10 Dierlijke aanpassingen aan vijandige omgevingen

Moeder natuur is een heel eigenwijs persoon. Ze probeert altijd de wrede omgeving te veroveren die de meedogenloze krachten van onze planeet hebben weten te creëren, en het is in zulke extreme omstandigheden waarin de vindingrijkheid van de natuurlijke wereld het meest kan worden bewonderd. Meer dan vaak lijkt de natuur intelligenter dan welke wetenschapper dan ook, die overlevingsmiddelen bedenkt die als inspiratie dienen voor de wens van de mens om zware omgevingen te overwinnen. Hier zijn tien uitstekende aanpassingen van dieren aan extreme temperaturen en andere vijandige omstandigheden:

10

Arctische vissen

Vissen zijn poikilothermische organismen, of eenvoudiger gezegd, koudbloedige dieren, wat betekent dat hoe lager de temperatuur van hun omgeving is, hoe moeilijker het voor hen is om hun metabole functies te behouden. Bovendien, als de temperaturen lager worden, kunnen zich ijskristallen vormen in de cellen van het organisme en zo kan het dier onherstelbare schade oplopen en uiteindelijk de dood. Arctische vissen lijken echter te gedijen, hoewel ze niet de luxe hebben om hun eigen lichaamswarmte te genereren, zoals zeehonden en andere zeezoogdieren die in hetzelfde ijskoude water leven; de manier waarop ze dit beheren, heeft wetenschappers lange tijd in de war gebracht.

Maar de laatste jaren is er een antivriesproteïne in hun bloed ontdekt dat de vorming van ijskristallen voorkomt. Hoe dit eiwit werkt, is echter drie jaar geleden ontdekt in een onderzoek van Volkswagen (ja, de autofabrikant). Het eiwit voorkomt ijsvorming op de moleculen in de buurt, waardoor de cellen hun levenscyclus kunnen voortzetten; dit wordt bereikt door het feit dat watermoleculen, die normaal een dansachtige beweging vertonen, worden vertraagd door het eiwit, wat de vorming en het verbreken van hechtingen die het maken van ijs mogelijk maakt, belemmert. Een soortgelijk eiwit is gevonden in verschillende soorten kevers die op grote hoogten of in bijna-arctische gebieden leven.

9

Bevriezing om te overleven

Arctische vissen vermijden bevriezing, maar andere dieren zijn ontworpen om vast te bevriezen als een maat voor het overleven van het koude seizoen. Hoe paradoxaal dit ook klinkt, sommige soorten kikkers en schildpadden bevriezen vrijwel tijdens de winter - je zou eigenlijk een raam kunnen openbreken door er een bevroren, maar levende kikker tegenaan te gooien. Vervolgens worden ze op miraculeuze wijze weer tot leven gewekt in de lente. Deze uitstekende manier om de winter te overleven wordt verklaard door het feit dat ureum en glucose (afkomstig van de transformatie van leverglycogeen dat vóór het invriezen optreedt) de hoeveelheid ijs beperken en de osmotische krimp van cellen verminderen, wat anders tot hun dood zou leiden . Met andere woorden, suiker laat de kikker overleven. Er is echter een grens aan hun weerstand: hoewel ze er rotsvast uitzien wanneer ze bevroren zijn, kan het voortbestaan ​​van deze dieren in gevaar komen als meer dan 65 procent van het water in hun lichaam bevriest.

8

Chemische warmte

We zijn nog steeds in het rijk van koelbloedige dieren. De meesten van ons hebben in de wetenschapsklasse geleerd dat hoe kleiner een object is, hoe moeilijker het is om de hitte te behouden. Bovendien weten we dat koudbloedige dieren over het algemeen vrij slaperig zijn en slechts in staat zijn tot korte uitbarstingen van energie. Hoewel insecten poikilotherm zijn, zijn ze echter zeer actief en bereiken ze dit door lichaamswarmte te genereren door chemische en mechanische middelen, meestal door snelle en constante spierbeweging. We kunnen in de winter een parallel trekken tussen insecten en een dieselmotor verwarmen voordat hij wordt gestart. Ze doen dit niet alleen voor het creëren van de energie die nodig is voor een goed onderhouden vlucht, maar ook voor bescherming tegen de kou van de winter, als bijen zich verzamelen en huiveren om bevriezing te voorkomen.

7

encystment

Protozoa, bacteriën en sporen, evenals enkele nematoden, gebruiken encystment (dat een staat van hangende animatie binnengaat, gescheiden door de buitenwereld door een vaste celwand) om vijandige omstandigheden gedurende lange perioden te doorstaan. Zeer lange tijd. Eigenlijk is dit de reden waarom encystment een van de meest opmerkelijke prestaties van de natuurlijke wereld is: wetenschappers zijn erin geslaagd bacteriën en sporen van miljoenen jaren oud terug te brengen - waarvan de oudste ongeveer 250 miljoen jaar oud is (ja, ouder dan de dinosaurussen). Encystment is misschien wel de enige manier waarop Jurassic Park werkelijkheid kan worden. Aan de andere kant, stel je voor dat wetenschappers een virus tot leven brengen waar het menselijk lichaam geen bescherming tegen heeft ...

6

Natuurlijke radiatoren

Koel blijven wordt een uitdaging in tropische gebieden, vooral wanneer dieren groter of energieker zijn. Natuurlijke radiatoren zijn een efficiënte manier om de lichaamstemperatuur te verlagen: de oren van de olifant en het konijn zitten bijvoorbeeld vol met bloedvaten, waardoor het dier zijn lichaam in de hitte kan afkoelen. Konijnen in Arctische gebieden hebben kleinere oren, en de wolharige mammoeten ook, om zichzelf tegen de kou te beschermen. Radiatoren werden ook aangetroffen in de prehistorische wereld, bij dieren zoals de Dimetrodon van het Perm, of, volgens sommige wetenschappers, dinosaurussen die tot de Stegosaurus-familie behoren, waarvan de platen sterk gevasculariseerd zouden zijn om warmte-uitwisseling mogelijk te maken.

5

Megathermy

Te groot zijn, zou een nadeel kunnen zijn voor wezens die in tropische gebieden leven, omdat ze constant hun lichaamstemperatuur moeten verlagen. In koude wateren kunnen echter grote poikilothermische wezens gedijen en behoorlijk energiek zijn. De vereiste hiervoor is maat: megathermie is het vermogen om warmte te genereren als gevolg van pure lichaamsgewicht, een fenomeen dat wordt aangetroffen in de lederschildpad zeeschildpad (de grootste schildpad ter wereld) of in grote haaien zoals de grote witte of mako-haai.Door deze toename van lichaamstemperatuur kunnen deze wezens behoorlijk energiek zijn in koud water - in feite is de lederschildpad zeeschildpad het snelste reptiel op aarde, in staat tot snelheden tot 20 mph in korte bursts.

4

Bloedeigenschappen wijzigen

Om in extreme omgevingen te kunnen werken, hebben sommige dieren verschillende soorten bloedsamenstellingen ontwikkeld: de potvis en de barend gans van Azië. Beide soorten hebben een griezelig vermogen om veel meer zuurstof in hun bloedcellen op te slaan dan andere dieren. Ze hebben dit echter om verschillende redenen nodig: de potvis moet lang ademhouden omdat hij zich diep onderdompelt in de zoektocht naar voedsel, terwijl de wilde ganzen een energieke vlucht over de Himalaya moeten onderhouden bergketen, op die hoogten is de lucht vrij arm aan zuurstof.

3

Ademhalingsaanpassingen

In tropische en equatoriale gebieden kan de wisseling van seizoenen voor veel dieren rampzalig zijn. Het regenseizoen kan frequente overstromingen betekenen waarbij veel landdieren hun leven verliezen, terwijl het droge seizoen een tekort aan water betekent, wat natuurlijk slecht is voor iedereen. Onder de dieren waarvoor de natuur zich tot het uiterste heeft ingespannen om hun overleving te waarborgen, is de vis die lucht inademt. Velen van ons hebben gehoord van de longvis, Dipnoi, die een slijmzak creëert om zichzelf te beschermen door de droogte, maar sommige soorten meervallen en paling ademen niet alleen lucht, maar reizen ook op het land tussen de zwembaden. Deze vissen slagen erin zuurstof uit de lucht te halen, niet door longen of kieuwen, maar door het gebruik van een gespecialiseerd deel van hun darmen.

2

Wonen in de hel

Sinds hun ontdekking hebben hydrothermale ventilatieopeningen vele theorieën teniet gedaan die wetenschappers hadden met betrekking tot diepzee leven. De temperatuur van het water rond deze openingen overschrijdt het kookpunt, maar de pure druk van die diepten voorkomt dat er luchtbellen verschijnen. Waterstofsulfide stroomt constant uit de ventilatieopeningen, een zeer giftige stof voor de meeste levensvormen. Echter, deze helse openingen worden vaak omringd door kolonies van verschillende dieren in het wild, waarvan de meeste duidelijk in een giftige, zonloze wereld gedijen. Deze wezens zijn erin geslaagd het hoofd te bieden aan het gebrek aan zonlicht (waarvan we weten dat het een essentieel onderdeel is voor het grootste deel van het leven, omdat het de synthese van vitamine D veroorzaakt) en met de uitstekende temperaturen. Omdat veel diepzee-openingen bewoners nogal primitief zijn vanuit een evolutionair oogpunt, proberen wetenschappers nu te ontdekken of deze openingen de feitelijke omgevingen waren waar het leven voor het eerst ongeveer 3,5 miljard jaar geleden plaatsvond.

1

Gedurfde kolonisatie

Ik moet toegeven dat de laatste vermelding in deze lijst nog steeds geen goede wetenschappelijke verklaring heeft: een soort papegaai die inheems is in Nicaragua (Aratinga holochlora) nestelt in de vulkaankrater Masaya. Het moeilijk te verklaren deel is dat de krater constant zwavelhoudende dampen uitduurt die behoorlijk dodelijk zijn. Hoe deze papegaaien erin slagen om te nestelen in een omgeving die mensen en andere dieren in een paar minuten doodt, is nog steeds een mysterie voor wetenschappers, en dit bewijst dat Moeder Natuur, in haar vastberadenheid om te overwinnen, zichzelf niet te gemakkelijk laat intimideren. Terwijl de fauna die in de buurt van diepzeegroeven woonde miljoenen jaren van evolutie had om zich aan te passen aan het leven daar, hebben de groene papegaaien van de Masaya vulkaankrater deze levensstijl pas recent aangenomen, evolutionair sprekend. Door zulke gewaagde soorten te bestuderen, kan de mens een beter begrip krijgen van hoe dit wonder van het universum, de evolutie, werkt, precies zoals Charles Darwin de vinken van de Galapagos tijdens zijn reis aan boord van de Beagle observeerde.