10 Dyrtilpasninger til fiendtlige miljøer

Mor Nature er en veldig stædig karakter. Hun forsøker alltid å erobre det harde miljøet de ondskapsfulle kreftene på planeten vår har klart å skape, og det er i så ekstreme forhold hvor naturligheten i den naturlige verden kan bli beundret mest. Naturen virker mer enn ofte mer intelligent enn noen vitenskapsmann, og oppdager middel til overlevelse som virker som en inspirasjon for menneskets ønske om å erobre tøffe miljøer. Her er ti utmerkede tilpasninger av dyr til ekstreme temperaturer og andre fiendtlige forhold:

10

Arktisk fisk

Fisk er poikilotermiske organismer, eller i enklere termer, kaldblodige dyr, noe som betyr at jo lavere temperaturen i omgivelsene er, desto vanskeligere er det for dem å opprettholde deres metabolske funksjoner. Videre, som temperaturer går lavere, kan iskrystaller dannes i organismens celler og dermed kan dyret lide irreversibel skade og til slutt døden. Imidlertid synes arktisk fisk å trives, mens den mangler luksusen til å generere sin egen kroppsvarme som sel og andre marine pattedyr som lever i det samme frysende vann. Måten de håndterer på, har i lang tid forvirret forskere.

Men de siste årene har et frostvæskeprotein blitt oppdaget i blodet som forhindrer iskrystaller som dannes. Hvordan dette proteinet virker, ble imidlertid oppdaget for tre år siden i en forskning utført av Volkswagen (ja bilproducenten). Proteinet forhindrer isdannelse på molekylene i nærheten, slik at cellene kan fortsette med deres livssyklus; Dette oppnås ved det faktum at vannmolekyler, som normalt utviser en danslignende bevegelse, blir bremset av proteinet, noe som hindrer dannelsen og knekken av bindinger som tillater isdannelsen. Et lignende protein har blitt funnet i flere arter av biller som lever i høye høyder eller i nær-arktiske regioner.

9

Frysing for å overleve

Arktisk fisk unngår frost, men andre dyr er designet for å fryse fast som et mål for å overleve den kalde årstiden. Paradoksalt da dette kan høres, fryser flere typer frosker og skilpadder nesten over vinteren - man kan faktisk slå et vindu ved å kaste en frosset men levende frosk mot den. De tømmer da mirakuløst tilbake til livet i løpet av våren. Denne fremragende måten å overleve vinteren forklares ved at urea og glukose (som kommer fra transformasjonen av leverglykogen som oppstår før frysing) begrenser mengden is og reduserer den osmotiske krympingen av celler, noe som ellers ville føre til døden . Med andre ord, gir sukker frosken til å overleve. Det er imidlertid en grense for deres motstand: selv om de ser ut til å være rolige faste når de er frosset, kan disse dyrene overleve hvis mer enn 65 prosent av vannet i kroppen deres fryser.

8

Kjemisk varme

Vi er fortsatt i riket av kaldblodige dyr. De fleste av oss har lært i science class at jo mindre et objekt er, desto vanskeligere er det for å opprettholde varmen. Videre vet vi at kaldblodige dyr er generelt ganske sløv og bare i stand til korte energibrytelser. Imidlertid er insekter, selv om de er poikilotermiske, svært aktive og de oppnår dette ved å generere kroppsvarme gjennom kjemiske og mekaniske midler, vanligvis fra rask og konstant muskulær bevegelse. Vi kan trekke en parallell mellom insekter og oppvarme en dieselmotor om vinteren før du starter den. De gjør dette ikke bare for å skape den energien som kreves for vedlikeholdt fly, men også for beskyttelse mot vinterens kulde, som bier samles rundt og rystes for å unngå frysing.

7

innkapsling

Protozoer, bakterier og sporer, samt noen nematoder, anvender encystment (som går inn i en tilstand av suspendert animasjon, adskilt av omverdenen med en solid cellevegg) for å utholde fiendtlige forhold i lange perioder. Veldig lange perioder. Faktisk er dette grunnen til at encystment er en av de aller beste prestasjonene i den naturlige verdenen: Forskere har klart å få tilbake bakterier og sporer millioner av år - de eldste som er ca 250 millioner år gamle (ja, eldre enn dinosaurer). Encystment kan vel vel være den eneste måten Jurassic Park kan bli virkelighet på. På den annen side, tenk hvis vitenskapsmenn bringer livet tilbake til et virus som menneskekroppen ikke har beskyttelse mot ...

6

Naturlige radiatorer

Å holde seg kult blir en utfordring i tropiske områder, spesielt når dyrene er større eller mer energiske. Naturlige radiatorer er en effektiv måte å senke kroppens temperatur på: elefantens og kaninens ører er fulle av blodkar, og hjelper dyret å kjøle kroppen i varmen. Kaniner som lever i arktiske områder har mindre ører, og det gjorde også ullmammene, for å beskytte seg mot kulde. Radiatorer ble også oppdaget i den forhistoriske verden, i dyr som Permens Dimetrodon, eller ifølge noen forskere, dinosaurer tilhørende Stegosaurus-familien, hvis plater ville vært svært vaskulariserte for å tillate varmeutveksling.

5

Megathermy

Å være for stor kan være en ulempe for skapninger som bor i tropiske områder, da de hele tiden trenger å senke kroppstemperaturen. I kaldt vann kan imidlertid store poikilotermiske vesener trives og være ganske energiske. Kravet på dette er størrelsen: Megathermy er evnen til å generere varme på grunn av ren kroppsmasse, et fenomen som oppstår i leatherback havskildpadten (den største skilpadden i verden) eller i store haier som den store hvite eller mako haien.Denne økningen i kroppstemperatur gjør det mulig for disse skapningene å være ganske energiske i kaldt vann - faktisk er leatherback havskildpadden den raskeste reptilen på jorden, i stand til hastigheter på opptil 20 km / t i korte utbrudd.

4

Endre blodegenskaper

For å kunne operere i ekstreme miljøer, har noen dyr utviklet forskjellige typer blodsammensetning: spermhvalen og den bar-headed gåsen i Asia. Begge disse artene har en uheldig evne til å lagre mye mer oksygen i blodceller enn andre dyr. De trenger dette av separate grunner, skjønt: spermhvalen trenger å holde pusten lenge på grunn av at den dunker til store dybder på jakt etter mat, mens stavhodene trenger å opprettholde en energisk flytur over Himalaya fjellkjeden, i disse høyder er luften ganske dårlig i oksygen.

3

Breathing Adaptations

I tropiske og ekvatorielle områder kan årstidens veksling føre til katastrofer for mange dyr. Regntiden kan bety hyppige oversvømmelser der mange landdyr mister sine liv, mens tørrsesongen betyr mangel på vann, noe som selvsagt er dårlig for alle. Blant dyrene som naturen har gått i store lengder for å sikre overlevelse, er fisken som puster luft. Mange av oss har hørt om lungfisken, Dipnoi, som lager en slimpose for å beskytte seg gjennom tørken, men noen arter av steinbit og ål puster ikke bare luft, men reiser også på land mellom bassenger. Disse fiskene klarer å ta oksygen fra luften ikke gjennom lunger eller gjerninger, men gjennom bruk av et spesialisert område av tarmene.

2

Bor i helvete

Siden deres oppdagelse har hydrotermiske vents ødelagt mange teorier forskere hadde om livet til havsjøen. Temperaturen på vannet rundt disse ventilasjonene overstiger kokpunktet, men det store trykket av disse dybde hindrer at noen bobler kommer til syne. Hydrogensulfid støter jevnt ut av ventilasjonene, et svært giftig stoff for de fleste livsformer. Imidlertid er disse hellish ventilene ofte omgitt av kolonier av ulike dyreliv, de fleste som åpenbart trives i en giftig, solløs verden. Disse skapningene har klart å takle mangel på sollys (som vi vet er en viktig del for det meste liv, da det utløser syntesen av vitamin D) og med de fremragende temperaturene. Da mange dyphavsventiler er dwellers ganske primitive fra et evolusjonært synspunkt, prøver forskerne nå å finne ut om disse ventilasjonene var de faktiske miljøene der livet først oppstod for omtrent 3,5 milliarder år siden.

1

Dristig kolonisering

Jeg må innrømme at den siste oppføringen i denne listen fortsatt mangler en skikkelig vitenskapelig forklaring: en papegøye opprinnelig til Nicaragua (Aratinga holochlora) reir i Masaya vulkankrater. Det vanskelig å forklare en del er at krateret alltid lar ut svovelholdige røyk som er ganske dødelige. Hvordan disse papegøyene klarer å neste i et miljø som vil drepe mennesker og andre dyr på få minutter, er fortsatt et mysterium for forskere, og dette viser at Mother Nature, i sin vilje til å erobre, ikke lar seg skremme for lett. Mens faunaen som bor i nærheten av dyphavsventilasjonene, hadde millioner av år med evolusjon for å tilpasse seg til å bo der, har de grønne papegøyene til Masaya vulkankrateret nylig vedtatt denne livsstilen, evolusjonerende taler. Ved å studere slike dristige arter kan man oppnå en bedre forståelse av hvordan dette vidunderet av universet, evolusjonen, fungerer, akkurat som Charles Darwin observert Galapagosfinkene i sin reise ombord på Beagle.