Danska poljudnoznanstvena revija Wiedenskab predstavlja pet vrst resničnih velesil med sesalci. Na primer, žirafa lahko prenaša ogromen krvni pritisk, tulji slonov pa zadržijo dih več ur. Znanstveniki pripovedujejo, kako živali uspejo v tem in ali je mogoče, da človek kdaj razvije iste velesile.
Kako vam je všeč ideja o namestitvi klimatske naprave v možgane ali zadrževanju diha dve uri? Nekateri sesalci imajo skoraj nadnaravne moči.
Mi sesalci imamo eno skupno stvar - rodimo žive dojenčke. Po tem se osredotočimo na to, kako jih čim bolje vzgajati in hraniti, predvsem s pomočjo lastnega mleka.
Toda čeprav so osnovna načela fiziologije vseh sesalcev popolnoma enaka, je veliko živali sposobnih tega, česar ljudje niso sposobni.
Neverjetna prilagodljivost divjih živali je bila tema konference, ki je bila pred kratkim na Univerzi Aarhus. Na njej so raziskovalci delili svoje znanje o tem, česa so živali sposobne v laboratoriju, vendar so posebno pozornost namenili temu, kako se obnašajo v svojem naravnem okolju.
Prav zato, ker so osnovna načela strukture naših teles enaka, znanstveniki upajo, da če razumete velesile sesalcev, potem lahko nekega dne to znanje uporabimo pri razvoju tehnologij in zdravil za zdravljenje ljudi.
Na primer, nekatere živali so v procesu prilagajanja pridobile sposobnost hlajenja svojih možganov.
"Temu rečemo selektivno hlajenje možganov, in če je žival lačna in žejna, lahko to ugotovite po možganski temperaturi," pravi Andrea Fuller, profesorica fiziologije na univerzi Witwatersrand v Južni Afriki.
Promocijski video:
Andrea Fuller deluje na prilagajanju sesalcev težkim podnebnim razmeram puščave Kalahari na jugu Afrike. Njeni peski pokrivajo območje, ki je enako polovici Danske, vode pa tam praktično ni.
Toda za mnoge živali so to le običajne vsakdanje skrbi. V tem članku si bomo ogledali neverjetne sposobnosti petih divjih živali, ki so se prilagodile njihovemu habitatu.
1. Aardvark hladi svoje možgane
Dolga leta so ljudje menili, da živali, kot je aardvark, znana tudi kot "zemeljski prašič", preživijo v izredno vročih in suhih razmerah, predvsem zato, ker aktivno hladijo možgane.
Tako deluje tako imenovano selektivno hlajenje možganov pri mnogih velikih sesalcih (primati so izjema):
- Hladijo kri, ki je že darovala kisik, to je vensko kri.
- Posebna struktura v glavi vam omogoča, da ustvarite nekaj podobnega jezeru ohlajene krvi.
- Vroča kri, ki je bila ravnokar oksigenirana v pljučih, torej arterijska kri, potuje v obtočni sistem skozi to jezero in se ohladi, preden doseže možgane.
"Tako se je naše znanje dolgo časa segalo v dejstvo, da se živali, ki živijo v puščavi, kot je aardvark, na ta način borijo s pregrevanjem možganov," pravi Andrea Fuller, ki preučuje mehanizme prilagajanja sesalcev na življenje v puščavi.
Pustne živali si ne morejo privoščiti znojenja
Tako deluje tako imenovano selektivno hlajenje možganov pri mnogih velikih sesalcih (primati so izjema):
Hladijo kri, ki je že darovala kisik, to je vensko kri.
Posebna struktura v glavi vam omogoča, da ustvarite nekaj podobnega jezeru ohlajene krvi.
Vroča kri, ki je bila ravnokar oksigenirana v pljučih, torej arterijska kri, potuje v obtočni sistem skozi to jezero in se ohladi, preden doseže možgane.
"Tako se je naše znanje dolgo časa segalo v dejstvo, da se živali, ki živijo v puščavi, kot je aardvark, na ta način borijo s pregrevanjem možganov," pravi Andrea Fuller, ki preučuje mehanizme prilagajanja sesalcev na življenje v puščavi.
Pustne živali si ne morejo privoščiti znojenja
"Toda najbolj toplotno občutljiv sistem v telesu je črevesje in kuhalo se bo pred možgani," pravi Andrea Fuller.
Njene raziskave kažejo, da živali ne samo kondicirajo svoje možgane, da bi rešili življenje (kar ne bo stalo veliko, če jim bo črevesje vrelo).
Hladijo možgane, da nadzorujejo potenje, kar uravnavajo možgani. Aardvark preprosto uporablja notranje kondicioniranje, da izgubo vode v znoju nadzira, kar je nujno v okolju, kjer je vode malo.
To je zelo uporabna sposobnost hlajenja možganov v pomanjkanju vode, da se prepreči nepraktičen signal znojenja.
Več o ohlajanju možganov na aardvarki in raziskavah velikih sesalcev, ki živijo pod visokimi temperaturami, si lahko preberete v brezplačnem članku iz leta 2014, objavljenem v reviji Physiology.
2. Jež in drugi prezimujejo
V zimskem času jež zaide v globoko hibernacijo med vejicami in vejnimi listi, kar telesno porabo energije zmanjša na le 4% običajnega metabolizma.
Za primerjavo je naš absolutni minimum med spanjem 65% našega normalnega metabolizma.
Z drugimi besedami, jež je v resnici pripravljen ostati v "konzerviranem" stanju resnično dolgo. Vse v njegovem telesu med prezimovanjem se dogaja zelo počasi.
Takšno stanje v človeku bi bilo velik preboj pri izvajanju zapletenih operacij. Da ne omenjam najslajšega cilja - vesoljskega potovanja na Mars.
Kako je lahko mirovanje koristno za človeka?
Medvedi in nešteto majhnih glodavcev lahko tudi prezimijo, pri nekaterih vrstah ptic opazimo stanje hibernacije.
Ljudje ne vedo, kako - še -, vendar bi se radi naučili od strokovnjakov na tem področju, kdo lahko vodi telo z minimalno porabo energije.
Nova študija kaže, da ima lahko naravno znižanje telesne temperature velik potencial pri rehabilitaciji ljudi, ki so utrpeli srčni zastoj.
Kaj pa mi? Nove raziskave kažejo, da pravzaprav ni daleč čas, ko bodo potekala zdravljenja, podobna mirovanju živali.
3. Slon tjulec živi pod (ogromnim) vodnim telesom
Kljub nenavadnemu videzu se slonski tjulnji lahko potapljajo 50-krat na dan do globine več kot 2000 metrov in mirno ostanejo pod vodo dve uri, čeprav se ponavadi potapljajo "le" približno pol ure.
Nedavno smo v Wiedenskubu pisali o filipinskih potapljačih, ki se lahko potapljajo tudi dlje kot mi, ostali prebivalci kopnega. Toda tudi usposobljeni in morda gensko prilagojeni potapljači lahko zadržijo dih "le" pet minut.
Presenetljivo je, da strokovnjaki kličejo slonove tjulnje na najstrožjih globokomorskih potapljačih na svetu. Vključno s kiti.
"Eden izmed naših slonovskih tjulnjev je ostal 15 minut na globini 2000 metrov, po le treh minutah, ko je prišel zrak. 90% svojega časa preživijo pod vodo. Te živali niso "potapljači", ampak živijo pod vodo, "zaključi Mike Fedak, profesor emeritus na univerzi St Andrews na Škotskem, ki že vrsto let sodeluje s slonovimi tjulnji.
To ugotovitev podpira dejstvo, da si sloni tjulnjev ne motijo, da bi se globoko naspali na globini 400 metrov.
Slončki tjulnji lahko nadzorujejo delovanje srca
Med poskusom, ko so sloni tjulnji plavali v zaprtem rezervoarju, okno, skozi katerega je bilo mogoče dostopati do zraka, pa je bilo občasno zaprto, Mike Fedak je opazoval, kako je slon plomba namerno praktično ustavila njegovo srce, takoj ko je znanstvenik segel z roko do lopute.
Šele pred kratkim je bilo prepričljivih dokazov, da potapljaški sesalci popolnoma zavestno nadzorujejo svoje srčne utripe.
Tudi potapljaški sesalci nadzorujejo svoj pretok krvi, da pošljejo kisik v krvi organom, ki ga najbolj potrebujejo. Na primer v možgane in srce, preostale mišice pa morajo biti zadovoljne z lastnimi zalogami kisika.
Se pravi, da so slonski tjulnji strokovnjaki za upravljanje lastnega pretoka krvi, in to se jasno vidi v načinu, kako se srčni utrip nenadoma upočasni z enim valom roke znanstvenika.
Zelo zanimivo je, kako in kdaj slonski tjulnji to počnejo v naravi. Ali to pojasnjuje njihovo sposobnost potapljanja tako dolgo?
Globoko morsko sodelovanje v dobro vseh
Mike Fedak in oceanski znanstveniki, ki želijo razumeti, kako se oceani obnašajo in kako vplivajo na podnebne spremembe, so sklenili nenavadno partnerstvo.
Opremljeni s senzorji, ki merijo na primer temperaturo vode in slanost ter pošiljajo GPS signal, slonovski tjulnji pomagajo oceanografom pri preučevanju globokih plasti oceana, Mike Fedak pa pridobiva dragocen vpogled v vedenje živali v globini.
Več o tem sodelovanju, v katerem tjulnji nadomeščajo celotno ladjo znanstvenikov, glejte spletno mesto MEOP: Marine Mamalals Exploring the Oceans Pole to Pole.
4. Krvni tlak žirafe bi ga moral ubiti
Veliko funkcij je povezanih z veliko razdaljo od srca do možganov žirafe, kar zahteva posebne prilagoditve.
Profesor biologije na univerzi v Aarhusu Tobias Wang je bil s Kristianom Aalkjærjem že vrsto let v ospredju raziskav o vratu, nogah in srcu žirafe.
Srce žirafe naj bi tehtalo dvajset kilogramov, pravi ena šala. Dejansko žirafa potrebuje impresiven pritisk, da v možgane odda kri po dolgem vratu - in z njo se počuti odlično.
Žirafa ima debelo srce
Toda teža žirafinega srca je le pol odstotka celotne telesne teže, tako kot pri nas.
Ima pa izjemno debele stene srčnih komor, ki zagotavljajo dodaten krvni tlak, kar dokazujejo novi rezultati raziskav, predstavljeni na konferenci.
5. Alpaka ostane pol mladiča vse življenje
V materinem trebuhu ste uporabili tudi to - super vrsto beljakovin, imenovane hemoglobin, ki veže in prenaša kisik v naši krvi.
Pri nerojenem otroku je hemoglobin tako rdeč kot materin, a ker mora kisik premeščati iz materinega krvožilnega sistema v otrokov lastni sistem, ima večjo sposobnost vezave kisika. To je značilno za hemoglobin vseh dojenčkov do sesanja.
To uporablja alpaka. Svoje življenje preživi v visokogorju, kjer je zrak tanek. Tamkajšnje navadne živali bi morale dihati veliko hitreje, da bi dobile dovolj kisika.
Za razliko od nas, preostalih, alpaka preprosto ne opusti svojega otroškega hemoglobina, kar se tiče krvi, ostane otrok za vse življenje.
Veliko živali živi na nadmorski višini
Obstajajo različni primeri pametnih rešitev za življenje v visokogorju. V naravi so govorili o alpskih jaških; miši, ovce in ptice imajo vsak svoj način preživetja na višini.
"Zelo pogosto živali rešijo vsaj del težave s" prepletanjem "ali z majhnimi prilagoditvami hemoglobina, ki prenaša kisik v krvi," pravi Roy Weber, profesor emeritus na Oddelku za biološke znanosti na Aarhus University, avtorju recenzijskega članka o prilagoditvi živali na življenje v visokogorskih razmerah.
Tako smo izvedeli nekaj o impresivnih pripomočkih, ki jih imajo naši bratranci in evolucijski bratranci.
V svojem jedru so vsi sesalci okrog nas takšni kot mi, zato se bomo morda nekoč naučili in usvojili nekatere njihove izjemne sposobnosti. Znanost bo pokazala.
Inge G. Revsbech