Revista populară de științe daneză Wiedenskab prezintă cinci tipuri de adevărate superputeri între mamifere. De exemplu, o girafă poate tolera tensiunea arterială enormă, iar garniturile de elefant își țin respirația multe ore. Oamenii de știință spun cum animalele reușesc în acest lucru și dacă este posibil ca o persoană să dezvolte vreodată aceleași superputeri.
Cum îți place ideea de a instala un aparat de aer condiționat în creierul tău sau să îți ții respirația timp de două ore? Unele mamifere au puteri aproape supranaturale.
Noi mamiferele avem un lucru în comun - dăm naștere copiilor vii. După aceea, ne concentrăm asupra modului de a le educa și a le hrăni cât mai bine, în primul rând cu ajutorul propriului nostru lapte.
Dar, deși principiile foarte de bază ale fiziologiei tuturor mamiferelor sunt exact aceleași, multe animale sunt capabile de ceea ce oamenii nu sunt capabili.
Adaptabilitatea incredibilă a animalelor sălbatice a fost subiectul unei conferințe care a avut loc recent la Universitatea Aarhus. Pe aceasta, cercetătorii și-au împărtășit cunoștințele despre ceea ce animalele sunt capabile în laborator, dar au acordat o atenție deosebită modului în care se comportă în mediul lor natural.
Tocmai pentru că principiile de bază ale structurii corpului nostru sunt aceleași, oamenii de știință speră că, dacă înțelegeți superputerile mamiferelor, atunci într-o bună zi aceste cunoștințe pot fi utilizate în dezvoltarea tehnologiilor și medicamentelor pentru tratamentul oamenilor.
De exemplu, unele animale aflate în proces de adaptare au dobândit capacitatea de a-și răci creierul.
„Numim această răcire selectivă a creierului, iar dacă un animal îi este foame și însetat, puteți spune prin temperatura creierului”, spune Andrea Fuller, profesor de fiziologie la Universitatea din Witwatersrand din Africa de Sud.
Video promotional:
Andrea Fuller lucrează la adaptarea mamiferelor la condițiile climatice dure din deșertul Kalahari din sudul Africii. Nisipurile sale acoperă o suprafață egală cu jumătate din Danemarca și practic nu există apă acolo.
Dar pentru multe animale, acestea sunt doar griji obișnuite de zi cu zi. În acest articol, vom arunca o privire asupra abilităților uimitoare ale cinci animale sălbatice care s-au adaptat habitatului lor.
1. Aardvark își răcește creierul
Timp de mulți ani, oamenii au crezut că animale precum aardvark-ul, cunoscut și sub numele de „porcul de pământ”, supraviețuiesc în condiții extrem de calde și uscate, în mare parte pentru că își răcesc activ creierul.
Așa funcționează așa-numita răcire selectivă a creierului la multe mamifere mari (primatele sunt mai degrabă o excepție):
- Acestea răcesc sângele care a donat deja oxigen, adică sânge venos.
- O structură specială în cap vă permite să creați ceva precum un lac cu sânge răcit.
- Sângele fierbinte care tocmai a fost oxigenat în plămâni, adică sângele arterial, călătorește în sistemul circulator prin acest lac și se răcește înainte de a ajunge la creier.
„Astfel, cunoștințele noastre s-au abătut mult timp la faptul că animalele care trăiesc în deșert, precum aardvark, se luptă cu supraîncălzirea creierului în acest fel”, spune Andrea Fuller, care studiază mecanismele de adaptare a mamiferelor la viața în deșert.
Animalele deșertului nu își permit să transpire
Așa funcționează așa-numita răcire selectivă a creierului la multe mamifere mari (primatele sunt mai degrabă o excepție):
Acestea răcesc sângele care a donat deja oxigen, adică sânge venos.
O structură specială în cap vă permite să creați ceva precum un lac cu sânge răcit.
Sângele fierbinte care tocmai a fost oxigenat în plămâni, adică sângele arterial, călătorește în sistemul circulator prin acest lac și se răcește înainte de a ajunge la creier.
„Astfel, cunoștințele noastre s-au abătut mult timp la faptul că animalele care trăiesc în deșert, precum aardvark, se luptă cu supraîncălzirea creierului în acest fel”, spune Andrea Fuller, care studiază mecanismele de adaptare a mamiferelor la viața în deșert.
Animalele deșertului nu își permit să transpire
„Dar cel mai sensibil sistem de căldură din corp este intestinele, iar acesta va găti înaintea creierului”, spune Andrea Fuller.
Cercetările ei arată că animalele nu își condiționează doar creierul pentru a-și salva viața (ceea ce nu va costa mult dacă le fierbe intestinele).
Acestea răcesc creierul pentru a controla transpirația, care este reglementată de creier. Aardvark folosește pur și simplu condiționarea internă pentru a menține pierderea apei în transpirație sub control, ceea ce este foarte important într-un mediu cu apă mică sau fără apă.
Aceasta este o capacitate super utilă de a răci creierul în lipsa de apă, astfel încât să prevină un semnal de transpirație nepractic.
Puteți citi mai multe despre răcirea creierului aardvark și cercetarea mamiferelor mari care trăiesc la temperaturi ridicate într-un articol gratuit din 2014 publicat în revista Physiology.
2. Ariciul și alții care hibernează
Iarna, ariciul intră într-o hibernare profundă printre crengi și frunze ofilite, reducând consumul de energie al organismului la doar 4% din metabolismul normal.
În comparație, minimul nostru absolut în timpul somnului este 65% din metabolismul nostru normal.
Cu alte cuvinte, ariciul este gata să rămână în starea „conservei” pentru o perioadă foarte lungă de timp. Tot ce se află în corpul său în timpul hibernării se întâmplă foarte lent.
O astfel de stare la o persoană ar fi un progres deosebit atunci când efectuați operațiuni complexe. Nu mai vorbim de cel mai fain obiectiv - o călătorie spațială pe Marte.
Cum poate fi utilă hibernarea pentru o persoană?
Ursii și nenumăratele rozătoare mici pot de asemenea hiberna, și în anumite specii de păsări se observă o stare de hibernare.
Oamenii nu știu cum - încă - dar ar dori să învețe de la experți în această problemă care pot menține corpul funcționând cu un consum minim de energie.
Un nou studiu arată că scăderea naturală a temperaturii corpului poate avea un potențial mare în reabilitarea persoanelor care au suferit stop cardiac.
Dar noi? Noile cercetări sugerează că, de fapt, timpul nu este departe de a exista tratamente similare cu hibernarea animalelor.
3. Sigiliul elefantului trăiește sub un corp (uriaș) de apă
În ciuda aspectului lor neobișnuit, sigiliile de elefant se pot scufunda de 50 de ori pe zi la o adâncime de peste 2 mii de metri și rămân calm sub apă timp de două ore, deși de obicei se scufundă doar „aproximativ” o jumătate de oră.
Noi, la Wiedenskub, am scris recent despre scafandrii filipinezi, care se pot scufunda și pentru o perioadă mai lungă de timp decât noi, restul țării. Dar chiar și scafandrii pregătiți și, eventual, adaptați genetic, își pot ține respirația doar „cinci” minute.
În mod surprinzător, experții numesc focare de elefant cele mai dificile scufundări din marea profundă. Inclusiv balenele.
„Unul dintre garniturile noastre de elefant a rămas 15 minute la o adâncime de 2.000 de metri, după doar trei minute de suprafață pentru aer. Își petrec 90% din timp sub apă. Aceste animale nu sunt „scafandre”, ci trăiesc doar sub apă”, concluzionează Mike Fedak, profesor emerit la Universitatea din St Andrews, în Scoția, care a lucrat cu sigiliile de elefant de mulți ani.
Această concluzie este susținută de faptul că garniturile de elefant nu deranjează să facă un pui de somn ușor la o adâncime de 400 de metri.
Garniturile de elefant pot controla funcția inimii
În timpul experimentului, când sigiliile elefantului înotau într-un rezervor închis și fereastra prin care putea fi accesat aerul era închisă din când în când, Mike Fedak privea cum sigiliul elefantului își oprea în mod intenționat inima, de îndată ce omul de știință întinse mâna spre trapa.
Doar recent au existat dovezi convingătoare potrivit cărora mamiferele care scufundă controlează perfect conștient ritmul cardiac.
De asemenea, mamiferele scufundate își controlează fluxul de sânge pentru a trimite oxigen în sânge către organele care au cel mai mare nevoie. De exemplu, la creier și inimă, în timp ce restul mușchilor trebuie să se mulțumească cu propriile rezerve de oxigen.
Adică, sigiliile de elefant sunt experți în gestionarea propriului flux de sânge, iar acest lucru se vede clar în modul în care ritmul cardiac încetinește brusc cu un val al mâinii savantului.
Este foarte interesant cum și când sigiliile elefantului o fac în natură. Acest lucru explică capacitatea lor de a se scufunda atât de mult timp?
Colaborarea la mare adâncime în beneficiul tuturor
Mike Fedak și oamenii de știință oceanici care doresc să înțeleagă cum se comportă oceanele și cum afectează schimbările climatice au intrat într-un parteneriat neobișnuit.
Dotate cu senzori care măsoară, de exemplu, temperatura apei și salinitatea și trimit un semnal GPS, sigiliile de elefant ajută oceanografii să studieze straturile profunde ale oceanului, în timp ce Mike Fedak obține o informație valoroasă asupra comportamentului animalelor la adâncime.
Pentru mai multe informații despre această colaborare, în care sigiliile înlocuiesc o întreagă navă de oameni de știință, consultați site-ul web MEOP: Mamifere marine care explorează oceanele Pole to Pole.
4. Tensiunea arterială a girafei ar fi trebuit să-l omoare
Multe caracteristici sunt asociate cu distanța mare de la inimă la creierul unei girafe, necesitând adaptări speciale.
Profesorul Tobias Wang, profesor de biologie la Universitatea din Aarhus, a fost în fruntea cercetărilor în gâtul, picioarele și inima girafei de mai mulți ani cu Kristian Aalkjær.
Inima unei girafe ar trebui să cântărească douăzeci de kilograme, spune o glumă. Într-adevăr, o girafă are nevoie de o presiune impresionantă pentru a-i elibera sângele în gâtul lung al creierului său și se simte extraordinar.
Jirafa are o inimă grasă
Dar greutatea inimii unei girafe este doar o jumătate de procent din greutatea totală a corpului, la fel ca a noastră.
Dar are pereți prea groși ai camerelor inimii, care asigură tensiune arterială suplimentară, așa cum rezultă din rezultatele cercetărilor noi prezentate în cadrul conferinței.
5. Alpaca rămâne jumătate de pui toată viața
În burtica mamei tale, ai folosit și asta - un super-tip de proteine numit hemoglobină, care se leagă și transportă oxigenul în sângele nostru.
La un copil nenăscut, hemoglobina este la fel de roșie ca cea a mamei, dar pentru că trebuie să treacă oxigenul din sistemul circulator al mamei în sistemul propriu al copilului, are o capacitate mai mare de a lega oxigenul. Aceasta este caracteristică pentru hemoglobina tuturor bebelușilor mamifere până la nașterea lor.
Aceasta este folosită de alpaca. Își petrece viața în munți înalți, unde aerul este subțire. Animalele obișnuite de acolo ar trebui să respire mult mai repede pentru a obține suficient oxigen.
Spre deosebire de noi, restul, alpaca pur și simplu nu renunță la hemoglobina din copilărie, în ceea ce privește sângele, rămâne un copil pe viață.
Multe animale trăiesc la altitudine
Există diferite exemple de soluții inteligente pentru a trăi în munții înalți. Despre iacuri alpine s-a vorbit în natură; șoarecii, oile și păsările au toate propriile lor modalități de a supraviețui la altitudine.
„Destul de des, animalele rezolvă cel puțin o parte a problemei prin„ modificări”sau prin modificări mici ale hemoglobinei, care transportă oxigenul în sânge”, spune Roy Weber, profesor emerit în Departamentul de Științe Biologice de la Universitatea Aarhus, autor al unui articol de recenzie privind adaptarea animalelor la viata in conditii de munte inalt.
Așa că am aflat un pic despre unele dintre gadgeturile impresionante pe care le au verișorii noștri și verii evoluționali.
La baza lor, toate mamiferele din jurul nostru sunt la fel ca noi, așa că poate într-o bună zi vom putea învăța și adopta unele dintre abilitățile lor extraordinare. Știința va arăta.
Inge G. Revsbech
