Dānijas populārzinātniskais žurnāls Wiedenskab iepazīstina ar pieciem īstu lielvalstu tipiem zīdītāju vidū. Piemēram, žirafe var paciest milzīgu asinsspiedienu, un ziloņu roņi daudzām stundām aiztur elpu. Zinātnieki stāsta, kā dzīvniekiem tas izdodas un vai cilvēkam ir iespējams kādreiz attīstīt tās pašas lielvaras.
Kā jums patīk ideja smadzenēs uzstādīt gaisa kondicionieri vai divas stundas aizturēt elpu? Dažiem zīdītājiem ir gandrīz pārdabiskas spējas.
Mums, zīdītājiem, ir viena kopīga iezīme - mēs dzemdējam dzīvus mazuļus. Pēc tam mēs koncentrējamies uz to, kā viņus pēc iespējas labāk izglītot un pabarot, galvenokārt ar mūsu pašu piena palīdzību.
Bet, lai gan visu zīdītāju fizioloģijas pamatprincipi ir tieši vienādi, daudzi dzīvnieki ir spējīgi uz to, ko cilvēki nav spējīgi.
Neskartā savvaļas dzīvnieku pielāgošanās bija temats nesenajā Orhūsas universitātē notikušajā konferencē. Tajā pētnieki dalījās zināšanās par to, ko dzīvnieki spēj laboratorijā, bet īpašu uzmanību pievērsa tam, kā viņi uzvedas savā dabiskajā vidē.
Tieši tāpēc, ka mūsu ķermeņa uzbūves pamatprincipi ir vienādi, zinātnieki cer, ka, ja jūs saprotat zīdītāju lielvaras, tad kādu dienu šīs zināšanas var izmantot tehnoloģiju un zāļu attīstībā cilvēku ārstēšanai.
Piemēram, daži dzīvnieki adaptācijas procesā ieguva spēju atdzesēt smadzenes.
"Mēs to saucam par selektīvu smadzeņu dzesēšanu, un, ja dzīvnieks ir izsalcis un izslāpis, jūs varat noteikt, kāda ir smadzeņu temperatūra," saka Andrea Fullere, Vitvidsrandas universitātes fizioloģijas profesore Dienvidāfrikā.
Reklāmas video:
Andrea Fullere strādā pie zīdītāju pielāgošanās skarbajiem klimatiskajiem apstākļiem Kalahari tuksnesī Āfrikas dienvidos. Tās smiltis aizņem teritoriju, kas vienāda ar pusi no Dānijas, un ūdens tur praktiski nav.
Bet daudziem dzīvniekiem tās ir tikai parastas ikdienas rūpes. Šajā rakstā mēs apskatīsim piecu savvaļas dzīvnieku, kuri ir pielāgojušies viņu dzīvotnei, pārsteidzošās spējas.
1. Aardvark atdzesē smadzenes
Daudzus gadus cilvēki domāja, ka tādi dzīvnieki kā aardvarka, kas pazīstami arī kā “zemes cūka”, izdzīvo ārkārtīgi karstā un sausā laikā, galvenokārt tāpēc, ka viņi aktīvi atdzesē savas smadzenes.
Tā notiek tā saucamā selektīvā smadzeņu dzesēšana daudziem lielajiem zīdītājiem (primāti ir drīzāk izņēmums):
- Viņi atdzesē asinis, kas jau ir ziedojušas skābekli, tas ir, venozās asinis.
- Īpaša struktūra galvā ļauj jums izveidot kaut ko līdzīgu atdzesētu asiņu ezeram.
- Karstās asinis, kas tikko ir sadedzinātas plaušās, tas ir, arteriālās asinis, caur šo ezeru nonāk asinsrites sistēmā un atdziest, pirms nonāk smadzenēs.
“Tādējādi mūsu zināšanas ilgu laiku novecoja līdz faktam, ka dzīvnieki, kas dzīvo tuksnesī, piemēram, aardvark, šādā veidā cīnās ar smadzeņu pārkaršanu,” saka Andrea Fullers, kurš pēta zīdītāju pielāgošanās dzīvībai tuksnesī mehānismus.
Tuksneša dzīvnieki nevar atļauties svīst
Tā notiek tā saucamā selektīvā smadzeņu dzesēšana daudziem lielajiem zīdītājiem (primāti ir drīzāk izņēmums):
Viņi atdzesē asinis, kas jau ir ziedojušas skābekli, tas ir, venozās asinis.
Īpaša struktūra galvā ļauj jums izveidot kaut ko līdzīgu atdzesētu asiņu ezeram.
Karstās asinis, kas tikko ir sadedzinātas plaušās, tas ir, arteriālās asinis, caur šo ezeru nonāk asinsrites sistēmā un atdziest, pirms nonāk smadzenēs.
“Tādējādi mūsu zināšanas ilgu laiku novecoja līdz faktam, ka dzīvnieki, kas dzīvo tuksnesī, piemēram, aardvark, šādā veidā cīnās ar smadzeņu pārkaršanu,” saka Andrea Fullers, kurš pēta zīdītāju pielāgošanās dzīvībai tuksnesī mehānismus.
Tuksneša dzīvnieki nevar atļauties svīst
“Bet visjūtīgākā karstuma jutīgā sistēma ķermenī ir zarnas, un tā pagatavos smadzenes pirms tam,” saka Andrea Fullere.
Viņas pētījumi rāda, ka dzīvnieki ne tikai kondicionē smadzenes, lai glābtu dzīvību (kas nemaksās daudz, ja viņu zarnas vārās).
Viņi atdzesē smadzenes, lai kontrolētu svīšanu, ko regulē smadzenes. Aardvark vienkārši izmanto iekšēju kondicionēšanu, lai kontrolētu sviedru ūdens zudumus, kas ir svarīgi vidē, kurā ūdens ir maz vai nav vispār.
Šī ir super noderīga spēja atdzesēt smadzenes ūdens trūkuma dēļ, lai novērstu nepraktisku svīšanas signālu.
Vairāk par aardvarkas smadzeņu atdzesēšanu un lielu zīdītāju, kas dzīvo zemā temperatūrā, pētījumiem varat lasīt bezmaksas 2014. gada rakstā, kas publicēts žurnālā Physiology.
2. Ezis un citi pārziemo
Ziemā ezis nonāk dziļā pārziemošanā starp zariem un nokaltušām lapām, samazinot ķermeņa enerģijas patēriņu līdz tikai 4% no normālas metabolisma.
Salīdzinājumam - mūsu absolūtais minimums miega laikā ir 65% no mūsu normālā metabolisma.
Citiem vārdiem sakot, ezis ir gatavs palikt "konservētā" stāvoklī patiešām ilgu laiku. Viss viņa ķermenī pārziemošanas laikā notiek ļoti lēni.
Šāds stāvoklis cilvēkā būtu liels izrāviens, veicot sarežģītas operācijas. Nemaz nerunājot par stilīgāko mērķi - kosmosa braucienu uz Marsu.
Kā hibernācija var būt noderīga personai?
Lāči un neskaitāmi mazie grauzēji var arī pārziemot, un noteiktām putnu sugām tiek novēroti ziemošanai līdzīgi apstākļi.
Cilvēki vēl nezina, kā, bet tomēr labprāt mācītos no ekspertiem šajā jautājumā, kuri var uzturēt ķermeni darboties ar minimālu enerģijas patēriņu.
Jauns pētījums liecina, ka ķermeņa temperatūras pazemināšanai dabiski var būt liels potenciāls sirdsdarbības cietušo cilvēku rehabilitācijā.
Kā ar mums? Jaunie pētījumi liecina, ka patiesībā nav tālu laiks, kad notiks procedūras, kas līdzīgas dzīvnieku pārziemošanai.
3. Ziloņu zīmogs dzīvo zem (milzīga) ūdenstilpes
Neskatoties uz neparasto izskatu, ziloņu roņi var ienirt 50 reizes dienā vairāk nekā 2000 metru dziļumā un mierīgi palikt zem ūdens divas stundas, lai gan parasti viņi nirjas tikai “pusstundu”.
Mēs Wiedenskub nesen rakstījām par filipīniešu ūdenslīdējiem, kuri arī var nirt ilgāk nekā mēs, pārējie zemes iedzīvotāji. Bet pat apmācīti un, iespējams, ģenētiski pielāgoti nirēji var aizturēt elpu "tikai" piecas minūtes.
Nepārsteidz, ka eksperti ziloņu roņus dēvē par pasaules stingrākajiem dziļūdens nirējiem. Ieskaitot vaļus.
“Viens no mūsu ziloņu roņiem palika 15 minūtes 2000 metru dziļumā pēc tam, kad tikai trīs minūtes bija vērojams ar gaisu. 90% sava laika viņi pavada zem ūdens. Šie dzīvnieki nav “ūdenslīdēji”. Viņi vienkārši dzīvo zem ūdens,”secina Maiks Fedaks, Skotijas St Andrews universitātes emeritētais profesors, kurš daudzus gadus strādājis ar ziloņu roņiem.
Šo secinājumu apstiprina fakts, ka ziloņu roņi neiebilst veikt vieglu napiņu 400 metru dziļumā.
Ziloņu roņi var kontrolēt sirds darbību
Eksperimenta laikā, kad ziloņu roņi peldēja slēgtā tvertnē, un ik pa laikam tika aizvērts logs, caur kuru varēja piekļūt gaisam, Maiks Fedaks vēroja, kā ziloņa zīmogs apzināti praktiski pārtrauca sirdi, tiklīdz zinātnieks izpleta roku uz lūku.
Tikai nesen ir iegūti pārliecinoši pierādījumi, ka niršanas zīdītāji pilnīgi apzināti kontrolē savu sirdsdarbības ātrumu.
Arī niršanas zīdītāji kontrolē savu asins plūsmu, lai asinīs skābekli nosūtītu orgāniem, kuriem tas visvairāk vajadzīgs. Piemēram, smadzenēm un sirdij, bet pārējiem muskuļiem jābūt apmierinātiem ar savām skābekļa rezervēm.
Tas ir, ziloņu roņi ir eksperti, kas pārvalda savu asins plūsmu, un to var skaidri redzēt, kā sirdsdarbība pēkšņi palēninās ar vienu zinātnieka rokas vilni.
Tas ir ļoti interesanti, kā un kad ziloņu roņi to dara dabā. Vai tas izskaidro viņu spēju nirt tik ilgi?
Dziļūdens sadarbība visu labā
Maiks Fedaks un okeāna zinātnieki, kuri vēlas saprast, kā okeāni uzvedas un kā tie ietekmē klimata izmaiņas, ir izveidojuši neparastu partnerību.
Aprīkots ar sensoriem, kas mēra, piemēram, ūdens temperatūru un sāļumu, un sūta GPS signālu, ziloņu roņi palīdz okeanogrāfiem izpētīt dziļos okeāna slāņus, savukārt Maiks Fedaks iegūst vērtīgu ieskatu dzīvnieku uzvedībā dziļumā.
Papildinformāciju par šo sadarbību, kurā roņi aizvieto veselu zinātnieku kuģi, skatiet MEOP vietnē: Jūras zīdītāji, kas izpēta okeāna polu līdz polam.
4. Žirafes asinsspiedienam vajadzēja viņu nogalināt
Daudzas pazīmes ir saistītas ar žirafes lielo attālumu no sirds līdz smadzenēm, kurām nepieciešami īpaši pielāgojumi.
Orhūsas universitātes bioloģijas profesors Tobiass Vangs daudzus gadus kopā ar Kristianu Aalkjēru ir bijis žirafes kakla, kāju un sirds pētījumu priekšgalā.
Žirafes sirdij vajadzētu svērt divdesmit kilogramus, saka viens joks. Žirafei tiešām ir vajadzīgs iespaidīgs spiediens, lai asinis nogādātu smadzenēs pa garo kaklu - un ar to jūtas lieliski.
Žirafei ir trekna sirds
Bet žirafes sirds svars ir tikai puse procenti no kopējā ķermeņa svara, tāpat kā mūsu.
Bet tam ir īpaši biezas sirds kambaru sienas, kas nodrošina papildu asinsspiedienu, par ko liecina jaunie pētījumu rezultāti, kas tika prezentēti konferencē.
5. Alpaka visu mūžu paliek puscikso
Mātes vēderā jūs lietojāt arī šo - super tipa olbaltumvielu, ko sauc par hemoglobīnu, kas saista un pārvadā skābekli mūsu asinīs.
Nedzimušam bērnam hemoglobīns ir tikpat sarkans kā mātes, bet, tā kā tam ir jāpārvieto skābeklis no mātes asinsrites sistēmas uz paša mazuļa sistēmu, tam ir lielāka spēja saistīt skābekli. Tas ir raksturīgs visu zīdītāju mazuļu hemoglobīnam līdz viņu piedzimšanai.
To lieto alpakas. Savu dzīvi viņa pavada augstos kalnos, kur ir gaiss. Parastajiem dzīvniekiem tur vajadzētu elpot daudz ātrāk, lai iegūtu pietiekami daudz skābekļa.
Atšķirībā no mums, pārējie, alpaka vienkārši neatsakās no bērnības hemoglobīna, ciktāl tas attiecas uz asinīm, tas paliek bērns visu mūžu.
Daudzi dzīvnieki dzīvo augstumā
Ir dažādi viedo risinājumu piemēri dzīvošanai augstos kalnos. Dabā tika runāts par Alpu jakiem; Pelēm, aitām un putniem visiem ir savi veidi, kā izdzīvot augstumā.
“Diezgan bieži dzīvnieki vismaz daļu problēmas atrisina,“iekniebjot”vai veicot nelielas korekcijas hemoglobīnā, kas pārvadā skābekli asinīs,” saka Rijs Vēbers, Orhūsas universitātes Bioloģisko zinātņu departamenta emeritētais profesors, pārskata raksta par dzīvnieku pielāgošanos dzīvniekiem dzīve kalnu apstākļos.
Tātad, mēs mazliet uzzinājām par dažiem iespaidīgiem sīkrīkiem, kas ir mūsu brālēniem un evolūcijas brālēniem.
Viņu kodolā visi apkārtējie zīdītāji ir tieši tādi paši kā mēs, tāpēc varbūt kādu dienu mēs varēsim iemācīties un pielietot dažas viņu ārkārtējās spējas. Zinātne parādīs.
Inge G. Revsbech