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: Jak si motýli sami předepisují léky

Filmed:
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.
- 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 infectiousinfekční diseasesnemoci, right?
0
190
1530
Takže infekční choroby, ano?
00:13
InfectiousInfekční diseasesnemoci
are still the mainhlavní causezpůsobit
1
1720
2150
Infekční choroby jsou stále příčinou
00:15
of humančlověk sufferingutrpení and deathsmrt
around the worldsvět.
2
3870
2327
lidského utrpení a smrti všude ve světe.
00:18
EveryKaždý yearrok, millionsmiliony of people diezemřít
of diseasesnemoci suchtakový as T.B., malariamalárie, HIVHIV,
3
6197
5170
Každý rok miliony lidí zemřou nemoci jako
tuberkulóza, malárie, HIV,
00:23
around the worldsvět
and even in the UnitedVelká StatesStáty.
4
11367
2346
všude ve světě, a to i v USA.
00:25
EveryKaždý yearrok, thousandstisíce of AmericansAmeričané
diezemřít of seasonalsezónní fluchřipka.
5
13713
3606
Každý rok tisíce Američanů umírají
na sezónní chřipku.
00:29
Now of coursechod, humanslidem,
we are creativetvořivý. Right?
6
17319
2155
Samozřejmě my lidé jsme kreativní.
Že ano?
00:31
We have come up with wayszpůsoby to protectchránit
ourselvessebe againstproti these diseasesnemoci.
7
19474
3325
Nalezli jsme způsoby obrany
před těmito chorobami.
00:34
We have drugsdrogy and vaccinesvakcíny.
8
22799
1305
Máme léky a vakcíny.
00:36
And we're consciousvědomí --
we learnUčit se from our experienceszkušenosti
9
24104
3385
Umíme přemýšlet – učíme se
z vlastní zkušenosti
00:39
and come up with creativetvořivý solutionsřešení.
10
27489
1927
a nalézáme kreativní řešení.
00:41
We used to think we're alonesama in this,
but now we know we're not.
11
29416
3065
Mysleli jsme si, že jsme jediní,
ale teď víme, že nejsme.
00:44
We're not the only medicallékařský doctorslékaři.
12
32481
1819
Nejsme jediní lékaři.
00:46
Now we know that there's a lot of animalszvířata
out there that can do it too.
13
34300
3406
Nyní víme, že existuje spousta zvířat,
která to také umí.
00:49
MostVětšina famousslavný, perhapsmožná, chimpanzeesšimpanzi.
14
37706
1624
Nejznámější jsou možná šimpanzi.
00:51
Not so much differentodlišný from us,
15
39330
1501
Moc se od nás neliší,
00:52
they can use plantsrostlin
to treatzacházet theirjejich intestinalstřevní parasitesparazity.
16
40831
2865
umí používat rostliny k léčbě
svých střevních parazitů.
00:55
But the last fewpár decadesdekády have shownzobrazeno us
that other animalszvířata can do it too:
17
43696
3447
Poslední desetiletí nám ukázala, že jsou
i další zvířata, která to umí:
00:59
elephantssloni, porcupinesdikobrazi,
sheepovce, goatskozy, you namenázev it.
18
47143
3379
sloni, dikobrazi, ovce, kozy,
co si jen vzpomenete.
01:02
And even more interestingzajímavý than that
is that recentnedávno discoveriesobjevy are tellingvyprávění us
19
50522
3639
A ještě zajímavější je to, že
nedávné objevy nám říkají,
01:06
that insectshmyzu and other little animalszvířata with
smallermenší brainsmozky can use medicationléky too.
20
54161
5442
že hmyz a jiná zvířata s menšími mozky,
mohou používat léky taky.
01:11
The problemproblém with infectiousinfekční diseasesnemoci,
as we all know,
21
59603
2529
Problém s infekčními chorobami,
jak všichni víme,
01:14
is that pathogenspatogeny continuepokračovat to evolverozvíjet se,
22
62132
1949
je to, že patogeny se dále vyvíjí,
01:16
and a lot of the drugsdrogy
that we have developedrozvinutý
23
64081
2236
a spousta léčiv, která jsme vyvinuli,
01:18
are losingztrácí theirjejich efficacyúčinnost.
24
66317
1659
ztrácejí svou účinnost.
01:19
And thereforeproto, there is this great need
to find newNový wayszpůsoby to discoverobjevit drugsdrogy
25
67976
4233
A proto je zde velká potřeba nalézt
nové způsoby, jak objevit léky,
01:24
that we can use againstproti our diseasesnemoci.
26
72209
1904
které můžeme použít proti chorobám.
01:26
Now, I think that we
should look at these animalszvířata,
27
74113
2554
Teď bychom se myslím měli
zabývat těmito zvířaty,
01:28
and we can learnUčit se from them
how to treatzacházet our ownvlastní diseasesnemoci.
28
76667
3134
a můžeme se od nich naučit,
jak léčit naše vlastní nemoci.
01:32
As a biologistbiolog, I have been studyingstudovat
monarchMonarch butterfliesMotýli for the last 10 yearsroky.
29
80331
4300
Jako biolog jsem posledních 10 let
studoval motýly monarchy.
01:36
Now, monarchspanovníci are extremelyvelmi famousslavný
for theirjejich spectacularokázalý migrationsmigrace
30
84631
3368
Monarchové jsou opravdu slavní
svou každoroční velkolepou migrací
01:39
from the U.S. and CanadaKanada
down to MexicoMexiko everykaždý yearrok,
31
87999
3110
z USA a Kanady dolů do Mexika,
01:43
where millionsmiliony of them come togetherspolu,
32
91109
2020
kde se jich schází miliony,
01:45
but it's not why I startedzačal studyingstudovat them.
33
93129
2531
ale to není důvod, proč je studuji.
01:47
I studystudie monarchspanovníci because they get sicknemocný.
34
95660
2391
Studuji monarchy, protože mohou onemocnět.
01:50
They get sicknemocný like you.
They get sicknemocný like me.
35
98051
2462
Mohou onemocnět jako vy.
Mohou onemocnět jako já.
01:52
And I think what they do
can tell us a lot about drugsdrogy
36
100513
2687
A myslím, že to, co dělají,
nám může říct hodně o lécích
01:55
that we can developrozvíjet for humanslidem.
37
103200
2212
které můžeme vyvinout pro lidi.
01:57
Now, the parasitesparazity
that monarchspanovníci get infectednakažený with
38
105412
2435
Paraziti, kterými se monarchové
mohou nakazit,
01:59
are calledvolal ophryocystisophryocystis elektroscirrhaelektroscirrha --
a mouthfulsousto.
39
107847
3879
se nazývají "ophryocystis elektroscirrha"
– složité jméno.
02:03
What they do is they producevyrobit sporesspory,
40
111726
1766
Produkují výtrusy,
02:05
millionsmiliony of sporesspory
on the outsidemimo of the butterflymotýl
41
113492
2392
milióny výtrusů na těle motýla,
02:07
that are shownzobrazeno as little specksmramorováním
in betweenmezi the scalesváhy of the butterflymotýl.
42
115884
3377
které vypadají jako malé skvrny
mezi křídly motýla.
02:11
And this is really detrimentalpoškozující
to the monarchMonarch.
43
119261
2358
To je pro monarchy opravdu škodlivé.
02:13
It shortenszkracuje theirjejich lifespanživotnost,
44
121619
1648
Zkracuje to jejich délku života,
02:15
it reducessnižuje theirjejich abilityschopnost to flylétat,
45
123267
2105
snižuje to jejich schopnost létat,
02:17
it can even killzabít them
before they're even adultsDospělí.
46
125372
2507
může je to dokonce zabít dřív
než plně dospějí.
02:19
Very detrimentalpoškozující parasiteparazit.
47
127879
1881
Velmi škodlivý parazit.
02:21
As partčást of my jobpráce, I spendstrávit a lot of time
in the greenhouseskleník growingrostoucí plantsrostlin,
48
129760
4156
Při práci trávím hodně času
ve skleníku a pěstuji rostliny,
02:25
and the reasondůvod for this is that monarchspanovníci
are extremelyvelmi pickyvybíravý eatersjedlíci.
49
133916
3553
protože monarchové jsou velmi
vybíraví jedlíci.
02:29
They only eatjíst milkweedmilkweed as larvaelarvy.
50
137469
1995
V larválním stádiu jedí pouze pryšce.
02:31
LuckilyNaštěstí, there are severalněkolik
speciesdruh of milkweedmilkweed that they can use,
51
139464
3085
Naštěstí existuje několik druhů
pryšců, které mohou použít,
02:34
and all these milkweedsmilkweeds
have cardenolidescardenolides in them.
52
142549
2356
a všechny tyto pryšce v sobě
mají kardenolidy.
02:36
These are chemicalsChemikálie that are toxictoxický.
53
144905
1794
Jsou to toxické chemické látky,
02:38
They're toxictoxický to mostvětšina animalszvířata,
but not to monarchspanovníci.
54
146699
2395
Jsou jedovaté pro většinu zvířat,
kromě monarchů.
02:41
In factskutečnost, monarchspanovníci
can take up the chemicalsChemikálie,
55
149094
2222
Vlastně monarchové jsou schopni
je vstřebat,
02:43
put it in theirjejich ownvlastní bodiestěla,
and it makesdělá them toxictoxický
56
151316
2408
využít ve svém těle.
Činí je jedovatými
02:45
againstproti theirjejich predatorsdravci, suchtakový as birdsptactvo.
57
153724
2279
pro jejich predátory, jako jsou ptáci.
02:48
And what they do, then,
is advertiseinzerovat this toxicitytoxicita
58
156003
2374
Oni pak zviditelní tuto jedovatost
02:50
throughpřes theirjejich beautifulKrásná
warningVarování colorationsbarevnosti
59
158377
2021
přes své krásné, výstražné zabarvení,
02:52
with this orangeoranžový, blackČerná and whitebílý.
60
160398
2078
s pomocí černé, bílé a oranžové.
02:54
So what I did duringběhem my jobpráce
is growrůst plantsrostlin in the greenhouseskleník,
61
162476
3872
Takže mou prací bylo
pěstovat rostliny ve skleníku,
02:58
differentodlišný onesty, differentodlišný milkweedsmilkweeds.
62
166348
1746
různé rostliny, různé pryšce.
03:00
Some were toxictoxický, includingpočítaje v to
the tropicaltropický milkweedmilkweed,
63
168094
2754
Některé toxické, včetně tropických pryšců,
03:02
with very highvysoký concentrationskoncentrace
of these cardenolidescardenolides.
64
170848
3289
s velmi vysokým obsahem kardenolidů.
03:06
And some were not toxictoxický.
65
174137
1178
Některé pak netoxické.
03:07
And then I fedkrmení them to monarchspanovníci.
66
175315
2320
A se všemi jsem pak krmil monarchy.
03:09
Some of the monarchspanovníci were healthyzdravý.
They had no diseasechoroba.
67
177635
2623
Někteří z monarchů byli zdraví,
neměli nemoce.
03:12
But some of the monarchspanovníci were sicknemocný,
68
180258
1775
Ale někteří z monarchů byli nemocní
03:14
and what I foundnalezeno is that
some of these milkweedsmilkweeds are medicinalléčivé,
69
182033
3023
a zjistil jsem, že některé
z těchto rostlin jsou léčivé,
03:17
meaningvýznam they reducesnížit the diseasechoroba symptomspříznaky
in the monarchMonarch butterfliesMotýli,
70
185056
3237
ve smyslu, že mohou redukovat
příznaky nemoci monarchů,
03:20
meaningvýznam these monarchspanovníci can livežít longerdelší
when they are infectednakažený
71
188293
3117
takže tito monarchové mohou
žít déle, i když jsou infikováni,
03:23
when feedingkrmení on these medicinalléčivé plantsrostlin.
72
191410
1914
pokud se krmí těmito léčivými pryšci.
03:25
And when I foundnalezeno this, I had this ideaidea,
73
193324
2711
Když jsem toto zjistil, dostal jsem nápad
03:28
and a lot of people said
it was a crazyšílený ideaidea,
74
196035
2308
a spousta lidí říká,
že to byl bláznivý nápad,
03:30
but I thought,
what if monarchspanovníci can use this?
75
198343
2474
ale říkal jsem si, co
když to umí monarchové použít?
03:32
What if they can use these plantsrostlin
as theirjejich ownvlastní formformulář of medicinemedicína?
76
200817
3059
Co když je umí používat
jako jejich vlastní formu léku?
03:35
What if they can actakt as medicallékařský doctorslékaři?
77
203876
2602
Co když umí být svými lékaři?
03:38
So my teamtým and I
startedzačal doing experimentsexperimenty.
78
206828
2026
Tak jsme já a můj tým začali dělat pokusy.
03:40
In the first typestypy of experimentsexperimenty,
79
208854
1801
U prvních typů pokusů
03:42
we had caterpillarshousenky,
and gavedal them a choicevýběr:
80
210655
2170
jsme měli housenky a dali jim na vybranou:
03:44
medicinalléčivé milkweedmilkweed versusproti
non-medicinal-léčivé milkweedmilkweed.
81
212825
2741
léčivé pryšce nebo neléčivé pryšce.
03:47
And then we measuredměřeno how much they atejedli
of eachkaždý speciesdruh over theirjejich lifetimeživot.
82
215566
3620
A pak jsme kontrolovali, kolik snědly
kterých druhů během jejich života.
03:51
And the resultvýsledek, as so oftenčasto
in scienceVěda, was boringnudný:
83
219186
3014
A výsledek, jak to ve vědě často bývá,
byl nezajímavý:
03:54
FiftyPadesát percentprocent of theirjejich foodjídlo was medicinalléčivé.
FiftyPadesát percentprocent was not.
84
222200
4251
Polovina potravy byla léčivá.
Polovina nebyla.
03:58
These caterpillarshousenky didn't do
anything for theirjejich ownvlastní welfaresociální péče.
85
226451
3270
Tyto housenky nedělaly nic
pro své vlastní blaho.
04:02
So then we movedpřestěhoval on to adultdospělý butterfliesMotýli,
86
230611
2075
Tak jsme přešli k dospělým motýlům
04:04
and we startedzačal askingptát se the questionotázka
87
232686
1891
a začali pátrat,
04:06
whetherzda it's the mothersmatek
that can medicateléčit theirjejich offspringpotomek.
88
234577
3158
jestli by to mohly být matky,
které mohou léčit své potomky.
04:09
Can the mothersmatek laypoložit theirjejich eggsvejce
on medicinalléčivé milkweedmilkweed
89
237735
2774
Mohou klást vajíčka na léčivé pryšce
04:12
that will make theirjejich
futurebudoucnost offspringpotomek lessméně sicknemocný?
90
240509
3199
které pomohou jejich potomkům
být méně nemocní?
04:15
We have doneHotovo these experimentsexperimenty now
over severalněkolik yearsroky,
91
243708
2528
Dělali jsme tyto pokusy
v průběhu několika let
04:18
and always get the samestejný resultsvýsledky.
92
246236
1788
a vždy získali stejné výsledky.
04:20
What we do is we put
a monarchMonarch in a bigvelký cageklec,
93
248024
2162
Umisťujeme monarchy do velké klece,
04:22
a medicinalléčivé plantrostlina on one sideboční,
a non-medicinal-léčivé plantrostlina on the other sideboční,
94
250186
3483
léčivé rostliny na jednu stranu,
neléčivé na druhou
04:25
and then we measureopatření the numberčíslo of eggsvejce
that the monarchspanovníci laypoložit on eachkaždý plantrostlina.
95
253669
4576
a pak počítáme kolik vajíček monarchové
nakladli na každou z rostlin.
04:30
And what we find when we do that
is always the samestejný.
96
258245
3109
Pokud to uděláme, je výsledek vždy stejný.
04:33
What we find is that the monarchspanovníci
stronglysilně preferpreferujte the medicinalléčivé milkweedmilkweed.
97
261354
3593
Zjistili jsme, že monarchové silně
preferují léčivé pryšce.
04:36
In other wordsslova,
what these femalessamice are doing
98
264947
2101
Jinými slovy, co tyto samičky dělají
04:39
is they're layingkterým se 68 percentprocent
of theirjejich eggsvejce in the medicinalléčivé milkweedmilkweed.
99
267048
3344
je, že kladou 68% svých
vajíček na léčivé pryšce.
04:42
IntriguinglyZvláštně, what they do
is they actuallyvlastně transmitvysílat the parasitesparazity
100
270392
4220
Kupodivu, ve skutečnosti
parazity přenášejí
04:46
when they're layingkterým se the eggsvejce.
101
274612
1465
při kladení vajíček.
04:48
They cannotnemůže preventzabránit this.
102
276077
1435
Nemohou tomu zabránit.
04:49
They can alsotaké not medicateléčit themselvesoni sami.
103
277512
1931
Nemohou také léčit samy sebe.
04:51
But what these experimentsexperimenty tell us
104
279443
2237
Ale co tyto pokusy ukazují
04:53
is that these monarchspanovníci, these mothersmatek,
can laypoložit theirjejich eggsvejce on medicinalléčivé milkweedmilkweed
105
281680
4829
je, že tito monarchové, tyto matky,
mohou naklást vajíčka na léčivé pryšce
04:58
that will make theirjejich
futurebudoucnost offspringpotomek lessméně sicknemocný.
106
286509
2639
a díky tomu bude jejich budoucí
potomstvo méně nemocné.
05:03
Now, this is a really
importantdůležité discoveryobjev, I think,
107
291058
2523
Myslím, že toto je opravdu důležitý objev
05:05
not just because it tellsvypráví us
something coolchladný about naturePříroda,
108
293581
2834
a to nejen proto, že nám říká,
něco super o přírodě,
05:08
but alsotaké because it maysmět tell us something
more about how we should find drugsdrogy.
109
296415
3686
ale také proto, že nám může napovědět,
jak bychom měli hledat léky.
05:12
Now, these are animalszvířata that are very smallmalý
110
300101
2000
Tato zvířata jsou velmi malá
a máme tendenci
05:14
and we tendtendenci to think of them
as very simplejednoduchý.
111
302101
2099
o nich přemýšlet
jako o velmi jednoduchých.
05:16
They have tinydrobný little brainsmozky,
112
304200
1557
Mají malinké mozky
05:17
yetdosud they can do this
very sophisticatedsofistikovaný medicationléky.
113
305757
2424
a i tak zvládají tuto velmi
chytrou medikaci.
05:20
Now, we know that even todaydnes,
mostvětšina of our drugsdrogy
114
308811
2578
Víme, že i dnes většina z našich léků
05:23
deriveodvodit from naturalpřírodní productsprodukty,
includingpočítaje v to plantsrostlin,
115
311389
2759
pochází z přírodních produktů
včetně rostlin,
05:26
and in indigenousdomorodé cultureskultur,
116
314148
1612
a planých kultur,
05:27
traditionaltradiční healersléčitelé oftenčasto look
at animalszvířata to find newNový drugsdrogy.
117
315760
2835
tradiční léčitelé často hledají
nové léky u zvířat.
05:30
In this way, elephantssloni have told us
how to treatzacházet stomachžaludek upsetsmutný,
118
318595
3407
Tímto způsobem nám sloni ukázali,
jak léčit žaludeční nevolnost,
05:34
and porcupinesdikobrazi have told people
how to treatzacházet bloodykrvavý diarrheaprůjem.
119
322002
3289
a dikobrazi ukázali lidem,
jak léčit krvavý průjem.
05:37
What I think is importantdůležité,
thoughačkoli, is to movehýbat se beyondmimo
120
325291
2655
Myslím si, že je důležité přenést se přes
05:39
these large-brainedvelkým mozkem mammalssavců
and give these guys more creditkredit,
121
327946
3808
tato zvířata s velkými mozky
a dát šanci těm malým.
05:43
these simplejednoduchý animalszvířata, these insectshmyzu
that we tendtendenci to think of
122
331754
2902
Jednoduchým zvířatům, tomuto hmyzu,
o kterém často přemýšlíme
05:46
as very, very simplejednoduchý
with tinydrobný little brainsmozky.
123
334656
3249
jako o velmi, velmi jednoduchém,
s malým mozkem.
05:49
The discoveryobjev that these animalszvířata
can alsotaké use medicationléky
124
337905
3971
Objev, že tato zvířata mohou
také používat léky,
05:53
opensse otevře up completelyzcela newNový avenuescesty,
125
341876
2479
otevírá zcela nové možnosti
05:56
and I think that maybe one day,
we will be treatingléčení humančlověk diseasesnemoci
126
344355
4714
a myslím, že možná jednoho dne,
budeme léčit lidská onemocnění
06:01
with drugsdrogy that were first
discoveredobjevil by butterfliesMotýli,
127
349069
3109
s léky, které jako první objevili motýli.
06:04
and I think that is an amazingúžasný opportunitypříležitost
worthhodnota pursuingsledování.
128
352178
3975
Myslím si, že je to úžasná příležitost
a stojí za to se tím dále zabývat.
06:08
Thank you so much.
129
356153
2163
Děkuji mnohokrát.
06:10
(ApplausePotlesk)
130
358316
4505
(Potlesk)
Translated by Enrique Bach
Reviewed by Katerina Jaburkova

▲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