci.
05:20
Now, we know that even today,
most of our drugs
most of our drugs
114
308811
2578
Víme, že i dnes většina z našich léků
05:23
derive from natural products,
including plants,
including plants,
115
311389
2759
pochází z přírodních produktů
včetně rostlin,
včetně rostlin,
05:26
and in indigenous cultures,
116
314148
1612
a planých kultur,
05:27
traditional healers often look
at animals to find new drugs.
at animals to find new drugs.
117
315760
2835
tradiční léčitelé často hledají
nové léky u zvířat.
nové léky u zvířat.
05:30
In this way, elephants have told us
how to treat stomach upset,
how to treat stomach upset,
118
318595
3407
Tímto způsobem nám sloni ukázali,
jak léčit žaludeční nevolnost,
jak léčit žaludeční nevolnost,
05:34
and porcupines have told people
how to treat bloody diarrhea.
how to treat bloody diarrhea.
119
322002
3289
a dikobrazi ukázali lidem,
jak léčit krvavý průjem.
jak léčit krvavý průjem.
05:37
What I think is important,
though, is to move beyond
though, is to move beyond
120
325291
2655
Myslím si, že je důležité přenést se přes
05:39
these large-brained mammals
and give these guys more credit,
and give these guys more credit,
121
327946
3808
tato zvířata s velkými mozky
a dát šanci těm malým.
a dát šanci těm malým.
05:43
these simple animals, these insects
that we tend to think of
that we tend to think of
122
331754
2902
Jednoduchým zvířatům, tomuto hmyzu,
o kterém často přemýšlíme
o kterém často přemýšlíme
05:46
as very, very simple
with tiny little brains.
with tiny little brains.
123
334656
3249
jako o velmi, velmi jednoduchém,
s malým mozkem.
s malým mozkem.
05:49
The discovery that these animals
can also use medication
can also use medication
124
337905
3971
Objev, že tato zvířata mohou
také používat léky,
také používat léky,
05:53
opens up completely new avenues,
125
341876
2479
otevírá zcela nové možnosti
05:56
and I think that maybe one day,
we will be treating human diseases
we will be treating human diseases
126
344355
4714
a myslím, že možná jednoho dne,
budeme léčit lidská onemocnění
budeme léčit lidská onemocnění
06:01
with drugs that were first
discovered by butterflies,
discovered by butterflies,
127
349069
3109
s léky, které jako první objevili motýli.
06:04
and I think that is an amazing opportunity
worth pursuing.
worth pursuing.
128
352178
3975
Myslím si, že je to úžasná příležitost
a stojí za to se tím dále zabývat.
a stojí za to se tím dále zabývat.
06:08
Thank you so much.
129
356153
2163
Děkuji mnohokrát.
06:10
(Applause)
130
358316
4505
(Potlesk)
ABOUT THE SPEAKER
Jaap de Roode - BiologistJaap de Roode studies the ecology and evolution of parasites, focusing on those that attack the monarch butterfly.
Why you should listen
At his lab at Emory University, Jaap de Roode and his team study parasites and their hosts. Some of the questions that intrigue them: If a parasite depends on its host's survival for its own well-being, why do so many of them cause harm? In what ways are hosts able to self-medicate in order to make themselves less desirable to parasites? And are the abilities to harm hosts — and the ability of hosts to self-medicate — favored by natural selection?
The De Roode Lab focuses on the monarch butterfly and its parasites. The team has made a fascinating discovery: that female butterflies infected by a parasite choose to lay their eggs on a specific variety of milkweed that helps their offspring avoid getting sick. De Roode hopes that this insight could lead to new approaches in medications for human beings in the future.
Jaap de Roode | Speaker | TED.com