Ako sa zvieratá udržiavajú v pohode

Ako sa zvieratá udržiavajú v pohode

Možno sme sa práve zapotili počas letných psích dní, ale viete o hviezdnom pôvode tejto frázy? Pomôcka: Nemá to vôbec nič spoločné s leňošmi leňošiacimi počas horúcich mesiacov.

Pre starých Grékov a Rimanov sa táto fráza historicky vzťahuje na horúce a dusné dni, ktoré nasledujú po vzostupe Síria, takzvanej „psej hviezdy“ v Väčší pes súhvezdí počas júla a augusta.



Aj keď sa psie dni pre tento rok technicky skončili, vonku je stále horúco a psi v tele (ako všetky zvieratá) stále potrebujú mechanizmy na ochladenie.

Ľudia patria medzi niekoľko cicavcov, ktorí sa spoliehajú na vylučovanie vody na povrch kože, aby sa ochladili – potíme sa. Nie vždy sme však termoregulovali týmto spôsobom a iné zvieratá používajú celý rad mechanizmov, aby sa ochladili. Poďme sa pozrieť na to, ako sa zvieratá – vrátane nás – vyvinuli, aby porazili teplo.

Psy a mačky

Kredit: Shutterstock

Ak ste niekedy mali chlpatého domáceho maznáčika, pravdepodobne ste ho počuli ochladzovať zadýchaním. Ale čo presne sa deje, keď naše mačky a psy dýchajú?

„Všetko [chladenie] u cicavcov zahŕňa do značnej miery teplo, ktoré je potrebné na premenu vody z kvapaliny na plyn, a energiu, ktorá sa pri tom stráca,“ vysvetlila Yana Kamberov, odborná asistentka genetiky na Perelmanovej škole. Medicína na Pensylvánskej univerzite v r rozhovor pre Science Friday .

Keď psy dýchajú, v podstate používajú konvekciu na odparovanie vody z povrchu. Zamyslite sa nad tým, keď vyjdete zo sprchy a hneď vám je chladno – to je voda, ktorá sa vyparuje z vašej pokožky.

[Je rodokmeň naozaj všetko, čo sa o ňom hovorí?]

Ako už bolo povedané, psy a mačky sa tiež potia! Jednoducho ich to nenechá chladnými. Ľudia majú veľmi špecifický druh potných žliaz nazývaných ekrinné žľazy, ktoré nám umožňujú ochladiť sa (viac o tom neskôr). Ale u väčšiny ostatných cicavcov sa tieto žľazy nachádzajú iba na jednom konkrétnom mieste, vysvetľuje Kamberov.

Kredit: Shutterstock

'Ak sa pozriete na spodok chodidla svojej mačky, pamätajte, čo vidíte, je ten hrubý vankúšik, a potom medzi tým uvidíte zväzok vlasov,' hovorí. 'Tá hrubá podložka je len preplnená potnými žľazami.'

Ale potné žľazy na spodnej strane malých labiek vašej mačky slúžia na iný účel. Namiesto termoregulácie poskytuje pot na labkách zvierat trakciu a určuje, aké veľké trenie existuje medzi ich nohami a povrchom, po ktorom sa prechádzajú. Zamyslite sa nad tým, aký je to pocit, keď prechádzate suchou dlaňou po povrchu – jednoducho sa šmýka! Ale pot na Garfieldových podložkách vytvára lepivosť, ktorá mu umožňuje lepšie priľnúť k povrchu a vyhnúť sa napríklad šmyku po drevenej podlahe vo vašom dome.

Kone

Kredit: Shutterstock

Kone sú špeciálny prípad. Pravdepodobne ste ich videli po náročnom behu dýchať. Možno ste však videli aj penivý pot, ktorý sa vytváral na ich telách. aká je dohoda?

Rovnako ako mačky a psy, hlavným chladiacim mechanizmom koní je dychčanie a dlhý ňufák Black Beauty s týmto procesom veľmi pomáha. Na rozdiel od mačiek a psov však tiež regulujú telesnú teplotu pomocou potu. „Ľudia nie sú jediným druhom, ktorý sa potí, ale jemilýpotu, ktorý máme,“ vysvetľuje Kamberov. Zatiaľ čo my vylučujeme vodu na povrch, „kone majú iný typ žľazy. Veľa zbežných zvierat, bežiacich zvierat, to má. Nazývajú sa apokrinné žľazy a sú spojené s chĺpkami na tele koňa,“ hovorí.

[ Ako klíma mohla ovplyvniť nosy koní. ]

Keď sa napenia, kone nepotia iba vodu a soľ – látka, ktorú vylučujú, je zmes vody, lipidov, tukov a bielkovín. Kone sú lietajúce zvieratá, ktoré trávia slušné množstvo času behom a dychčanie nefunguje, keď cválajú plnou rýchlosťou. Ale na rozdiel od ľudí majú kone hrubú, vodeodolnú srsť, ktorá by bránila odparovaniu potu. Na vyriešenie tohto problému vyvinuli pot bohatý na bielkoviny, ktorý podľa štúdie z roku 2009 „pravdepodobne pôsobí tak, že zvlhčuje chĺpky, aby uľahčil tok vody na odparovanie“. štúdium uverejnené v časopise PLOS One .

Púštne jašterice

Kredit: Shutterstock

Ale čo chladnokrvné potvorky? „Majú celý rad vlastností, ktoré môžu použiť na ochladenie,“ hovorí Rory Telemeco, postdoktorand z oddelenia biologických vied na Auburn University. rozhovor pre Science Friday .

Napríklad jednou z hlavných udalostí, ktoré sa stali vo vývoji plazov, bol vývoj hrubej šupinatej kože, ktorá im umožňuje zadržiavať vodu, vysvetľuje.

[ Rodokmeň dinosaurov potrebuje nejakú revíziu. ]

Pre ektotermy však udržiavanie chladu znamená, že musia byť trochu vynaliezaví. Už ste niekedy videli jaštericu stáť na mieste s otvorenými ústami? Nie je to ohromené - používa chladenie odparovaním. Púštne jašterice môžu otvoriť ústa a umožniť odparovanie na mokrých membránach, čím sa ochladzuje hlava a mozog.

Ale jednou z ich primárnych metód je jednoducho pendlovať tam a späť medzi teplejšími a chladnejšími oblasťami. A nie sú to len jašterice – Telemeco hovorí, že prehadzovanie odtieňov je v živočíšnej ríši rozšírené. Toto je známe ako behaviorálna termoregulácia, čo je stav, keď zvieratá nemajú vnútorný systém na reguláciu telesnej teploty a namiesto toho musia zmeniť svoje správanie.

Motýle

Fotka od: Berit Watkin /flickr/ CC BY-NC-SA 2.0

Ako plazy, motýle závisieť na behaviorálnu termoreguláciu. Počas horúcich dní, vysvetľuje Telemeco, sa presunú do tienistých oblastí, ochladí sa a potom sa opäť vydajú lietať. Navyše sa môžu počas letu ochladzovať – konvekcia nastáva len tým, že fúkajú vzduchom, zatiaľ čo v skutočnosti pumpujú krídlami.

Hmyz vo všeobecnosti môže byť robustný, ale nie je nepremožiteľný voči teplu. Aj keď majú jednu z najvyšších tepelných tolerancií zvierat (so schopnosťou odolávať telesným teplotám takmer 100 stupňov Fahrenheita!)hmyz sa môže prehriať rovnako ako každé iné zviera. Čo sa stane, keď sú veci príliš horúce, aby sa dali zvládnuť?

[ Kuriózny prípad motýľov Blue Morpho. ]

'Záleží presne na tom, ako sa zahrieva,' hovorí Telemeco. „Najskôr to spôsobí, že sa v podstate takmer dostanú do stavu nehybnosti. Vyzerajú takmer katatonicky, ak ich udržíte až do tohto bodu. Potom, ak ich ochladíte, zvyčajne sa môžu zotaviť. Ale ak prekročíte len o stupeň alebo viac, zabije ich to.'

Ľudia

Kredit: Shutterstock

Nakoniec sa porozprávajme o zvierati, ktoré pravdepodobne poznáte najviac: o ľuďoch. Ak sa pozrieme za našich najbližších príbuzných primátov, ako je šimpanz, a „keď sa pozrieme aj na makaky, napríklad opice Starého sveta, vidíme, že dýchanie je hlavným mechanizmom, [ktorým] uvoľňujú telesné teplo,“ vysvetľuje. Kamberov. 'A tak je logické, že... náš posledný spoločný predok so šimpanzom by tiež zalapal po dychu.'

Prečo sme teda zavrhli srsť našich predkov v prospech spotenej kože?

„To je taká otázka za milión dolárov,“ hovorí Kamberov.

Po prvé, nemáme dostatočne dlhý ňufák na použitie konvekčného chladenia – existujú však ďalšie dve hypotézy, prečo sa ľudia potia namiesto dýchania.

[ Evolúcia prebieha rýchlejšie, ako si možno myslíte. ]

„Jednou možnosťou je, že nám to umožnilo v podstate preskúmať výklenok, ktorý bol bez predátorov,“ hovorí Kamberov. 'Ak sa ochladíte ako človek, môžete ísť von počas najteplejších období dňa, keď sa väčšina predátorov bude skrývať pred teplom.'

Na rozdiel od toho ľudia dokážu tolerovať byť pod sálavým teplom po dlhú dobu, pretože sa môžeme neustále potiť, aby sme sa ochladili.

Druhá hypotéza sa datuje približne pred 2 miliónmi rokov, keď sa ľudia začali vyvíjať na vytrvalostných bežcov. 'To vytvára obrovské množstvo telesného tepla,' vysvetľuje Kamberov. 'A tak potrebujete spôsob, ako zhodiť túto tepelnú záťaž.'

[ Veda za „narážaním do steny“. ]

Pamätáte si, ako kone nemôžu aktivovať svoj hlavný chladiaci mechanizmus, keď bežia v plnom cvale? Ale radšej sa stavte, že ľudia sa pri behu potia.

Táto hypotéza naznačuje, že potenie „nám umožnilo využiť napríklad vytrvalý lov alebo prekonať veľké vzdialenosti v horúcom poludňajšom slnku v teplých oblastiach, kde sa ľudia prvýkrát vyvinuli,“ hovorí Kamberov.

Ale čo má vytrvalostný lov spoločné s tými spotenými dlaňami, ktoré trápia mnohých z nás, keď sa chystáme ísť na veľký rozhovor alebo predniesť prejav?

Nie veľa.

Kamberov vysvetľuje, že „predkovým“ stavom je mať potné žľazy na rukách a nohách (pamätáte si, ako sa tieto žľazy nachádzajú na našich chlpatých štvornohých priateľoch?).

Pokiaľ ide o ľudí, „spôsob, akým sú tieto [žľazy] inervované, sa v skutočnosti líši od termoregulačných potných žliaz, ktoré sú vo zvyšku vášho tela, ktoré sú primárne zodpovedné za ochladzovanie,“ hovorí. 'Hlavné aktivátory týchto potných žliaz sú odlišné.'

Inými slovami, nie všetok pot je rovnaký.