Як ви зимуєте при кімнатній температурі? Поїдання мурах може бути відповіддю

Еран Левін - дослідник докторантури в Університеті Арізони, і раніше писав для мого блогу на тему того, як працює blacklighting.

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Зареєструватися "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Еран Левін - дослідник докторантури в Університеті Арізони, і раніше писав для мого блогу на тему того, як працює blacklighting. Тут він ділиться деякою роботою, яку він провів над доктором наук, та інтригуючими системними битами, які можуть перезимувати при кімнатній температурі, як вони можуть це робити та що це може означати для нас, людей.

Полювання на мурах мусить розчарувати стиль життя. Вони невеликі та важкі для збору, важкі для жування, повні мурашиної кислоти, агресивні та не дуже поживні. Але все це справедливо лише для працівників мурах - королівні мурахи соковиті, завантажені жиром (до 50% маси їх тіла) і мають величезні розміри в порівнянні з робочими мурахами. Мурахи-діви-королеви залишають своє «материнське гніздо» і піднімаються над землею лише один раз у своєму житті - для шлюбного польоту. Цей політ зазвичай синхронізується з усіма іншими гніздами в регіоні за допомогою метеорологічних подій, таких як дощ або надзвичайно теплий день. Одночасно з усіх гнізд виходять крилаті самці і матка, злітають у повітря і спаровуються. Матки спаровуються іноді з кількома самцями. Після спаровування самці гинуть, а матки опускають крила і закопуються в землю, щоб створити нову колонію. Ці матки можуть прожити до 25 років, використовуючи одну і ту ж сперму з цього одного шлюбного польоту, щоб відкласти сотні тисяч яєць.

Є один ссавець, який синхронізував свій життєвий цикл із шлюбним польотом мурахи - більша миша хвостата кажан (Rhinopoma microphyllum). Це субтропічний вид кажанів, який мігрує на північ Ізраїлю наприкінці травня. Протягом літа самці та самки статево відокремлені - самці мешкають на висотах, а самки перебувають у теплій долині Йордану. Вони обидва харчуються різноманітними літаючими комахами, такими як жуки, клопи та молі, але з першого тижня липня вони змінюють свої переваги у харчуванні і починають споживати майже виключно маток плотничого мураха Camponotus sanctus. Миша хвостала рукокрилих на корм для мурах, які рояться великими групами, і ловлять їх на крилі. Ці дуже великі мурахи мають гостру нижню щелепу і можуть розпорошувати мурашину кислоту. Багато разів кажан внаслідок цього втрачав око, або мурашина голова була прикріплена до губ кажана, як пірсинг.

Вживаючи мурах, маса тіла мишохвостих кажанів швидко зростає. Вони накопичують величезну кількість жиру в основі хвостів; іноді подвоюють масу тіла з жиром лише за три тижні. Але що ж такого особливого в цих мурах? Як і багато кажанів, миші з хвостом мишей впадають в сплячку взимку. Для успішного зимового сну ссавці повинні накопичувати велику кількість жиру в своєму тілі, щоб служити паливом для основних функцій протягом кількох місяців голодування в сплячку. Однак для зимового сну важливо не тільки кількість жиру, але і склад цього жиру. Під час сплячки температура тіла падає разом із температурою навколишнього середовища. У багатьох ссавців температура тіла під час зимової сплячки опускається нижче 5 ° C. Насичені жирні кислоти стають твердими при таких низьких температурах (як і те, як вершкове масло твердо зберігається в холодильнику). Зимові сплячки виграють від накопичення ненасичених жирних кислот, які залишаються в рідкому вигляді за низьких температур. Але ми виявили протилежне у мишохвостих кажанів - маточники, яких вони їдять, майже не містять поліненасичених кислот. Насправді, склад мишачого хворобливого жиру є найбільш насиченим із відомих серед ссавців. То як вони переживають зиму?

Взимку миші-хвостаті кажани рухаються до спеціальних теплих печер вздовж долини Йордану. У цих печерах температура ніколи не опускається нижче 20 ° C (68F) взимку. Кажани залишаються в цих печерах 5 місяців, не приймаючи їжі та пиття. Ми припускаємо, що спеціальна високонасичена дієта корисна за таких жарких температур для сплячки. Раніше ми думали про сплячку як про щось, пов’язане із замерзаючими температурами, але миші з хвостами на мишах однозначно змінюють це сприйняття: сплячка можлива при кімнатній температурі, і це, можливо, також пов’язано зі складом дієти. Введення сплячки в сплячку у людей все ще неможливе, і це було б дуже важливо для тривалих подорожей у космос та для «заморожування» людей, які страждають на невиліковні досі хвороби. Здатність мишачого хвоста кажана впадати в сплячку при кімнатній температурі робить його чудовим зразковим організмом для розуміння сплячки і, можливо, одного дня застосувати це до людей.

Стаття Ерана Левіна, під редакцією Фелісіті Мут

Фото кредит

Всі фотографії зроблені Ераном Левіном

Список літератури

Левін Е., Йом-Тов Ю. та Барнеа А. (2009). Часті літні шлюбні польоти мурах є основним джерелом їжі для кажанів. Naturwissenschaften, 96 (4), 477-483.

Левін Е., Ролл У., Долєв А., Йом-Тов Ю. та Кронфельд-Шкор Н. (2013). Кажани гендерної зграї: Сексуальна сегрегація в субтропічній кажані. PloS one, 8 (2), e54987.

Левін, Е., Йом-Тов, Ю., Гефец, А., і Кронфельд-Шор, Н. (2013). Зміни в харчуванні, масі тіла та складі жирних кислот під час передзимку в субтропічній кажані щодо експресії NPY та AgRP. Журнал порівняльної фізіології B, 183 (1), 157-166.

Висловлені думки належать до авторів (авторів) і не обов'язково до позицій Scientific American.

ПРО АВТОРА

Фелісіті Мут

Фелісіті Мут - дослідник на ранньому етапі кар’єри, доктор філософії в галузі пізнання тварин.

Останні статті

Прочитайте це далі

Як розширити доступ до вакцин COVID без шкоди для науки

17 грудня 2020 р. - Пітер Доші та Дональд Лайт | Думка