Taani populaarteaduslik ajakiri Wiedenskab tutvustab imetajate seas viit tüüpi tõelisi suurriike. Näiteks kaelkirjak talub tohutut vererõhku ja elevandihülged hoiavad hinge mitu tundi. Teadlased räägivad, kuidas loomadel see õnnestub ja kas inimesel on kunagi võimalik arendada samu suurriike.
Kuidas teile meeldib mõte paigaldada ajusse konditsioneer või hoida kaks tundi hinge kinni? Mõnel imetajal on peaaegu üleloomulikud jõud.
Meil, imetajatel, on üks ühine joon - sünnitame elusaid lapsi. Pärast seda keskendume sellele, kuidas neid võimalikult hästi harida ja toita, peamiselt omaenda piima abil.
Kuid kuigi kõigi imetajate füsioloogia põhiprintsiibid on täpselt samad, on paljud loomad võimelised selleks, milleks inimesed pole võimelised.
Metsloomade uskumatu kohanemisvõime oli hiljuti Århusi ülikoolis peetud konverentsi teema. Selle peal jagasid teadlased oma teadmisi selle kohta, mida loomad laboris võimelised on, kuid pöörasid erilist tähelepanu sellele, kuidas nad oma looduskeskkonnas käituvad.
Just seetõttu, et meie keha struktuuri aluspõhimõtted on samad, loodavad teadlased, et kui mõistate imetajate suurriike, siis saab neid teadmisi ühel päeval kasutada inimeste raviks mõeldud tehnoloogiate ja ravimite väljatöötamisel.
Näiteks omandasid mõned kohanemisprotsessis osalevad loomad võime oma ajusid jahutada.
"Me kutsume seda aju selektiivseks jahutamiseks ja kui loom on näljane ja janune, saate aju temperatuuri järgi teada," ütleb Lõuna-Aafrika Witwatersrandi ülikooli füsioloogiaprofessor Andrea Fuller.
Reklaamvideo:
Andrea Fuller tegeleb imetajate kohanemisega Lõuna-Aafrika Kalahari kõrbe karmide ilmastikutingimustega. Selle liivad katavad pindala, mis on võrdne poolega Taanist, ja seal pole praktiliselt vett.
Kuid paljude loomade jaoks on need lihtsalt tavalised igapäevased mured. Selles artiklis võtame vaatluse alla viie metslooma hämmastavad võimed, kes on kohanenud oma elupaigaga.
1. Aardvark jahutab oma aju
Aastaid arvasid inimesed, et sellised loomad nagu aardvark, tuntud ka kui “maa siga”, elavad eriti kuumades ja kuivades tingimustes peamiselt seetõttu, et nad jahutavad aktiivselt oma ajusid.
Nii toimib paljudel suurtel imetajatel nn selektiivne ajujahutus (primaadid on pigem erand):
- Nad jahutavad verd, mis on juba hapnikku annetanud, see tähendab venoosset verd.
- Eriline struktuur peas võimaldab teil luua midagi nagu jahutatud vere järv.
- Äsja kopsudes hapnikuga rikastatud kuum veri, st arteriaalne veri, liigub selle järve kaudu vereringesüsteemi ja jahutab enne ajju jõudmist.
"Nii langesid meie teadmised pikka aega tõsiasjaks, et kõrbes elavad loomad, nagu aardvark, võitlevad sel viisil aju ülekuumenemisega," ütleb Andrea Fuller, kes uurib imetajate kohanemist kõrbes elamisega.
Kõrbelised loomad ei saa higistamist lubada
Nii toimib paljudel suurtel imetajatel nn selektiivne ajujahutus (primaadid on pigem erand):
Nad jahutavad verd, mis on juba hapnikku annetanud, see tähendab venoosset verd.
Eriline struktuur peas võimaldab teil luua midagi nagu jahutatud vere järv.
Äsja kopsudes hapnikuga rikastatud kuum veri, st arteriaalne veri, liigub selle järve kaudu vereringesüsteemi ja jahutab enne ajju jõudmist.
"Nii langesid meie teadmised pikka aega tõsiasjaks, et kõrbes elavad loomad, nagu aardvark, võitlevad sel viisil aju ülekuumenemisega," ütleb Andrea Fuller, kes uurib imetajate kohanemist kõrbes elamisega.
Kõrbelised loomad ei saa higistamist lubada
"Kuid kehas on kõige kuumutundlikum süsteem sooled ja see küpsetab enne aju," ütleb Andrea Fuller.
Tema uuringud näitavad, et loomad ei konditseeri lihtsalt oma aju oma elu päästmiseks (mis ei maksa palju, kui nende sooled keevad).
Nad jahutavad aju, et kontrollida higistamist, mida aju reguleerib. Aardvark kasutab higi veekadu kontrolli all hoidmiseks lihtsalt sisemist konditsioneerimist, mis on hädavajalik keskkonnas, kus vett on vähe või puudub.
See on super kasulik võimalus aju jahutamiseks veepuuduse korral, et vältida ebapraktilist higistamissignaali.
Lisateavet aardvarki aju jahutamise ja kõrgete temperatuuride all elavate suurte imetajate uuringute kohta saate lugeda ajakirjas Füsioloogia avaldatud tasuta 2014. aasta artiklist.
2. Siil ja teised talvituvad
Talvel läheb siil okste ja närbunud lehtede seas sügavasse talvituma, vähendades keha energiakulu vaid 4% -ni normaalsest ainevahetusest.
Võrdluseks - meie absoluutne miinimum une ajal on 65% meie normaalsest ainevahetusest.
Teisisõnu, siil on valmis püsima "konserveeritud" olekus tõesti pikka aega. Tema kehas talvitumise ajal toimub kõik väga aeglaselt.
Selline olek inimeses oleks keeruliste toimingute tegemisel suur läbimurre. Rääkimata lahedamast eesmärgist - kosmosereis Marsile.
Kuidas saab talveunest inimesele kasu olla?
Ka karud ja lugematud väikesed närilised võivad talvituda ning teatud linnuliikidel on täheldatud talvitumist.
Inimesed ei tea, kuidas seda veel teha, kuid tahaksid selles küsimuses õppida asjatundjatelt, kes suudavad keha minimaalse energiatarbimisega jooksmas hoida.
Uus uuring näitab, et kehatemperatuuri loomulikul alandamisel võib olla südameseiskuse all kannatavate inimeste rehabilitatsioonis suur potentsiaal.
Mis meist? Uued uuringud näitavad, et tegelikult pole veel kaugel aeg, mil toimub loomade talvitumisega sarnane ravi.
3. Elevandi hüljes elab (tohutu) veekogu all
Vaatamata ebatavalisele välimusele võivad elevandhülged sukelduda 50 korda päevas rohkem kui 2000 meetri sügavusele ja jääda rahulikult vee alla kaheks tunniks, ehkki tavaliselt sukelduvad nad "ainult" umbes pool tundi.
Me kirjutasime Wiedenskubis hiljuti filipiinlastest sukeldujatest, kes võivad sukelduda ka pikemaks ajaks kui meie, ülejäänud maa elanikud. Kuid isegi väljaõppinud ja võib-olla geneetiliselt kohandatud sukeldujad suudavad hinge kinni hoida vaid viis minutit.
Pole üllatav, et eksperdid nimetavad elevandi hülgeid maailma raskeimateks süvamere sukeldujateks. Sealhulgas vaalad.
„Üks meie elevandi hüljes viibis 15 minutit 2000 meetri sügavusel, pärast seda, kui õhu käes oli vaid kolm minutit. Nad veedavad 90% ajast vee all. Need loomad ei ole sukeldujad. Nad elavad lihtsalt vee all, lõpetab Šotimaa St Andrewsi ülikooli emeriitprofessor Mike Fedak, kes on aastaid töötanud elevantide hüljestega.
Seda järeldust toetab asjaolu, et elevandi hülged ei taha 400 meetri sügavuselt kerge uinakut võtta.
Elevandi tihendid saavad kontrollida südame funktsiooni
Katse ajal, kui elevandi hülged ujusid suletud paagis ja aken, mille kaudu õhku pääses, oli aeg-ajalt suletud, jälgis Mike Fedak, kuidas elevandi hüljes tahtlikult selle südame peatas, niipea kui teadlane ulatas käe luugi poole.
Alles hiljuti on olnud veenvaid tõendeid selle kohta, et sukelduvad imetajad kontrollivad oma südame löögisagedust täiesti teadlikult.
Samuti kontrollivad sukeldumisega imetajad oma verevoolu, et saata veres hapnikku elunditesse, mis seda kõige enam vajavad. Näiteks ajule ja südamele, ülejäänud lihased peavad olema rahul omaenda hapnikuvarudega.
See tähendab, et elevandi hülged on eksperdid, kes haldavad oma verevoolu ise, ja see on selgelt näha viisist, kuidas pulss teadlase ühe laine abil ootamatult aeglustub.
On väga huvitav, kuidas ja millal elevandi hülged seda looduses teevad. Kas see seletab nende võimet nii pikka aega sukelduda?
Süvamere koostöö kõigi kasuks
Mike Fedak ja ookeaniteadlased, kes soovivad mõista, kuidas ookeanid käituvad ja kuidas need mõjutavad kliimamuutusi, on sõlminud ebahariliku partnerluse.
Varustatud anduritega, mis mõõdavad näiteks vee temperatuuri ja soolsust ning saadavad GPS-signaali, aitavad elevanditihendid okeanograafidel uurida ookeani sügavaid kihte, samal ajal kui Mike Fedak saab väärtusliku ülevaate loomade käitumisest sügavusel.
Lisateavet selle koostöö kohta, milles hülged asendavad tervet teadlaste laeva, leiate MEOP-i veebisaidilt: Mereimetajad, kes uurivad ookeanide masti pooluseni.
4. Kaelkirjaku vererõhk oleks pidanud ta tapma
Kaelkirjaku südamest ajuni ulatuva suure kaugusega on seotud paljud omadused, mis nõuavad spetsiaalseid kohandusi.
Århusi ülikooli bioloogiaprofessor Tobias Wang on olnud Kristian Aalkjæriga mitu aastat kaelkirjaku kaela, jalgade ja südamega seotud uurimistöös esirinnas.
Kaelkirjaku süda peaks kaaluma kakskümmend kilogrammi, ütleb üks nali. Kaelkirjak vajab tõepoolest muljetavaldavat survet, et veri selle pika kaela kaudu oma ajju toimetaks - ja ta tunneb end sellega suurepäraselt.
Kaelkirjakul on paks süda
Kuid kaelkirjaku südame kaal on vaid pool protsenti kogu kehakaalust, täpselt nagu meie oma.
Kuid sellel on eriti paksud südamekambrite seinad, mis pakuvad täiendavat vererõhku, mida kinnitavad ka konverentsil tutvustatud uued uurimistulemused.
5. Alpaka jääb kogu eluks pooleks kuubikuks
Ema kõhus kasutasite seda ka - ülitüüpi valku hemoglobiiniks, mis seob ja transpordib meie veres hapnikku.
Sündimata lapsel on hemoglobiin sama punane kui ema oma, kuid kuna see peab hapniku liikuma ema vereringesüsteemist beebi enda süsteemi, on sellel suurem võime hapniku siduda. See on tüüpiline kõigi imetajate imikute hemoglobiinisisaldusele kuni nende sündimiseni.
Seda kasutab alpaka. Ta veedab oma elu kõrgetes mägedes, kus õhk on õhuke. Sealsed tavalised loomad peaksid piisavalt hapniku saamiseks hingama palju kiiremini.
Erinevalt meist, ülejäänud, ei loobu alpaka lihtsalt lapsepõlves kasutatavast hemoglobiinist, mis puutub verdesse, jääb ta kogu eluks lapseks.
Paljud loomad elavad kõrgusel
Nutikatest lahendustest kõrgetes mägedes elamiseks on erinevaid näiteid. Looduses räägiti alpi jakidest; hiirtel, lammastel ja lindudel on kõigil oma viis, kuidas kõrgusel ellu jääda.
"Üsna sageli lahendavad loomad vähemalt osa probleemist" tutistades "või tehes väikeseid muudatusi hemoglobiinis, mis transpordib hapnikku veres," ütleb Roy Weber, Aarhusi ülikooli bioloogiateaduste osakonna emeriitprofessor, ülevaateartikli loomad loomade kohanemise kohta elu kõrgetes mägitingimustes.
Nii õppisime natuke mõne muljetavaldava vidina kohta, mis meie nõbudel ja evolutsioonivoolulistel on.
Nende keskmes on kõik meie ümber olevad imetajad täpselt nagu meie, nii et võib-olla suudame ühel päeval õppida ja võtta kasutusele mõned nende erakordsetest võimetest. Teadus näitab.
Inge G. Revsbech
