บาคาร่าเว็บตรงนากทะเลอุ่นขึ้นด้วยไมโตคอนเดรียที่รั่วในกล้ามเนื้อ

บาคาร่าเว็บตรงนากทะเลอุ่นขึ้นด้วยไมโตคอนเดรียที่รั่วในกล้ามเนื้อ

เคล็ดลับของนากทะเลในการทำให้ร่างกายอบอุ่นไม่ได้อยู่บาคาร่าเว็บตรงที่ร้านค้าที่มีแต่อึมครึม มันอยู่ในกล้ามเนื้อของพวกเขาการรั่วไหลในส่วนที่สร้างพลังงานของเซลล์กล้ามเนื้อช่วยให้นากรักษาระดับการเผาผลาญของร่างกายได้เร็วกว่าที่คาดการณ์ไว้ถึงสามเท่าสำหรับสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเท่ากัน นักวิจัยรายงานในScience 9 กรกฎาคม การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่านากตอบสนองความท้าทายในการอยู่อย่างอบอุ่นในทะเล ได้อย่างไร และสามารถนำไปใช้กับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลอื่นๆ ได้เช่นกัน

“นี่อาจเป็นตัวเปลี่ยนเกมในแง่ของวิธีที่เราคิดเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ในทะเลทั้งหมด ไม่ใช่แค่นากทะเล” เทอร์รี วิลเลียมส์ นักนิเวศวิทยาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้กล่าว ในการอาศัยอยู่ในมหาสมุทรที่หนาวเย็น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะต้องพัฒนาวิธีการควบคุมอุณหภูมิร่างกายของพวกมันท่ามกลางความหนาวเย็น “สำหรับฉัน นี่อาจเป็นหลักฐานที่ชัดเจนที่สุดชิ้นหนึ่งที่บอกว่า ‘นี่คือวิธีที่พวกเขาทำ’” วิลเลียมส์กล่าว

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลอื่นๆ มีเมแทบอลิซึมสูงในการรับมือกับน้ำเย็นแต่พวกมันก็มักจะพึ่งพาร่างกายที่ใหญ่และอึมครึมเพื่อให้อยู่ได้ ( SN: 12/14/18 ) นากทะเลมีรูปร่างผอมเพรียว เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีขนาดเล็กที่สุดในมหาสมุทร กระพือปีกเหมือนถังขนยาวบนเกลียวคลื่น และคุณสมบัติในการเป็นฉนวนของขนนากทะเล ซึ่งหนาแน่นที่สุดในโลก ก็ไม่สามารถปกป้องพวกมันอย่างเต็มที่จากการสูญเสียความร้อนมากเกินไป น้ำถ่ายเทความร้อนได้ดีกว่าอากาศ 23 เท่า และวัตถุขนาดเล็กที่มีพื้นที่ผิวมากกว่าเมื่อเทียบกับปริมาตรของพวกมันจะสูญเสียความร้อนเร็วขึ้น แม้จะปกคลุมด้วยขนปุยก็ตาม

Traver Wright นักสรีรวิทยาเปรียบเทียบจากมหาวิทยาลัย Texas A&M ในคอลเลจสเตชันกล่าวว่า “การเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลตัวเล็กตัวเล็กในน่านน้ำเย็นถือเป็นความท้าทายด้านความร้อนอย่างแท้จริง นักวิทยาศาสตร์รู้อยู่แล้วว่านากทะเลอาศัยการเผาผลาญที่รุนแรงเพื่อรักษาอุณหภูมิร่างกายโดยเฉลี่ย 37° องศาเซลเซียส โดยกินอาหาร 25 เปอร์เซ็นต์ของมวลร่างกายทุกวัน (SN: 6/13/14 ) แต่นักวิจัยไม่เข้าใจต้นกำเนิดของเซลล์ของ “การเผาผลาญที่เพิ่มขึ้นสำหรับการสร้างความร้อน” Wright กล่าว

ไรท์และเพื่อนร่วมงานค้นหาแหล่งความร้อนในกล้ามเนื้อของนาก 

กล้ามเนื้อโครงร่างคิดเป็น 40 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของมวลกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่ ดังนั้นจึงส่งผลต่อเมแทบอลิซึมของร่างกายทั้งหมด ทีมเก็บเนื้อเยื่อจากตัวนากทะเลและนากทะเล 21 ตัวในเชลย ตั้งแต่ทารกจนถึงตัวโต จากนั้นโดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า respirometer นักวิจัยวัดความสามารถในการหายใจของเซลล์กล้ามเนื้อนากในสถานะการไหลของออกซิเจนที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับสัตว์อื่น ๆ รวมถึงมนุษย์ สุนัขลากเลื่อน Iditarod และแมวน้ำช้าง อัตราการไหลของออกซิเจนให้การวัดทางอ้อมของการผลิตความร้อนของเซลล์

นากทะเลมองไปทางขวา

นากทะเลขาดความอึมครึมและขนาดตัวที่ใหญ่ที่ช่วยให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลอื่นๆ สามารถอยู่รอดได้ในอุณหภูมิมหาสมุทรที่เย็นยะเยือก แต่การเผาผลาญที่รุนแรงของนากช่วยให้พวกมันอยู่สบายในคลื่น

T. WRIGHT (ภาพที่ได้รับภายใต้ใบอนุญาตสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทางทะเล USFWS หมายเลข MA-043219 ถึง R. DAVIS)

นักวิจัยพบว่าการรั่วไหลในไมโตคอนเดรียซึ่งเป็นส่วนที่สร้างพลังงานของเซลล์สร้างความร้อนเป็นพิเศษและทำให้การเผาผลาญอาหารของนากทะเลรุนแรง การเผาผลาญอาหารอธิบายว่าอาหารถูกแปลงเป็นพลังงานในเซลล์อย่างไร ไมโตคอนเดรียปั๊มโปรตอนข้ามเยื่อหุ้มชั้นในเพื่อเก็บพลังงานที่สามารถนำมาใช้เป็นพลังงานให้กับเซลล์ได้ แต่ถ้าโปรตอนเหล่านั้นรั่วไหลกลับผ่านเมมเบรนก่อนนำไปใช้งาน พลังงานนั้นจะสูญเสียเป็นความร้อน เนื่องจากการรั่วไหลของโปรตอนเหล่านี้เพิ่มปริมาณพลังงานที่สูญเสียไปเนื่องจากความร้อน นากจำเป็นต้องกินอาหารมากขึ้นเพื่อชดเชยพลังงานที่สูญเสียไปนั้น และเร่งการเผาผลาญของพวกมัน 

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ รวมทั้งหนูตัวเล็กมากที่มีการเผาผลาญอาหารสูง ก็สามารถสร้างความร้อนด้วยวิธีนี้ได้เช่นกัน แต่นากทะเลทำได้ดีกว่ามาก: การรั่วไหลของโปรตอนเหล่านี้คิดเป็นประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของความสามารถในการหายใจทั้งหมดของเซลล์กล้ามเนื้อของนาก สูงกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่รู้จัก ยกเว้นหนูตัวเล็กเหล่านั้น การผลิตความร้อนด้วยวิธีนี้ช่วยให้สัตว์อยู่สบายในน่านน้ำแปซิฟิกที่มีอุณหภูมิ 0° C “ข้อความนั้นดังและชัดเจน และยอดเยี่ยมมาก” วิลเลียมส์กล่าว

ความสามารถในการรั่วของนากทะเลสูง “ไม่จำเป็นว่าพวกมันวิ่งอยู่ตลอดเวลา” ไรท์กล่าว แต่อาจเปิดใช้งานได้เมื่อนากต้องการสร้างความอบอุ่นมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบว่าเซลล์ของนากเปิดและปิดกระบวนการนี้อย่างไร

นักวิจัยพบว่าตัวนากทารกยังไม่มีมวลกล้ามเนื้อเพื่อให้ร่างกายอบอุ่นจากรอยรั่วเหล่านี้ แต่เซลล์กล้ามเนื้อของพวกมันสร้างความร้อนในอัตราที่โตเต็มวัย นักวิจัยพบว่าการรั่วของโปรตอนเริ่มต้นเร็วขึ้น การค้นหาความสามารถในการรั่วที่คล้ายกันในนากธรรมชาติและเชลยที่มีอายุต่างกันแสดงให้เห็นว่าการรั่วไหลเหล่านี้เป็น “แรงผลักดัน” ที่อยู่เบื้องหลังการเผาผลาญของนาก Wright กล่าว

ยังไม่ชัดเจนว่านากสืบทอดลักษณะนี้หรือพัฒนาไปพร้อมกับการสัมผัสกับน้ำเย็น “เราไม่รู้ว่าสิ่งนี้มีอยู่โดยธรรมชาติหรือเปล่า” Wright กล่าว “หรือนี่เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วหลังคลอดเพื่อสร้างความร้อนตามต้องการ”บาคาร่าเว็บตรง