چرا سمورها در آب های سرد گرم می مانند؟

زندگی در سرما برای حیوانات دشوار است. با سرد شدن بدن، اندام ها از جمله مغز و ماهیچه ها کند می شوند. دمای بدن حیواناتی مانند خزندگان و دوزیستان بیشتر به دمای محیط بستگی دارد، اما پستانداران می توانند متابولیسم خود را افزایش دهند و انرژی بیشتری برای گرم کردن بدن خود مصرف کنند. این به آنها اجازه می دهد در مناطق سردتر زندگی کنند و در شب یا در ماه های زمستان که دما کاهش می یابد فعال بمانند.

اگرچه دانشمندان می دانند که پستانداران می توانند متابولیسم خود را در سرما افزایش دهند، اما مشخص نیست که کدام اندام ها یا بافت ها از این انرژی اضافی برای تولید گرمای بیشتر استفاده می کنند. گرم ماندن یک چالش خاص برای پستانداران آبزی کوچک مانند سمورهای دریایی است. بنابراین محققان می خواستند بدانند چگونه آنها برای زنده ماندن در سرما سازگار شدند. برای یک مطالعه جدید، چندین متخصص در زمینه متابولیسم انسان و پستانداران دریایی همکاری کردند. هایدی پیرسون از دانشگاه جنوب شرقی آلاسکا و مایک موری از آکواریوم خلیج مونتاوری در این گروه حضور داشتند.

درک میزان مصرف انرژی حیواناتی که با زندگی در شرایط سرد سازگار شده اند نیز ممکن است شواهدی برای دستکاری متابولیسم انسان ارائه دهد.

متابولیسم سمورها

گرم کردن سخت است، به خصوص برای پستاندارانی که در آب زندگی می کنند، زیرا آب خیلی سریعتر از هوا گرما را از بدن خارج می کند. بیشتر پستانداران دریایی دارای جثه بزرگ و لایه ضخیم چربی هستند که به عنوان عایق عمل می کند.

مقاله مرتبط:

سمورهای دریایی کوچکترین پستانداران دریایی هستند و این لایه ضخیم چربی را ندارند. در عوض، آنها از خز جدا می شوند که بیشترین تراکم را در بین پستانداران دارد (یک میلیون مو در هر 5.6 سانتی متر مربع). با این حال، کت نیاز به نگهداری بالایی دارد و باید به طور منظم تمیز شود. حدود 10 درصد از فعالیت های روزانه سمورها صرف محافظت از لایه عایق هوا در خز آنها می شود.

  درست است که سقف پانورامای پژو 207 با فریاد شکست؟

خز ضخیم به تنهایی برای گرم نگه داشتن سمور کافی نیست. برای تولید گرمای کافی بدن، متابولیسم آنها در حال استراحت تقریباً سه برابر بیشتر از پستانداران با جثه مشابه است. با این حال، این متابولیسم بالا گران است.

سمورهای دریایی باید روزانه بیش از 20 درصد وزن بدن خود را بخورند تا انرژی کافی برای تامین نیازهای بالای خود داشته باشند. در مقابل، افراد حدود دو درصد از وزن بدن خود را می خورند. (حدود 1/3 کیلوگرم غذا در روز برای هر نفر تقریباً 70 کیلوگرم است.)

سمور دریایی خرچنگ می خورد

سمورهای دریایی در خلیج مونتری، کالیفرنیا، خرچنگ قاصدک می خورند

گرما از کجا می آید؟

هنگامی که حیوانات غذا می خورند، سلول های بدن نمی توانند از انرژی موجود در غذا به طور مستقیم برای انجام وظایف خود استفاده کنند. در عوض، غذا به مواد مغذی ساده مانند چربی ها و قندها تجزیه می شود. سپس این مواد مغذی توسط خون منتقل شده و توسط سلول های بدن جذب می شوند.

در داخل سلول ها جزئی به نام میتوکندری وجود دارد که در آن مواد مغذی به ATP تبدیل می شوند، مولکولی با انرژی بالا که به عنوان منبع انرژی استفاده می شود.

فرآیند تبدیل مواد مغذی به ATP شبیه فرآیند تبدیل سد آب ذخیره شده به برق است. هنگامی که آب از سد عبور می کند، با چرخاندن پره های متصل به ژنراتور، برق تولید می کند. اگر سد نشت کند، مقداری آب (یا انرژی انباشته شده) از بین می رود و نمی توان از آن برای تولید برق استفاده کرد. به طور مشابه، میتوکندری های نفوذپذیر در تولید ATP از مواد مغذی کارایی کمتری دارند. اگرچه انرژی آزاد شده در میتوکندری نمی تواند برای انجام کار استفاده شود، اما گرمایی تولید می کند که بدن عثمانی را گرم می کند.

  تصاویری از قاب گلکسی اس 21 FE منتشر شد

تمام بافت‌های بدن انرژی مصرف می‌کنند و گرما تولید می‌کنند، اما برخی از بافت‌ها بزرگ‌تر و فعال‌تر از بقیه هستند. ماهیچه ها 30 درصد وزن بدن اکثر پستانداران را تشکیل می دهند. عضلات در حین تمرین انرژی زیادی مصرف می کنند و گرمای زیادی تولید می کنند. بدون شک این حالت را هنگام گرم کردن بدن در حین ورزش و هنگام لرزیدن در سرما تجربه کرده اید.

برای اینکه بفهمند آیا متابولیسم ماهیچه ها به گرم شدن سمورها کمک می کند، محققان نمونه های کوچکی از ماهیچه های سمور را در اندازه ها و سنین مختلف (از توله سگ های تازه متولد شده تا سمورهای بالغ) مورد مطالعه قرار دادند. آنها نمونه‌های عضلانی را در اتاقک‌های کوچکی قرار دادند که برای نظارت بر مصرف اکسیژن، معیاری برای اندازه‌گیری مصرف انرژی طراحی شده بود.

با افزودن محلول‌های مختلف که فرآیندهای متابولیک مختلف را تحریک یا مهار می‌کنند، محققان تعیین کردند که میتوکندری چقدر انرژی برای تولید ATP مصرف می‌کند و چه مقدار انرژی می‌تواند به گرما تبدیل شود. محققان دریافته‌اند که میتوکندری در ماهیچه‌های سمور می‌تواند به میزان زیادی نشت کند و به سمورها اجازه دهد تا بدون فعالیت بدنی یا لرزش، گرمای ماهیچه‌های خود را افزایش دهند. انرژی از دست رفته به شکل گرما به آنها کمک می کند تا در سرما زنده بمانند. لازم به ذکر است که توله سگ های تازه متولد شده دارای ظرفیت متابولیک مشابهی با بزرگسالان هستند. حتی اگر عضلات آنها هنوز به اندازه کافی برای شنا و غواصی بالغ نشده باشند.

مادر سمور دریایی

مادر عثمانی با دست به نوزادش غذا می دهد و تکه های خرچنگ را به او می دهد

نتایج جامع تر

محققان می گویند مطالعه آنها به وضوح نشان می دهد که عضلات برای کارهای خارج از حرکت مهم هستند. از آنجایی که عضله بخش بزرگی از وزن بدن را تشکیل می دهد، حتی افزایش اندک در متابولیسم ماهیچه ها می تواند به طور چشمگیری مصرف انرژی حیوان را افزایش دهد.

  TSMC احتمالاً هزینه تولید A16 را در یک فرآیند 4 نانومتری افزایش خواهد داد

این کشف پیامدهای مهمی برای سلامت انسان دارد. اگر دانشمندان بتوانند راه‌هایی برای افزایش ایمن و برگشت‌پذیر متابولیسم ماهیچه‌های اسکلتی در حالت استراحت بیابند، پزشکان احتمالاً می‌توانند از آن به عنوان ابزاری برای کاهش سرعت رو به رشد چاقی با افزایش میزان کالری که بیمار می‌سوزاند، استفاده کنند. برعکس، کاهش متابولیسم ماهیچه های اسکلتی می تواند در مصرف انرژی در بیماران مبتلا به سرطان یا سایر بیماری های ناتوان کننده صرفه جویی کند و همچنین می تواند غذا و منابع مورد نیاز برای کمک به فضانوردان برای پرواز در مسافت های طولانی را کاهش دهد.

دیدگاهتان را بنویسید