Dánský populární vědecký časopis Wiedenskab představuje pět druhů skutečných supervelmocí mezi savci. Například, žirafa může tolerovat enormní krevní tlak a těsnění slonů zadržují dech po mnoho hodin. Vědci říkají, jak zvířata v tom uspějí a zda je možné, aby si člověk vyvinul stejné supervelmoci.
Jak se vám líbí myšlenka instalace klimatizace do mozku nebo zadržení dechu na dvě hodiny? Někteří savci mají téměř nadpřirozené schopnosti.
My savci máme jednu společnou věc - porodíme živé děti. Poté se zaměříme na to, jak je vzdělávat a nakrmovat co nejlépe, především pomocí vlastního mléka.
Ale zatímco základní principy fyziologie všech savců jsou naprosto stejné, mnoho zvířat je schopno toho, co lidé nejsou schopni.
Neuvěřitelná přizpůsobivost divokých zvířat byla tématem konference, která se nedávno konala na Aarhus University. Na tom vědci sdíleli své znalosti toho, co jsou zvířata v laboratoři schopna, ale věnovali zvláštní pozornost tomu, jak se chovají ve svém přirozeném prostředí.
Přesně proto, že základní principy struktury našich těl jsou stejné, vědci doufají, že pokud pochopíte supervelmoci savců, pak jednoho dne mohou být tyto znalosti použity při vývoji technologií a léčiv pro léčbu lidí.
Například některá zvířata v procesu adaptace získala schopnost ochladit svůj mozek.
"Tomuto selektivnímu ochlazení mozku říkáme, a pokud má zvíře hlad a žízeň, můžete to říct podle teploty mozku," říká Andrea Fuller, profesor fyziologie na University of Witwatersrand v Jižní Africe.
Propagační video:
Andrea Fuller pracuje na přizpůsobení savců drsným klimatickým podmínkám pouště Kalahari v jižní Africe. Její písky pokrývají oblast rovnou polovině Dánska a prakticky zde není voda.
Ale pro mnoho zvířat to jsou jen obyčejné každodenní starosti. V tomto článku se podíváme na úžasné schopnosti pěti divokých zvířat, která se přizpůsobila jejich prostředí.
1. Aardvark ochlazuje mozek
Po mnoho let si lidé mysleli, že zvířata jako aardvark, známá také jako „pozemské prasátko“, přežívají v extrémně horkých a suchých podmínkách, hlavně proto, že aktivně chladí své mozky.
Takto funguje tzv. Selektivní chlazení mozku u mnoha velkých savců (primáti jsou spíše výjimkou):
- Chlazují krev, která již darovala kyslík, tj. Žilní krev.
- Speciální struktura v hlavě vám umožní vytvořit něco jako jezero chlazené krve.
- Horká krev, která byla právě okysličena v plicích, tj. Arteriální krev, putuje do oběhového systému přes toto jezero a ochlazuje před dosažením mozku.
"Naše znalosti se tak dlouho snižovaly k tomu, že zvířata žijící v poušti jako aardvark bojují tímto způsobem s přehřátím mozku," říká Andrea Fuller, která studuje mechanismy adaptace savců na život v poušti.
Pouštní zvířata si nemohou dovolit potit
Takto funguje tzv. Selektivní chlazení mozku u mnoha velkých savců (primáti jsou spíše výjimkou):
Chlazují krev, která již darovala kyslík, tj. Žilní krev.
Speciální struktura v hlavě vám umožní vytvořit něco jako jezero chlazené krve.
Horká krev, která byla právě okysličena v plicích, tj. Arteriální krev, putuje do oběhového systému přes toto jezero a ochlazuje před dosažením mozku.
"Naše znalosti se tak dlouho snižovaly k tomu, že zvířata žijící v poušti jako aardvark bojují tímto způsobem s přehřátím mozku," říká Andrea Fuller, která studuje mechanismy adaptace savců na život v poušti.
Pouštní zvířata si nemohou dovolit potit
"Nejcitlivější na teplo v těle jsou však střeva a bude se vařit před mozkem," říká Andrea Fuller.
Její výzkum ukazuje, že zvířata nejen upravují mozek, aby zachránili životy (což se nestane moc, pokud se jejich střeva vaří).
Ochlazují mozek, aby kontrolovaly pocení, které je regulováno mozkem. Aardvark jednoduše používá vnitřní kondicionování, aby udržel ztrátu vody pod potem pod kontrolou, což je nezbytné v prostředí, kde je málo vody k vodě.
To je velmi užitečná schopnost ochlazovat mozek při nedostatku vody, aby se zabránilo nepraktickému pocení.
Více o chlazení mozku aardvark v mozku a výzkumu velkých savců žijících při vysokých teplotách si můžete přečíst v článku z roku 2014 zveřejněném v časopise Physiology.
2. Ježek a další hibernace
V zimě ježek přechází do hlubokého hibernace mezi větvičkami a zkaženými listy, což snižuje spotřebu energie v těle pouze na 4% normálního metabolismu.
Pro srovnání, naše absolutní minimum během spánku je 65% našeho normálního metabolismu.
Jinými slovy, ježek je připraven zůstat opravdu v „konzervovaném“stavu. Všechno v jeho těle během hibernace se děje velmi pomalu.
Takový stav u člověka by byl velkým průlomem při provádění složitých operací. Nemluvě o nejúžasnějším cíli - vesmírném výletu na Mars.
Jak může být hibernace pro člověka užitečná?
Medvědi a nespočet malých hlodavců se mohou také hibernaci a u některých druhů ptáků jsou pozorovány hibernace.
Lidé zatím neví, jak - ale rádi by se učili od odborníků v této oblasti, kteří mohou udržet tělo v chodu s minimální spotřebou energie.
Nová studie ukazuje, že přirozeně se snižující tělesná teplota může mít velký potenciál při rehabilitaci lidí, kteří utrpěli srdeční zástavu.
Co o nás? Nový výzkum naznačuje, že ve skutečnosti není čas daleko, kdy se budou provádět ošetření podobné hibernaci zvířat.
3. Těsnění slona žije pod (obrovským) množstvím vody
Přes jejich neobvyklý vzhled, tulení slona se mohou potápět 50krát denně do hloubky více než 2 000 metrů a klidně zůstat pod vodou po dobu dvou hodin, i když obvykle potápějí „pouze“asi půl hodiny.
My ve Wiedenskubu jsme nedávno psali o filipínských potápěčích, kteří se také mohou potápět déle než my, ostatní obyvatelé země. Ale i vyškolení a možná geneticky přizpůsobení potápěči mohou zadržet dech „pouze“pět minut.
Není divu, že odborníci nazývají slony těsněním nejtěžšími hlubinnými potápěči na světě. Včetně velryb.
"Jedna z našich pečetí slonů zůstala 15 minut v hloubce 2 000 metrů, po pouhých třech minutách se vynořila vzduchem." 90% svého času tráví pod vodou. Tato zvířata nejsou „potápěči“. Žijí prostě pod vodou, “uzavírá Mike Fedak, emeritní profesor na St Andrews University ve Skotsku, který s tuleními slonů pracoval mnoho let.
Tento závěr je podporován skutečností, že tulení slonů nevadí, když si lehce zdřímne v hloubce 400 metrů.
Slepice slona mohou ovládat funkci srdce
Během experimentu, kdy těsnění slona plavala v uzavřené nádrži, a okno, kterým se mohl dostat vzduch, bylo čas od času uzavřeno, Mike Fedak sledoval, jak těsnění slona úmyslně zastavilo své srdce, jakmile vědec natáhl ruku k poklopu.
Teprve nedávno existovaly přesvědčivé důkazy o tom, že potápěcí savci dokonale vědomě kontrolují svou srdeční frekvenci.
Potápěčští savci také řídí svůj krevní tok a posílají kyslík v krvi do orgánů, které to nejvíce potřebují. Například do mozku a srdce, zatímco zbytek svalů musí být spokojený s vlastními zásobami kyslíku.
To znamená, že těsnění slonů jsou experti na řízení vlastního krevního toku, a to je jasně vidět ve způsobu, jakým se srdeční frekvence náhle zpomaluje jednou vlnou vědecké ruky.
Je velmi zajímavé, jak a kdy to sloní tuleni dělají v přírodě. Vysvětluje to jejich schopnost potápět se tak dlouho?
Hluboká spolupráce na moři ve prospěch všech
Mike Fedak a vědci v oceánu, kteří chtějí pochopit, jak se oceány chovají a jak ovlivňují změnu klimatu, vstoupili do neobvyklého partnerství.
Těsnění slonů, která jsou vybavena senzory, které měří například teplotu vody a slanost, a vysílají signál GPS, pomáhají oceánografům studovat hluboké vrstvy oceánu, zatímco Mike Fedak získává cenný vhled do chování zvířat v hloubce.
Další informace o této spolupráci, ve které těsnění nahrazují celou loď vědců, naleznete na webových stránkách MEOP: Marine Mammals Exploring the Oceans Pole to Pole.
4. Krevní tlak žirafy by ho měl zabít
Mnoho funkcí je spojeno s velkou vzdáleností od srdce k mozku žirafy, což vyžaduje zvláštní úpravy.
Profesor Tobias Wang z Aarhuské univerzity byl po mnoho let v popředí výzkumu krku, nohou a srdce žirafy s Kristianem Aalkjærem.
Srdce žirafy by mělo vážit dvacet kilogramů, říká jeden vtip. Žirafa skutečně potřebuje působivý tlak, aby krev vyslala do krku ten dlouhý krk do mozku - a je s ním skvěle.
Žirafa má tlusté srdce
Hmotnost žirafího srdce je však jen půl procenta celkové tělesné hmotnosti, stejně jako naše.
Mají však extra silné stěny srdečních komor, které poskytují další krevní tlak, o čemž svědčí nové výsledky výzkumu prezentované na konferenci.
5. Alpaka zůstává po celý život půlkubem
V břiše své matky jste to také použili - supertyp bílkoviny zvané hemoglobin, který váže a transportuje kyslík v naší krvi.
U nenarozeného dítěte je hemoglobin stejně červený jako u matky, ale protože musí přemísťovat kyslík z oběhového systému matky do vlastního systému dítěte, má větší schopnost vázat kyslík. To je charakteristické pro hemoglobin všech dětí savců, dokud se nenarodí.
Používá se alpaka. Svůj život tráví ve vysokých horách, kde je vzduch řídký. Běžná zvířata by musela dýchat mnohem rychleji, aby získala dostatek kyslíku.
Na rozdíl od nás, zbytek, alpaka jednoduše nevzdává svého dětského hemoglobinu, pokud jde o krev, zůstává dětem na celý život.
Mnoho zvířat žije v nadmořské výšce
Existují různé příklady inteligentních řešení bydlení ve vysokých horách. O alpských jacich se hovořilo v přírodě; myši, ovce a ptáci mají své vlastní způsoby, jak přežít v nadmořské výšce.
„Poměrně často zvířata řeší alespoň část problému„ vyladěním “nebo drobnými úpravami hemoglobinu, který přenáší kyslík v krvi,“říká Roy Weber, emeritní profesor Katedry biologických věd na Aarhus University, autor recenzního článku o adaptaci zvířat na život ve vysokých horských podmínkách.
Takže jsme se dozvěděli něco o některých působivých gadgetech, které mají naše sestřenice a evoluční sestřenice.
Ve svém jádru jsou všichni savci kolem nás stejně jako my, takže se možná jednoho dne budeme moci naučit a osvojit si některé z jejich mimořádných schopností. Věda se ukáže.
Inge G. Revsbech