Dánsky populárny vedecký časopis Wiedenskab predstavuje päť druhov skutočných superveľmoci cicavcov. Napríklad, žirafa dokáže tolerovať enormný krvný tlak a tulene slona zadržiavajú dych mnoho hodín. Vedci hovoria, ako v tom zvieratá uspejú a či je možné, aby človek vyvinul rovnaké superveľmoci.
Ako sa vám páči myšlienka nainštalovať do mozgu klimatizáciu alebo zadržať dych dve hodiny? Niektoré cicavce majú takmer nadprirodzené schopnosti.
My cicavce máme jednu spoločnú vec - rodíme živé deti. Potom sa zameriame na to, ako ich čo najlepšie vychovávať a kŕmiť, predovšetkým pomocou vlastného mlieka.
Ale zatiaľ čo základné princípy fyziológie všetkých cicavcov sú úplne rovnaké, mnohé zvieratá sú schopné toho, čo ľudia nie sú schopní.
Neuveriteľná adaptabilita divých zvierat bola témou konferencie, ktorá sa nedávno konala na Aarhus University. Vedci sa na tom podelili o svoje znalosti toho, čo sú zvieratá schopné v laboratóriu, ale venovali osobitnú pozornosť tomu, ako sa správajú v prirodzenom prostredí.
Presne preto, že základné princípy štruktúry našich tiel sú rovnaké, vedci dúfajú, že ak pochopíte superveľmoci cicavcov, jedného dňa sa tieto znalosti dajú využiť pri vývoji technológií a liekov na liečbu ľudí.
Napríklad niektoré zvieratá v procese adaptácie získali schopnosť chladiť svoje mozgy.
„Toto selektívne chladenie mozgu nazývame, a ak má zviera hlad a smäd, môžete to povedať podľa teploty mozgu,“hovorí Andrea Fuller, profesorka fyziológie na University of Witwatersrand v Južnej Afrike.
Propagačné video:
Andrea Fuller pracuje na adaptácii cicavcov na drsné klimatické podmienky púšte Kalahari v južnej Afrike. Jeho piesky pokrývajú plochu rovnajúcu sa polovici Dánska a prakticky tam nie je voda.
Pre mnoho zvierat sú to však len obyčajné každodenné starosti. V tomto článku sa pozrieme na úžasné schopnosti piatich divých zvierat, ktoré sa prispôsobili svojmu prostrediu.
1. Aardvark ochladzuje svoj mozog
Mnoho rokov si ľudia mysleli, že zvieratá ako aardvark, tiež známe ako „zemské prasa“, prežívajú v extrémne horúcich a suchých podmienkach, a to najmä preto, že aktívne ochladzujú mozog.
Takto funguje tzv. Selektívne chladenie mozgu u mnohých veľkých cicavcov (primáty sú skôr výnimkou):
- Chladia krv, ktorá už darovala kyslík, to znamená žilovú krv.
- Špeciálna štruktúra v hlave vám umožní vytvoriť niečo ako jazero chladenej krvi.
- Horúca krv, ktorá bola práve okysličená v pľúcach, to znamená, arteriálna krv, putuje do obehového systému cez toto jazero a ochladzuje sa pred dosiahnutím mozgu.
"Naše vedomosti sa tak dlho zmierňujú s tým, že zvieratá žijúce v púšti ako aardvark bojujú týmto spôsobom s prehriatím mozgu," hovorí Andrea Fuller, ktorá študuje mechanizmy adaptácie cicavcov na život v púšti.
Púštne zvieratá si nemôžu dovoliť potiť
Takto funguje tzv. Selektívne chladenie mozgu u mnohých veľkých cicavcov (primáty sú skôr výnimkou):
Chladia krv, ktorá už darovala kyslík, to znamená žilovú krv.
Špeciálna štruktúra v hlave vám umožní vytvoriť niečo ako jazero chladenej krvi.
Horúca krv, ktorá bola práve okysličená v pľúcach, to znamená, arteriálna krv, putuje do obehového systému cez toto jazero a ochladzuje sa pred dosiahnutím mozgu.
"Naše vedomosti sa tak dlho zmierňujú s tým, že zvieratá žijúce v púšti ako aardvark bojujú týmto spôsobom s prehriatím mozgu," hovorí Andrea Fuller, ktorá študuje mechanizmy adaptácie cicavcov na život v púšti.
Púštne zvieratá si nemôžu dovoliť potiť
„Najcitlivejším na teplo v tele sú však črevá a bude sa uvariť pred mozgom,“hovorí Andrea Fuller.
Jej výskum ukazuje, že zvieratá nielen upravujú svoje mozgy, aby zachránili ich životy (čo sa nestojí veľa, ak sa ich črevá uvaria).
Chladia mozog, aby kontrolovali potenie, ktoré je regulované mozgom. Aardvark jednoducho používa vnútorné kondicionovanie, aby udržal stratu vody pri pote pod kontrolou, čo je nevyhnutné v prostredí, kde je málo vody alebo vôbec žiadna voda.
To je super užitočná schopnosť chladiť mozog pri nedostatku vody, aby sa zabránilo nepraktickému potiacemu signálu.
Viac informácií o chladení aardvark mozgu a výskume veľkých cicavcov žijúcich pri vysokých teplotách si môžete prečítať v článku z roku 2014 uverejnenom v časopise Physiology.
2. Ježek a ďalší hibernácia
V zime sa ježko prechádza do hlbokej hibernácie medzi vetvičkami a vädnutými listami, čím sa spotreba energie v tele znižuje iba na 4% normálneho metabolizmu.
V porovnaní s tým je naše absolútne minimum počas spánku 65% nášho normálneho metabolizmu.
Inými slovami, ježek je pripravený zostať v „konzervovanom“stave na veľmi dlhú dobu. Všetko v jeho tele počas hibernácie sa deje veľmi pomaly.
Takýto stav u človeka by bol veľkým prielomom pri vykonávaní zložitých operácií. Nehovoriac o najlepšom cieli - vesmírny výlet na Mars.
Ako môže byť hibernácia pre človeka užitočná?
Medvede a nespočetné malé hlodavce sa tiež môžu hibernalovať a podmienky podobné hibernácii sa pozorujú u určitých druhov vtákov.
Ľudia nevedia ako - doteraz - ale radi by sa učili od odborníkov v tejto oblasti, ktorí môžu udržať telo v chode s minimálnou spotrebou energie.
Nová štúdia ukazuje, že prirodzene sa znižujúca telesná teplota môže mať veľký potenciál pri rehabilitácii ľudí, ktorí utrpeli zástavu srdca.
Čo o nás? Nový výskum naznačuje, že v skutočnosti nie je ďaleko, kedy dôjde k liečbe podobnej hibernácii zvierat.
3. Pečať slona žije pod (obrovským) množstvom vody
Napriek svojmu neobvyklému vzhľadu môžu tulene slonov padnúť 50-krát denne do hĺbky viac ako 2 000 metrov a pokojne zostať pod vodou po dobu dvoch hodín, aj keď zvyčajne potápajú „iba“asi pol hodiny.
Nedávno sme vo Wiedenskube písali o filipínskych potápačoch, ktorí sa môžu potápať aj dlhšie ako my, ostatní obyvatelia pevniny. Ale aj vyškolení a možno geneticky prispôsobení potápači môžu zadržať dych iba „päť minút“.
Nie je prekvapením, že odborníci nazývajú slony pečaťami najťažších hlbokomorských potápačov na svete. Vrátane veľrýb.
„Jedno z našich tuleních slonov zostalo 15 minút v hĺbke 2 000 metrov, po iba troch minútach sa objavilo na vzduchu. 90% svojho času trávia pod vodou. Tieto zvieratá nie sú „potápači“. Žijú iba pod vodou, “uzatvára Mike Fedak, emeritný profesor na University of St Andrews v Škótsku, ktorý s tuleniami slonov pracoval už mnoho rokov.
Tento záver je podporený skutočnosťou, že tuleňom sloniam nevadí ľahké spanie v hĺbke 400 metrov.
Funkciu srdca môžu ovládať tulene slonov
Počas experimentu, keď tulene slona plávali v uzavretej nádrži a okno, cez ktoré sa mohol dostať vzduch, sa čas od času zatvorilo, Mike Fedak sledoval, ako tulenie slona úmyselne zastavilo svoje srdce, len čo vedec natiahol ruku k poklopu.
Len nedávno sa preukázali presvedčivé dôkazy o tom, že potápačské cicavce sú dokonale vedome kontrolované svoje srdcové frekvencie.
Potápačské cicavce tiež kontrolujú svoj prietok krvi, aby posielali kyslík v krvi do orgánov, ktoré to najviac potrebujú. Napríklad do mozgu a srdca, zatiaľ čo zvyšok svalov musí byť spokojný s vlastnými zásobami kyslíka.
To znamená, že plomby slonov sú odborníkmi na riadenie vlastného toku krvi, a to je jasne viditeľné v tom, ako sa srdcová frekvencia náhle spomalí jednou vlnou ruky vedca.
Je veľmi zaujímavé, ako a kedy to tesnenia slonov robia v prírode. Vysvetľuje to ich schopnosť potápať sa tak dlho?
Hĺbková spolupráca na mori v prospech všetkých
Vedci z Mike Fedaku a oceánu, ktorí chcú porozumieť tomu, ako sa oceány správajú a ako ovplyvňujú zmenu podnebia, vstúpili do neobvyklého partnerstva.
Vďaka telom, ktoré merajú napríklad teplotu vody a slanosť a vysielajú signál GPS, tesnenia slonov pomáhajú oceánografom študovať hlboké vrstvy oceánu, zatiaľ čo Mike Fedak získava cenné informácie o správaní zvierat v hĺbke.
Viac informácií o tejto spolupráci, v ktorej tesnenia nahrádzajú celú loď vedcov, nájdete na webovej stránke MEOP: Morské cicavce skúmajúce oceánske póly až po póly.
4. Žirafov krvný tlak by ho mal zabiť
Mnohé črty sú spojené s veľkou vzdialenosťou od srdca k mozgu žirafy, čo si vyžaduje špeciálne úpravy.
Profesor Tobias Wang, profesor biológie na Aarhuskej univerzite, bol s Kristianom Aalkjærom mnoho rokov v popredí výskumu krku, nôh a srdca žirafy.
Srdce žirafy by malo vážiť dvadsať kilogramov, hovorí jeden vtip. Žirafa skutočne potrebuje pôsobivý tlak na to, aby do svojho mozgu vyslala krv tak dlhý krk - a cíti sa s ňou skvele.
Žirafa má tukové srdce
Hmotnosť srdca žirafy je však iba pol percenta z celkovej telesnej hmotnosti, rovnako ako naše.
Majú však extra silné steny srdcových komôr, ktoré poskytujú ďalší krvný tlak, o čom svedčia aj nové výsledky výskumu prezentované na konferencii.
5. Alpaka zostáva celý život polkub
V bruchu svojej matky ste to tiež použili - supertypový proteín nazývaný hemoglobín, ktorý viaže a transportuje kyslík v našej krvi.
U nenarodeného dieťaťa je hemoglobín rovnako červený ako u matky, ale pretože musí prenášať kyslík z obežného systému matky do vlastného systému dieťaťa, má väčšiu schopnosť viazať kyslík. Toto je charakteristické pre hemoglobín všetkých detí cicavcov až do ich narodenia.
Používa sa to alpaka. Život trávi vo vysokých horách, kde je vzduch riedky. Bežné zvieratá by museli dýchať oveľa rýchlejšie, aby získali dostatok kyslíka.
Na rozdiel od nás, zvyšok, alpaka jednoducho nevzdáva svojho detského hemoglobínu, pokiaľ ide o krv, zostáva dieťaťom na celý život.
Mnoho zvierat žije v nadmorskej výške
Existujú rôzne príklady inteligentných riešení pre bývanie vo vysokých horách. O alpských jacich sa hovorilo v prírode; myši, ovce a vtáky majú svoje vlastné spôsoby, ako prežiť v nadmorskej výške.
„Pomerne často zvieratá riešia aspoň časť problému„ vyladením “alebo malými úpravami hemoglobínu, ktorý prenáša kyslík v krvi,“hovorí Roy Weber, emeritný profesor na Katedre biologických vied na Aarhus University, autor recenzného článku o adaptácii zvierat na život vo vysokých horských podmienkach.
Dozvedeli sme sa niečo o niektorých pôsobivých pomôckach, ktoré majú bratranci a evoluční bratranci.
Vo svojom jadre sú všetci cicavce okolo nás rovnako ako my, takže jedného dňa sa možno budeme môcť naučiť a osvojiť si niektoré z ich mimoriadnych schopností. Veda sa ukáže.
Inge G. Revsbech