ABOUT THE SPEAKER
Jaap de Roode - Biologist
Jaap 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.

More profile about the speaker
Jaap de Roode | Speaker | TED.com
TEDYouth 2014

Jaap de Roode: How butterflies self-medicate

Jaap de Roode: Ako motýle liečia samy seba

Filmed:
1,143,584 views

Aj motýle monarchy sú niekedy choré, presne ako my, a to kvôli hnusnému parazitovi. Ale biológ Jaap de Roode si všimol niečo zaujímavé na motýľoch, ktoré skúmal – infikované samičky motýľov zvyčajne kladú svoje vajíčka na konkrétny druh rastliny, ktorá pomáha ich potomkom vyhnúť sa chorobe. Ako si vedia vybrať práve túto rastlinu? Predstavte si to ako „druhý motýlí efekt“, ktorý by nám mohol pomôcť nájsť nové lieky na ľudské choroby.
- Biologist
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 infectiousinfekčné diseaseschoroby, right?
0
190
1530
Infekčné choroby sú stále hlavnou príčinou
00:13
InfectiousInfekčné diseaseschoroby
are still the mainHlavná causepríčina
1
1720
2150
00:15
of humančlovek sufferingutrpenie and deathúmrtia
around the worldsvet.
2
3870
2327
utrpenia ľudí a úmrtí po celom svete.
00:18
EveryKaždý yearrok, millionsmilióny of people diezomrieť
of diseaseschoroby suchtaký as T.B., malariamalárie, HIVHIV,
3
6197
5170
Každý rok milióny ľudí zomierajú
na choroby ako TBC, malária, HIV,
00:23
around the worldsvet
and even in the UnitedVeľká StatesŠtáty.
4
11367
2346
po celom svete a dokonca aj v USA.
00:25
EveryKaždý yearrok, thousandstisíce of AmericansAmeričania
diezomrieť of seasonalsezónne fluchrípka.
5
13713
3606
Každý rok tisícky Američanov
zomierajú na sezónnu chrípku.
00:29
Now of coursekurz, humansľudia,
we are creativetvorivé. Right?
6
17319
2155
Ale, samozrejme, my ľudia
sme kreatívni, však?
00:31
We have come up with waysspôsoby to protectchrániť
ourselvesmy sami againstproti these diseaseschoroby.
7
19474
3325
Prišli sme na mnoho spôsobov,
ako sa ochrániť pred týmito chorobami.
00:34
We have drugslieky and vaccinesvakcíny.
8
22799
1305
Máme lieky a vakcíny.
00:36
And we're consciousvedomý --
we learnučiť sa from our experiencesskúsenosti
9
24104
3385
A sme rozumní –
učíme sa z vlastných skúseností
00:39
and come up with creativetvorivé solutionsriešenie.
10
27489
1927
a prichádzame s kreatívnymi riešeniami.
00:41
We used to think we're alonesám in this,
but now we know we're not.
11
29416
3065
Mysleli sme si, že to len my sme takí,
ale teraz vieme, že nie.
00:44
We're not the only medicallekársky doctorslekári.
12
32481
1819
Nie sme jedinými lekármi.
00:46
Now we know that there's a lot of animalszver
out there that can do it too.
13
34300
3406
Teraz vieme, že je mnoho zvierat,
ktoré to tiež dokážu.
00:49
MostVäčšina famouspreslávený, perhapsmožno, chimpanzeesšimpanzy.
14
37706
1624
Najznámejšie sú zrejme šimpanzy.
00:51
Not so much differentrozdielny from us,
15
39330
1501
Príliš sa od nás nelíšia,
00:52
they can use plantsrastliny
to treatzaobchádzať theirich intestinalčrevné parasitesparazity.
16
40831
2865
vedia používať rastliny
na liečenie črevných parazitov.
00:55
But the last fewmálo decadesdesaťročia have shownzobrazené us
that other animalszver can do it too:
17
43696
3447
Ale posledné desaťročia ukázali,
že to dokážu aj ďalšie zvieratá:
00:59
elephantsslony, porcupinesdikobraz,
sheepovce, goatskozy, you namenázov it.
18
47143
3379
slony, dikobrazy, ovce,
kozy, čo len chcete.
01:02
And even more interestingzaujímavý than that
is that recentnedávny discoveriesobjavy are tellingrozprávanie us
19
50522
3639
Čo je ešte zaujímavejšie,
nedávne objavy prezrádzajú,
01:06
that insectshmyz and other little animalszver with
smallermenšie brainsmozgy can use medicationliečenie too.
20
54161
5442
že hmyz a iné malé živočíchy
s menším mozgom sa tiež vedia liečiť.
01:11
The problemproblém with infectiousinfekčné diseaseschoroby,
as we all know,
21
59603
2529
Problém s infekčnými chorobami,
ako všetci vieme,
01:14
is that pathogenspatogény continueďalej to evolvevyvinúť,
22
62132
1949
je, že patogény sa neustále vyvíjajú,
01:16
and a lot of the drugslieky
that we have developedrozvinutý
23
64081
2236
a mnoho liečiv, ktoré sme vyvinuli,
01:18
are losingstráca theirich efficacyúčinnosť.
24
66317
1659
stráca svoju účinnosť.
01:19
And thereforeteda, there is this great need
to find newNový waysspôsoby to discoverobjaviť drugslieky
25
67976
4233
A preto potrebujeme nájsť nové spôsoby
hľadania liekov na naše choroby.
01:24
that we can use againstproti our diseaseschoroby.
26
72209
1904
01:26
Now, I think that we
should look at these animalszver,
27
74113
2554
Myslím si, že by sme sa mali pozrieť
na tieto zvieratá
01:28
and we can learnučiť sa from them
how to treatzaobchádzať our ownvlastný diseaseschoroby.
28
76667
3134
a od nich sa učiť,
ako liečiť naše vlastné choroby.
01:32
As a biologistbiológ, I have been studyingštudovať
monarchMonarch butterfliesmotýle for the last 10 yearsleta.
29
80331
4300
Ako biológ som 10 rokov
študoval monarchy sťahovavé.
01:36
Now, monarchsmonarchovia are extremelynesmierne famouspreslávený
for theirich spectacularokázalý migrationsmigrácia
30
84631
3368
Monarchy sú slávne
pre ich veľkolepé každoročné
01:39
from the U.S. and CanadaKanada
down to MexicoMexiko everykaždý yearrok,
31
87999
3110
migrovanie z USA a Kanady až do Mexika,
01:43
where millionsmilióny of them come togetherspolu,
32
91109
2020
kde sa ich stretnú milióny.
01:45
but it's not why I startedzahájená studyingštudovať them.
33
93129
2531
Ale nie preto som ich začal skúmať.
01:47
I studyštudovať monarchsmonarchovia because they get sickchorý.
34
95660
2391
Monarchy študujem preto,
že sú občas choré.
01:50
They get sickchorý like you.
They get sickchorý like me.
35
98051
2462
Ochorejú ako vy. Ochorejú ako ja.
01:52
And I think what they do
can tell us a lot about drugslieky
36
100513
2687
A myslím, že to, čo robia,
nám môže povedať mnoho
01:55
that we can developvypracovať for humansľudia.
37
103200
2212
o tom, ako vyvinúť nové lieky pre ľudí.
01:57
Now, the parasitesparazity
that monarchsmonarchovia get infectednakazený with
38
105412
2435
Parazity, ktoré napádajú monarchy,
sa nazývajú Ophryocystis elektroscirrha,
01:59
are calledvolal ophryocystisophryocystis elektroscirrhaelektroscirrha --
a mouthfulsústo.
39
107847
3879
dlhý názov.
Produkujú spóry, milióny spór
na telách motýľov,
02:03
What they do is they producevyrobiť sporesspóry,
40
111726
1766
02:05
millionsmilióny of sporesspóry
on the outsidezvonka of the butterflymotýľ
41
113492
2392
02:07
that are shownzobrazené as little specksškvrny
in betweenmedzi the scalesváhy of the butterflymotýľ.
42
115884
3377
čo sa prejavuje ako škvrnky
medzi šupinkami na krídlach.
02:11
And this is really detrimentalškodlivé
to the monarchMonarch.
43
119261
2358
A to má pre monarchy
veľmi škodlivé účinky.
02:13
It shortensskracuje theirich lifespandĺžka života,
44
121619
1648
Skracuje to ich dĺžku života,
02:15
it reducesznižuje theirich abilityschopnosť to flylietať,
45
123267
2105
znižuje ich schopnosť lietať,
02:17
it can even killzabiť them
before they're even adultsdospelí.
46
125372
2507
dokonca ich to môže zabiť, než dospejú.
02:19
Very detrimentalškodlivé parasiteparazit.
47
127879
1881
Veľmi zákerný parazit.
02:21
As partčasť of my jobzamestnania, I spendtráviť a lot of time
in the greenhouseskleník growingrastúce plantsrastliny,
48
129760
4156
V rámci svojej práce trávim
mnoho času v skleníkoch,
02:25
and the reasondôvod for this is that monarchsmonarchovia
are extremelynesmierne pickyvyberavý eatersjedáci.
49
133916
3553
kde pestujem rastliny pre monarchy,
lebo tie sú extrémne vyberavé.
02:29
They only eatjesť milkweeddruh rastliny as larvaelarvy.
50
137469
1995
Ako larvy sa živia iba glejovkou.
02:31
LuckilyNašťastie, there are severalniekoľko
speciesdruh of milkweeddruh rastliny that they can use,
51
139464
3085
Našťastie sa živia
viacerými druhmi glejovky,
02:34
and all these milkweedsmilkweeds
have cardenolidescardenolides in them.
52
142549
2356
pretože všetky z nich
obsahujú kardenolidy.
02:36
These are chemicalschemikálie that are toxictoxický.
53
144905
1794
Sú to jedovaté chemikálie.
02:38
They're toxictoxický to mostväčšina animalszver,
but not to monarchsmonarchovia.
54
146699
2395
Jedovaté pre väčšinu zvierat,
ale nie pre monarchy.
02:41
In factskutočnosť, monarchsmonarchovia
can take up the chemicalschemikálie,
55
149094
2222
Monarchy vedia tieto chemikálie prijať,
02:43
put it in theirich ownvlastný bodiesorgány,
and it makesznačky them toxictoxický
56
151316
2408
uložiť ich vo svojom tele,
a potom sú samy jedovaté
02:45
againstproti theirich predatorsdravce, suchtaký as birdsvtáky.
57
153724
2279
pre svojich predátorov, ako sú vtáky.
02:48
And what they do, then,
is advertiseinzerovať this toxicitytoxicita
58
156003
2374
Túto svoju jedovatosť potom oznamujú
02:50
throughskrz theirich beautifulkrásny
warningvýstraha colorationscolorations
59
158377
2021
svojím nádherným varovným zafarbením
02:52
with this orangeoranžový, blackčierna and whitebiely.
60
160398
2078
na oranžovo, čierno a bielo.
02:54
So what I did duringpočas my jobzamestnania
is growrásť, pestovať plantsrastliny in the greenhouseskleník,
61
162476
3872
Takže v rámci svojej práce
som pestoval v skleníku rastliny,
02:58
differentrozdielny onesones, differentrozdielny milkweedsmilkweeds.
62
166348
1746
rôzne druhy, rôzne glejovky.
03:00
Some were toxictoxický, includingpočítajúc do toho
the tropicaltropický milkweeddruh rastliny,
63
168094
2754
Niektoré boli toxické,
vrátane tropickej glejovky,
03:02
with very highvysoký concentrationskoncentrácie
of these cardenolidescardenolides.
64
170848
3289
a mali vysoké koncentrácie
týchto kardenolidov.
03:06
And some were not toxictoxický.
65
174137
1178
A iné toxické neboli.
03:07
And then I fedFed them to monarchsmonarchovia.
66
175315
2320
Potom som nimi kŕmil monarchy.
03:09
Some of the monarchsmonarchovia were healthyzdravý.
They had no diseasechoroba.
67
177635
2623
Niektoré boli zdravé, nemali choroby.
03:12
But some of the monarchsmonarchovia were sickchorý,
68
180258
1775
Ale niektoré z nich boli choré,
03:14
and what I foundnájdených is that
some of these milkweedsmilkweeds are medicinalliečivé,
69
182033
3023
a zistil som,
že toxické glejovky sú liečivé,
03:17
meaningzmysel they reduceredukovať the diseasechoroba symptomspríznaky
in the monarchMonarch butterfliesmotýle,
70
185056
3237
čiže redukujú symptómy
chorôb u týchto motýľov,
03:20
meaningzmysel these monarchsmonarchovia can livežiť longerdlhšie
when they are infectednakazený
71
188293
3117
teda monarchy môžu s infekciou dlhšie žiť,
03:23
when feedingkŕmenie on these medicinalliečivé plantsrastliny.
72
191410
1914
keď sa živia týmito liečivými rastlinami.
03:25
And when I foundnájdených this, I had this ideanápad,
73
193324
2711
Keď som to zistil, dostal som nápad,
03:28
and a lot of people said
it was a crazybláznivý ideanápad,
74
196035
2308
a mnohí mi vraveli,
že je to bláznivý nápad,
03:30
but I thought,
what if monarchsmonarchovia can use this?
75
198343
2474
ale čo ak monarchy toto vedia využiť?
03:32
What if they can use these plantsrastliny
as theirich ownvlastný formformulár of medicinemedicína?
76
200817
3059
Čo ak využívajú tieto rastliny
ako vlastnú formu medicíny?
03:35
What if they can actakt as medicallekársky doctorslekári?
77
203876
2602
Čo ak pôsobia ako lekári?
Tak som so svojím tímom
začal robiť pokusy.
03:38
So my teamtím and I
startedzahájená doing experimentspokusy.
78
206828
2026
03:40
In the first typestypy of experimentspokusy,
79
208854
1801
Pri prvom type pokusov
03:42
we had caterpillarshúsenice,
and gavedal them a choicevýber:
80
210655
2170
sme mali húsenice a dali sme im na výber:
03:44
medicinalliečivé milkweeddruh rastliny versusproti
non-medicinallieky milkweeddruh rastliny.
81
212825
2741
liečivé glejovky alebo neliečivé glejovky.
03:47
And then we measuredmerané how much they atejedol
of eachkaždý speciesdruh over theirich lifetimeživot.
82
215566
3620
Potom sme merali, koľko z každého druhu
počas svojho života zjedli.
03:51
And the resultvýsledok, as so oftenčasto
in scienceveda, was boringnudný:
83
219186
3014
Ako sa to vo vede stáva často,
výsledok bol nudný:
03:54
FiftyPäťdesiat percentpercento of theirich foodjedlo was medicinalliečivé.
FiftyPäťdesiat percentpercento was not.
84
222200
4251
50 % ich stravy boli liečivé druhy,
50 % neboli.
03:58
These caterpillarshúsenice didn't do
anything for theirich ownvlastný welfareblaho.
85
226451
3270
Tieto húsenice nerobili
nič pre svoje vlastné blaho.
04:02
So then we movedpohyboval on to adultdospelý butterfliesmotýle,
86
230611
2075
Tak sme prešli k dospelým motýľom
04:04
and we startedzahájená askingpýta the questionotázka
87
232686
1891
a začali sme sa pýtať,
04:06
whetherči it's the mothersmatiek
that can medicateliečiť theirich offspringpotomstvo.
88
234577
3158
či svojich potomkov neliečia ich matky.
04:09
Can the mothersmatiek laypoložiť theirich eggsvajcia
on medicinalliečivé milkweeddruh rastliny
89
237735
2774
Môžu matky klásť vajíčka
na liečivé glejovky,
04:12
that will make theirich
futurebudúcnosť offspringpotomstvo lessmenej sickchorý?
90
240509
3199
vďaka ktorým ich potomstvo
bude menej choré?
04:15
We have donehotový these experimentspokusy now
over severalniekoľko yearsleta,
91
243708
2528
Týmto pokusom sa venujeme niekoľko rokov
04:18
and always get the samerovnaký resultsvýsledok.
92
246236
1788
a vždy dostaneme rovnaké výsledky.
04:20
What we do is we put
a monarchMonarch in a bigveľký cageklietka,
93
248024
2162
Monarcha dáme do veľkej klietky –
04:22
a medicinalliečivé plantrastlina on one sidebočné,
a non-medicinallieky plantrastlina on the other sidebočné,
94
250186
3483
na jednej strane liečivá rastlina,
na druhej neliečivá –
04:25
and then we measurezmerať the numberčíslo of eggsvajcia
that the monarchsmonarchovia laypoložiť on eachkaždý plantrastlina.
95
253669
4576
a potom skúmame, koľko vajíčok
nakladie na ktorú rastlinu.
04:30
And what we find when we do that
is always the samerovnaký.
96
258245
3109
A stále zisťujeme to isté.
04:33
What we find is that the monarchsmonarchovia
stronglysilne preferradšej the medicinalliečivé milkweeddruh rastliny.
97
261354
3593
Zistíme, že monarchy
výrazne preferujú liečivé rastliny.
04:36
In other wordsslová,
what these femalesženy are doing
98
264947
2101
Inými slovami, tieto samičky kladú
04:39
is they're layingktorým sa 68 percentpercento
of theirich eggsvajcia in the medicinalliečivé milkweeddruh rastliny.
99
267048
3344
68 % svojich vajíčok na liečivé glejovky.
04:42
IntriguinglyPrekvapivo, what they do
is they actuallyvlastne transmitodovzdať the parasitesparazity
100
270392
4220
Zaujímavé je, že pri kladení
prenášajú parazity na vajíčka.
04:46
when they're layingktorým sa the eggsvajcia.
101
274612
1465
04:48
They cannotnemôžu preventpredchádzať this.
102
276077
1435
Tomu nevedia zamedziť.
04:49
They can alsotaktiež not medicateliečiť themselvessami.
103
277512
1931
Nevedia sa ani samé liečiť.
04:51
But what these experimentspokusy tell us
104
279443
2237
Ale tieto pokusy nám ukazujú,
04:53
is that these monarchsmonarchovia, these mothersmatiek,
can laypoložiť theirich eggsvajcia on medicinalliečivé milkweeddruh rastliny
105
281680
4829
že motýlie matky môžu klásť
svoje vajíčka na liečivé glejovky
04:58
that will make theirich
futurebudúcnosť offspringpotomstvo lessmenej sickchorý.
106
286509
2639
a ich potomstvo bude
vďaka tomu menej choré.
05:03
Now, this is a really
importantdôležitý discoveryobjav, I think,
107
291058
2523
Myslím, že to je veľmi dôležitý objav,
05:05
not just because it tellshovorí us
something coolchladný about naturepríroda,
108
293581
2834
nielen preto, že nám
hovorí niečo super o prírode,
05:08
but alsotaktiež because it maysmieť tell us something
more about how we should find drugslieky.
109
296415
3686
ale aj preto, že nám ukazuje,
ako hľadať nové lieky.
05:12
Now, these are animalszver that are very smallmalý
110
300101
2000
Tieto zvieratá sú veľmi malé
05:14
and we tendsklon to think of them
as very simpleprostý.
111
302101
2099
a považujeme ich za veľmi jednoduché.
05:16
They have tinymaličký little brainsmozgy,
112
304200
1557
Majú maličký mozog,
05:17
yetešte they can do this
very sophisticatedsofistikovaný medicationliečenie.
113
305757
2424
ale aj tak sa vedia
takto dômyselne liečiť.
05:20
Now, we know that even todaydnes,
mostväčšina of our drugslieky
114
308811
2578
Vieme, že aj dnes je väčšina našich liečiv
05:23
deriveodvodiť from naturalprírodné productsProdukty,
includingpočítajúc do toho plantsrastliny,
115
311389
2759
vyrobená z prírodných produktov,
vrátane rastlín,
05:26
and in indigenousdomorodý cultureskultúry,
116
314148
1612
a v domorodých kultúrach
05:27
traditionaltradičné healersliečitelia oftenčasto look
at animalszver to find newNový drugslieky.
117
315760
2835
sa liečitelia pri hľadaní liekov
inšpirujú zvieratami.
05:30
In this way, elephantsslony have told us
how to treatzaobchádzať stomachžalúdok upsetrozčúlený,
118
318595
3407
Takto nám slony povedali,
ako liečiť nevoľnosť,
05:34
and porcupinesdikobraz have told people
how to treatzaobchádzať bloodykrvavý diarrheahnačka.
119
322002
3289
a dikobrazy nám povedali,
ako liečiť krvavú hnačku.
05:37
What I think is importantdôležitý,
thoughhoci, is to movesťahovať beyondmimo
120
325291
2655
Myslím si však, že je dôležité posunúť sa
05:39
these large-brainedveľkými-mozgom mammalscicavce
and give these guys more creditúver,
121
327946
3808
za tieto cicavce s veľkými mozgami
a priznať zásluhy aj týmto malým tvorom,
05:43
these simpleprostý animalszver, these insectshmyz
that we tendsklon to think of
122
331754
2902
hmyzu, ktorý považujeme
za veľmi jednoduchý,
05:46
as very, very simpleprostý
with tinymaličký little brainsmozgy.
123
334656
3249
s miniatúrnym mozgom.
05:49
The discoveryobjav that these animalszver
can alsotaktiež use medicationliečenie
124
337905
3971
Objav, že tieto zvieratá
tiež vedia využívať liečivá,
05:53
opensotvára up completelyúplne newNový avenuesciest,
125
341876
2479
nám otvára úplne nové oblasti
05:56
and I think that maybe one day,
we will be treatingliečenie humančlovek diseaseschoroby
126
344355
4714
a myslím si, že raz
budeme liečiť ľudské choroby
06:01
with drugslieky that were first
discoveredobjavené by butterfliesmotýle,
127
349069
3109
liekmi, ktoré najprv objavili motýle,
06:04
and I think that is an amazingúžasný opportunitypríležitosť
worthhodnota pursuingpokračovanie.
128
352178
3975
a myslím, že to je skvelá príležitosť
hodná nasledovania.
06:08
Thank you so much.
129
356153
2163
Ďakujem pekne.
06:10
(ApplausePotlesk)
130
358316
4505
(potlesk)
Translated by Linda Magáthová
Reviewed by Petra Submarine

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Jaap de Roode - Biologist
Jaap 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.

More profile about the speaker
Jaap de Roode | Speaker | TED.com