10 Přizpůsobení zvířat nepřátelským prostředím

Matka příroda je velmi tvrdohlavý charakter. Vždy se pokouší dobýt jakékoliv drsné prostředí, které se neúnavné síly naší planety podařilo vytvořit, a to je v takových extrémních podmínkách, kde lze nejlépe obdivovat vynalézavost přírodního světa. Více než často se zdá, že příroda je inteligentnější než jakýkoli vědec, vynalezl prostředky přežití, které působí jako inspirace pro touhu člověka dobýt drsné prostředí. Zde je deset vynikajících úprav zvířat extrémním teplotám a dalším nepřátelským podmínkám:

10

Arktická ryba

Ryby jsou poikilotomické organismy, nebo jednodušeji chladnokrevná zvířata, což znamená, že čím nižší je teplota jejich okolí, tím těžší je, aby si udrželi své metabolické funkce. Dále, když teploty klesají, mohou se v buňkách organismu vytvořit ledové krystaly, a tak zvíře může trpět nevratným poškozením a nakonec smrtí. Avšak arktické ryby - přestože jim chybí luxus vytváření vlastního tepla těla jako tuleňů a jiných mořských savců, kteří žijí ve stejných mrazivých vodách - se zdají prospívat; způsob, jakým to zvládne, už dlouhou dobu věděli vědcům.

V posledních letech byl však v krvi zjištěn nemrznoucí protein, který zabraňuje tvorbě ledových krystalů. Jak tento protein funguje, nicméně byl objeven před třemi lety ve výzkumu prováděném společností Volkswagen (ano, výrobce automobilů). Protein zabraňuje tvorbě ledu na molekulách v jeho blízkosti, čímž umožňuje bunkám pokračovat v jejich životním cyklu; to je dosaženo skutečností, že molekuly vody, které normálně vykazují taneční pohyb, jsou zpomalovány proteinem, což brání vytváření a lámání vazeb, které umožňují vznik ledu. Podobný protein byl nalezen u několika druhů brouků, kteří žijí ve vysokých nadmořských výškách nebo v blízkém arktickém regionu.

9

Zmrazení přežít

Arktická ryba se vyhýbá mrznutí, ale ostatní zvířata byla navržena k zmrazení tuhých látek jako míry přežití v chladné sezóně. Paradoxně, jak to může znít, několik druhů žáb a želv, které v zimě prakticky zmrazí, by mohlo skutečně zlomit okno tím, že proti němu hodil zamrzlou, ale živou žábu. Oni pak zázračně rozmrazit zpátky k životu během jara. Tento výjimečný způsob zachování zimy je vysvětlen skutečností, že močovina a glukóza (která pochází z transformace jaterního glykogenu, ke kterému dochází před zmrazením) omezuje množství ledu a snižuje osmotické smrštění buněk, což by jinak vedlo k jejich smrti . Jinými slovy, cukr dovolí žábu přežít. Existuje ovšem jejich rezistence: i když se při zmrazení objeví jako horninová pevná, přežití těchto zvířat může být ohroženo, pokud zmrzne více než 65% vody v těle.

8

Chemické teplo

Jsme stále v oblasti chladnokrevných zvířat. Většina z nás se ve vědecké třídě dozvěděla, že čím menší objekt je, tím těžší je, aby udržoval teplo. Navíc víme, že chladnokřídlé zvířata jsou obecně docela letargická a jsou schopné jen krátkých výbuchů energie. Hmyz, i když je poikilotomický, je velmi aktivní a dosáhl toho tím, že vytváří tělesné teplo chemickými a mechanickými prostředky, obvykle z rychlého a stálého svalového pohybu. Můžeme v zimě vytvořit paralelu mezi hmyzem a topením naftového motoru, než začneme. Dělají to nejen pro vytvoření energie potřebné pro udržení letu, ale také pro ochranu před chladem zimy, jak se včely shromažďují a třepou, aby se zabránilo zmrznutí.

7

Encystment

Protozoa, bakterie a spory, stejně jako některé nematody, využívají encystment (který vstupuje do stavu suspendované animace, oddělený vnějším světem pevnou buněčnou stěnou), aby odolal nepřátelským podmínkám po dlouhou dobu. Velmi dlouhá doba. Ve skutečnosti je to proto, že encystment je jedním z nejvýraznějších úspěchů přírodního světa: vědci se podařilo vrátit zpět do života bakterie a spory staré milióny let - nejstarší z nich je přibližně 250 milionů let (ano, starší než dinosaury). Encystment by mohl být opravdu jediný způsob, jakým se Jurassic Park může stát realitou. Na druhou stranu si představte, jestli vědci přivedou k životu virus, který lidské tělo nemá proti ...

6

Přírodní radiátory

Udržování pohody se stává výzvou v tropických oblastech, zvláště když jsou zvířata větší nebo energičtější. Přírodní radiátory jsou účinným způsobem, jak snížit teplotu těla: například uši slona a králíka jsou plné krevních cév a pomáhají zvíře ochlazovat tělo v teple. Králíci žijící v arktických oblastech mají menší uši, stejně jako vlkodavci, aby se ochránili před chladem. Radiátory se vyskytovaly také v prehistorickém světě u zvířat, jako je Dimetrodon Permian nebo podle některých vědců dinosaury patřící do rodiny Stegosaurusů, jejichž destičky by byly vysoce vaskularizované, aby umožňovaly výměnu tepla.

5

Megathermy

Být příliš velký může být nevýhodou pro živočichy žijící v tropických oblastech, protože neustále potřebují snižovat teplotu těla. Ve studených vodách však mohou velké pikilotomické stvoření vzkvétat a být naprosto energické. Požadavek na to je velikost: megathermy je schopnost vytvářet teplo kvůli naprosté tělesné hmotnosti, fenoménu, který se vyskytuje u kožené mořské želvy (největší korytnačka na světě) nebo u velkých žraloků, jako je velký bílý nebo mako žralok.Toto zvýšení tělesné teploty dovoluje těmto bytostem být v chladných vodách docela energický - kožená mořská želva je nejrychlejší plaz na Zemi, schopná rychlostí až 20 mph v krátkých výbuchů.

4

Změna krevních vlastností

Kvůli působení v extrémních podmínkách se u některých zvířat vyvinuly různé typy krevních kompozic: sperma velryba a hlava Asia bar. Oba tyto druhy mají zvláštní schopnost ukládat mnohem více kyslíku do svých krevních buněk než ostatní zvířata. Potřebují to ze zvláštních důvodů: velrybí spermie musí dlouhou dobu držet dech díky tomu, že ponoří do velkých hloubek při hledání potravy, zatímco jehličnatí jehlice musí udržovat energický let nad himálajským horské pásmo, v těchto nadmořských výškách je vzduch s nedostatkem kyslíku.

3

Dýchací adaptace

V tropických a ekvatoriálních oblastech může střídání ročních období způsobit katastrofu mnoha zvířatům. Deštivá sezóna může znamenat časté záplavy, při nichž mnoho pozemských živočichů ztrácí svůj život, zatímco suchá sezóna znamená nedostatek vody, což je přirozeně špatné pro všechny. Mezi živočichy, pro něž příroda šla do značné míry, aby zajistila jejich přežití, jsou ryby, které dýchají vzduch. Mnozí z nás slyšeli o džbánu, Dipnoi, který vytváří slizový vak, aby se ochránil přes sucho, ale některé druhy sumců a úhořů nejen dýchají vzduch, ale také cestují po zemi mezi bazény. Tyto ryby dokáží převzít kyslík ze vzduchu, nikoli plic nebo žábra, ale pomocí specializované oblasti jejich střev.

2

Život v pekle

Od svého objevu hydrotermální větrací otvory sundaly řadu teorií, které vědci měli ohledně hlubinného života. Teplota vody, která obklopuje tyto větrací otvory, přesahuje bod varu, ale naprostý tlak těchto hloubek zabraňuje vzniku bublin. Síra sirovodíku neustále proudí z větracích otvorů, což je vysoce toxická látka pro většinu forem života. Tyto pekelné průduchy jsou však často obklopeny koloniemi různých druhů volně žijících živočichů, z nichž většina se zjevně prospívá v toxickém, slunečním světě. Tyto bytosti se podařilo vypořádat se s nedostatkem slunečního světla (které víme, že je životně důležité pro většinu života, protože spouští syntézu vitamínu D) a s vynikajícími teplotami. Jelikož mnozí obyvatelé hlubokých mořských průduchů jsou z evolučního hlediska poměrně primitivní, vědci se nyní pokoušejí zjistit, zda tyto průduchy byly skutečné prostředí, kde se život poprvé objevil zhruba před 3,5 miliardami let.

1

Odvážná kolonizace

Musím připustit, že poslední položka v tomto seznamu stále chybí správné vědecké vysvětlení: v kráteru Masaya se nachází hnízdo druhů papoušků pocházejících z Nikaraguy (Aratinga holochlora). Část obtížně vysvětlitelná je, že kráter neustále vypouští síru, která je zcela smrtící. Jak se tito papoušci podaří hníznat v prostředí, které by během několika minut zabíjely lidi a jiná zvířata, je pro vědce stále tajemstvím, a to dokazuje, že Matka příroda v jejím odhodlání dobýt se nedá příliš snadno zastrašit. Zatímco fauna, která žije poblíž hlubokých mořských otvorů, měla miliony let evoluce, aby se přizpůsobila životu, zelení papoušci kráteru sopky Masaya přijali tento životní styl až v poslední době, evolučně mluvící. Studiem takových odvážných druhů člověk dokáže lépe porozumět tomu, jak tento zázrak vesmíru, evoluce funguje, stejně jako Charles Darwin pozoroval ploutve Galapága ve své cestě na palubě Beagle.