Рубрики АкулИнфо
Акулы и гипоксия

Акулы и гипоксия - экономия энергии

Много лет ученые интересуются вопросом, как акулам удается сохранять свои популяции и выживать в самых немыслимых условиях. Каждая исследованная деталь их жизни становится научной сенсацией.

И вот еще одно открытие – хищники могут адаптироваться к условиям жесткой гипоксии путем экономии собственной электроэнергии. Как же это происходит?

Гипоксия у акул

Гипоксия, или недостаток кислорода – важнейшее эволюционное звено, особенно для хищников, обитающих в водной среде. На сегодняшний день не существовало точного ответа, как морские обитатели могут приспосабливаться к жизни в воде, содержащей крайне низкий процент кислорода.

Изучение механизмов адаптации к гипоксии у акул сможет помочь в разработке методов лечения болезней человека, вызванных дефицитом кислорода.

Именно поэтому ученые из Флориды, Гетеборга и Осло, под руководством Горана Нильссона, начали исследование морских животных, способных терпеть любые колебания жизненно необходимого газа. Результаты их работы были опубликованы в Международном журнале экспериментальной биологии.

Одним из сверхъестественных созданий, умеющих выживать в подобных условиях, есть эполетовые, или кошачьи акулы. Данный вид живет в тропиках, около рифовых платформ. Изучаемые учеными особи населяют рифовые платформы к югу от Большого Барьерного рифа.

 

Смотреть видео - Эполетовая акула:

Каждую ночь, когда происходит отлив, кошачьи хищницы остаются практически отрезанными от океана, оставаясь в природном бассейне огромных размеров 3x10 км. За ночь дыхание рифов и других организмов приводит к снижению насыщения воды кислородом до уровня ниже 18% - почти на 80% ниже нормы!

Акулы манипулируют жизнью

Следует заметить, что в таких условиях могут выживать лишь единичные виды позвоночных – цихлиды, тилапии, некоторые виды лягушек и черепах, и то, если насыщение кислорода не перешагнет планку ниже 20%.

У других же рыб в подобных ситуациях произойдут необратимые повреждения тканей мозга, нервные клетки разрушатся и рыбы попросту погибнут от удушья. А вот акулы выживают.

Этот феномен долго не поддавался объяснению – как же так, это же большие хищные рыбы, а не глубинные беспозвоночные, как же у них получается?

Оказывается, эполетовые акулы способны замедлять свой метаболизм. Они тормозят прохождение всех электроимпульсов, и обменные процессы, в том числе и апоптоз – гибель клеток, приостанавливается.

Акулы перестают реагировать на любые внешние раздражители, их состояние напоминает спячку, или гипоксическую депрессию. Когда ученые приближались к хищницам, те даже не шевелились.

Интересно, что данный вид адаптации принципиально отличается от приспособительных механизмов других организмов к кратковременной гипоксии. У остальных видов рыб, попавших в неблагоприятную среду, увеличиваются уровни глюкозы (чтобы питать нервные клетки) и эритроцитов (как посредников в транспорте кислорода).

У акул же ничего подобного не наблюдается. Они не заставляют организм работать на износ.

Кислород, как известно, нужен для выработки энергии. Если же есть дефицит О2 – кошачьи хищницы переключаются на исключительно бескислородный путь производства энергии, который, естественно, дает в десятки раз меньший результат, плюс ко всему приводит к накоплению токсичных кислот, однако позволяет выжить при длительных кислородных голоданиях.

Мозговой кровоток акул продолжается в прежнем ритме, а не увеличивается. За счет снижения числа электроимпульсов в сердце, артериальное давление эполетовых акул падает на 50%!

Как акулы экономят электроэнергию?

Поскольку уровень воды в Мировом океане постепенно снижается, то и при отливах в рифовых бассейнах становится все меньше и меньше воды, к тому же она почти мертвая – содержит мало кислорода.

Но кошачьи акулы и к этому готовы – у них есть так называемые периоды "гипоксической подготовки", когда они специально экономят свою электроэнергию, приучая организм длительно обходиться без воздуха. Подобные "подготовки" происходят раз или два в месяц.

Очень интересно происходит отключение сетчатки и отдельных участков мозга. Известно, что нервная система потребляет более 50% всей электроэнергии, поэтому акулы и приспособились тормозить нервные импульсы. В первую очередь, массу электроэнергии, а, значит, и кислорода, отнимает зрение акулы, поскольку весь его механизм заключается в проведении электроимпульсов.

Значит, нужно его отключить! Но как?

Акулы научились полностью обесточивать свои глаза. Ученые решили провести специальный эксперимент, и провели эполетовым рыбам электроретинографию. Подсоединили датчики к роговице и околоорбитальной области на коже. И что вы думаете?

Амплитуда волн была нулевая, как и электрическая активность сетчатки! То есть хищницы, экономя электроэнергию на время гипоксии, полностью слепли.

Причем этот процесс оказался целиком обратимым – когда уровень кислорода увеличивался, зрение к рыбам возвращалось. Весьма энергоемкий и головной мозг акулы, поэтому отдельные его участки отключались, и амплитудных волн не фиксировалось – акула не реагировала на раздражители, некоторые рефлексы не срабатывали.

Кстати, акулы не оставались беспомощными слепцами даже в бескислородных условиях. Их организм, отключая различные функции, сохранял жизненно важные. Акулы ослепли? Но ведь глаза не главное, для охоты важно обоняние.

Кроме того, хищников, выживающих в подобных условиях, просто не существует – и кошачьим акулам, к тому же на мелководье в периоды отлива, никто не угрожает.

И снова величественные создания обошли все привычные механизмы выживания, опровергая существующие знания о возможностях своего организма.

И снова акулы подтвердили свое звание совершенных созданий. Интересно, какой еще способностью они шокируют нас в дальнейшем?

Поделитесь этой информацией с друзьями:


Нет комментариев. Выскажись первым и получи кучу плюсов!
Загрузка...
С этой публикацией также читают:
Истоки исследования акул Пожалуй, ничто так не пугает человека, как холодные глаза акул, смотрящие на жертву из бездны.
Бархатная акула управляет светом Акулы существенно отличаются от всех обитателей Мирового океана.
Болевой порог - для чего нужна боль? Ощущение боли – один из главнейших инстинктов, благодаря которому существует все живое на земле.
Все тексты этого сайта могут использоваться только с указанием активной индексируемой гиперссылки на источник с данного сайта. По вопросам авторского права просьба обращаться к администратору.