23:08 Анабиоз без сна | |
 Биологи смогли немного разобраться в уникальном способе голодания, который практикуют змеи. Они могут очень долго, до двух лет, не есть и при этом оставаться активными. По словам учёных, змеи научились очень сильно замедлять обмен веществ и селективно расщеплять собственные жиры Биологи начали понимать, как змеи могут обходиться без еды очень долгое время, до двух лет, и при этом оставаться активными. Хорошо изучен способ, при котором животные в голодные периоды впадают в спячку или оцепенение, понижая температуру тела и уменьшая тем самым количество расходуемых калорий. Но они могут экономить энергию и без понижения температуры тела. И оставаться при этом полностью подвижными, то есть практически не менять обычный образ жизни. Использование столь уникального механизма приводит к тому, что даже длительное голодание не вынуждает организм змей «поедать» самого себя, как это происходит с организмами других животных (в том числе и человека). Как змеи умудряются провернуть такой фокус, выяснили в Арканзасском университете (Файетвиль). Биолог Маршалл МакКью изучал гремучих змей, полозов и питонов. Он поместил их в террариумы такого размера, что они не могли менять уровень расхода энергии, так как поневоле оставались без движения. Более того, змей также лишили возможности понизить температуру тела, так как в лаборатории стабильно поддерживали температуру 27°C. Рептилий не кормили 168 дней. Измерив уровень потребления кислорода, МакКью обнаружил, что змеи каким-то способом смогли снизить его. Причём потребление оказалось даже на 28% ниже, чем при полном покое, чего автор работы, по его словам, не ожидал. Как змеям удается понижать уровень метаболизма без снижения температуры тела и оставаться при этом настолько активными, чтобы пытаться укусить своего тюремщика, пока непонятно. МакКью полагает, что у змей может уменьшаться плотность митохондрий (органоидов, занимающихся производством энергии в клетках) в наиболее активных тканях, таких, как ткани сердца и печени. В дополнение к этому змеи могут растягивать ресурсы собственного организма нетривиальным способом. Обычно животные, оставшись без пищи, используют энергию, получаемую при расщеплении липидов. При длительном голодании организм начинает расходовать свои собственные белки, что может продолжаться лишь в течение очень короткого периода и закачивается смертью. «Если количество жиров в организме ниже 10% от общей массы тела, то для большинства голодающих животных это означает смертный приговор», – говорит МакКью. Змеи же способны доводить содержание жиров до 5% от массы тела и только после этого переключаться на энергию распада белков. И даже в этом случае потребление собственных белков не наносит непоправимого ущерба змеиному здоровью, так как они умеют замечательно замедлять скорость обмена веществ. «Способность змей селективно расходовать жиры, достигая столь низкого уровня содержания и сохраняя тем самым собственные белки, возможно, поможет понять механизмы их выживания при длительном голодании, – говорит Энтони Стейермак из Университета Св. Томаса (Миннесота). – Но, вероятно, открытие столь низкой скорости обмена веществ более важно. По-видимому, представления о стандартной скорости обмена веществ у змей в состоянии покоя надо пересматривать». Научный сотрудник кафедры зоологии МГУ, кандидат биологически наук Алексей Соколов, пояснил что,результаты исследования прекрасно объясняют известные особенности поведения змей. Они весьма конкретны и дают ответы на поставленные «в лоб» вопросы. В естественной среде обитания некоторые виды змей из-за недостатка пищи голодают довольно долго. Часто животные, которыми они питаются, впадают в спячку, либо существуют в течение определенного сезона. Так, тасманская тигровая змея Notechis ater serventyi с острова Чаппель активно поедает птенцов тонкоклювого буревестника, а потом в течение года ждет появления следующего поколения пернатых. Также поступают питающиеся яйцами птиц змеи-яйцееды. В неволе пресмыкающиеся могут длительное время отказываться от еды, несмотря на ее доступность. Например, по наблюдениям Соколова, 2,5-метровая самка иероглифового питона (Python sebae) голодала в лаборатории полтора года, пока не привыкла. Соколов пояснил также, что змеи могут восстанавливаться даже после катастрофических последствий голодания – у питонов известны случаи регенерации клеток печени, разрушенных из-за длительного отсутствия пищи. Ученый также отметил, что для существования змеям, как и другим экзотермным животным, требуется относительно небольшое количество еды. Они получают тепло из окружающей среды (поэтому у них нет подкожного жирового слоя и других приспособлений, таких как шерсть, помогающих сохранять тепло эндотермным организмам), но это не значит, что они не способны его генерировать. Питоны, например, греют яйца, пока высиживают их. Результаты последнего исследования, могут помочь во многих областях биологии и медицины. Они помогут даже палеонтологам. Способность переживать длительные периоды голодания может оказаться решающим фактором, определяющим длительное существование видов. Если выяснится, что другие животные, существующие в течение многих миллионов лет, такие как черепахи, акулы и представители земноводных, также способны понижать уровень метаболизма без снижения активности, то это, возможно, поможет объяснить то, как эти животные смогли пережить несколько периодов массового вымирания живых организмов в истории Земли. Спячка состояние оцепенения, или «глубокого сна», характеризующееся существенным понижением температуры тела, энергозатрат и интенсивности всех физиологических процессов. Животных, способных поддерживать температуру тела за счет внутренней теплопродукции, называют эндотермными - в отличие от экзотермных (эктотермных), температура тела которых зависит от температуры окружающей среды. К эндотермным или теплокровным животным относятся млекопитающие и птицы. Впадающих в спячку теплокровных можно определить как гетеротермные эндотермы; гетеротермия означает периодическое изменение температуры, в данном случае - ее падение ниже уровня, соответствующего активному образу жизни. Экзотермных животных ранее называли холоднокровными. Спячка может быть сезонной. Наиболее известна зимняя спячка, или гибернация, длящаяся с осени по весну. Однако состояние организма на протяжении всего этого времени не остается неизменным. Эпизоды оцепенения с резким замедлением физиологических процессов и максимальным падением температуры тела чередуются с «отогреваниями», когда внутренняя теплопродукция усиливается, и короткими «передышками» с высокой температурой тела и нормальным энергетическим обменом (нормотермные периоды). У видов, впадающих в зимнюю спячку, температура тела обычно падает ниже 10° С. Минимальная температура 3° С зафиксирована у длиннохвостых сусликов, хотя у большинства особей этого вида она не опускается ниже 5° С. Интенсивность метаболизма (оцениваемая по потреблению O2 и выделению CO2 в единицу времени) в состоянии оцепенения снижается примерно до 5% от уровня основного обмена и может не достигать даже 1% уровня, свойственного активно ведущей себя особи. Впадающие в зимнюю спячку млекопитающие, как правило, невелики: их масса не превышает 10 кг, а в большинстве случаев составляет от 10 г до 1 кг. Эстивация - летняя спячка, связанная с сезонным дефицитом воды. Суточная спячка. Этот тип оцепенения широко распространен не только у млекопитающих, но и у птиц, и может происходить в любое время года. Замедление физиологических процессов при суточной спячке не столь значительно, как при сезонной. Температура тела обычно опускается примерно до 18° С, хотя у некоторых видов падает и ниже 10° С, а интенсивность метаболизма составляет около трети уровня основного обмена. Оцепенение такого рода длится всегда меньше суток. В среднем животные с суточной спячкой мельче тех, у кого она сезонная: масса большинства из них составляет от 5 до 50 г. Млекопитающие и птицы. Раньше считалось, что сезонная спячка и оцепенение свойственны лишь небольшому числу млекопитающих и птиц, обитающих в условиях холодного климата. Однако постоянно обнаруживаются все новые гетеротермные виды, причем встречаются они от Арктики до тропиков. Среди птиц в зимнюю спячку, сходную с наблюдаемой у млекопитающих, впадает американский белогорлый козодой (Phalaenoptilus nuttallii). Суточная спячка у птиц довольно обычна и у дневных видов происходит ночью; к таким видам относятся, например, голуби, козодои, колибри, стрижи, ласточки, нектарницы и манакины. У многих птиц по ночам наблюдается т.н. «ночная гипотермия», т.е. небольшое (более слабое, чем во время суточной спячки) замедление физиологических процессов и снижение температуры тела. Среди млекопитающих сезонная спячка известна у многих видов из всех трех подклассов. Она наблюдается у яйцекладущей (однопроходной) ехидны в Австралии и по крайней мере в двух семействах сумчатых - у австралийских поссумов-пигмеев (Burramyidae) и чилийского опоссума (Dromiciops australis, семейство Microbiotheriidae) в Южной Америке. В подклассе плацентарных сезонная спячка известна у представителей отрядов насекомоядных (ежи), рукокрылых (насекомоядные летучие мыши) и грызунов (сони, сурки, бурундуки, суслики). По-видимому, летняя спячка свойственна некоторым мадагаскарским приматам. То, что принято считать зимней спячкой у крупных хищных (медведей, барсуков), на самом деле представляет собой принципиально иное физиологическое состояние и называется зимним сном или зимней анорексией (потерей аппетита). Температура тела в этом случае снижается всего на несколько градусов. Суточная спячка широко распространена и среди небольших зверьков. Она известна в нескольких семействах сумчатых в Австралии (у хищных сумчатых, мелких поссумов) и Южной Америке (у мышевидных опоссумов). Из плацентарных в нее впадают насекомоядные (землеройки), летучие мыши, крыланы, приматы (мышиные лемуры), хищные (скунс, американский барсук), грызуны (белоногие хомячки, песчанки) и прыгунчиковые. Пресмыкающиеся и другие животные. Состояние сезонного оцепенения широко распространено среди экзотермных позвоночных (рыб, земноводных, пресмыкающихся) и беспозвоночных (например, насекомых и улиток). Однако у экзотермов это состояние отличается тем, что животное не способно активно отогреваться за счет внутренней теплопродукции и целиком зависит от внешних источников тепла. У многих пресмыкающихся и рыб в состоянии сезонного оцепенения (у холоднокровных животных спячкой его называть не принято) не только резко снижается интенсивность обмена веществ; когда возникают гипоксические условия, т.е. в организме уменьшается содержание кислорода, они переключаются на анаэробный метаболизм. У земноводных в состоянии оцепенения, по-видимому, продолжается газообмен, соответствующий крайне слабому аэробному обмену веществ. Беспозвоночным свойственны различные формы оцепенения со значительным снижением интенсивности обмена веществ. Зимнее оцепенение у насекомых индуцируется низкой температурой окружающей среды, а летнее является реакцией на дефицит воды и жару. С другой стороны, возникающая на определенной стадии их жизненного цикла диапауза, т.е. период физиологического покоя и временной остановки развития, обычно не связана со специфическими средовыми факторами, а запрограммирована чисто генетически. Если у Вас проблемы со скачиванием, линка не работает и по вопросам перезаливки на другие файлообменики обращайтесь на форум вот по этой ссылке... | |
|
| |
| Всего комментариев: 0 | |
