A tengeri vidra titka, hogy melegen maradjon, nem a vastag tárolókban van. Az izmaiban van. A vidrák háromszor olyan gyorsan elégetik a kalóriákat, mint amennyi a lényüknél előrejelzett.
A szervezetük energiájának (kalóriájának) felhasználási sebességét az anyagcseréjük határozza meg. Ez az a sebesség, amellyel a sejtjeik és szöveteik működnek. Izomsejtjeik energiatermelő részeinek szivárgásai segítenek megmagyarázni, mi történik. A kutatók megosztották ezt az új felfedezést július 9-én a Science-ben.
A megállapítás azt mutatja, hogy a vidrák hogyan felelnek meg annak a kihívásnak, hogy melegen maradjanak a tengeren. És vonatkozhat más tengeri emlősökre is.
Valójában – mondja Terrie Williams – „ez megváltoztathatja a tengeri emlősök fejlődését.” Williams a Santa Cruz-i Kaliforniai Egyetemen dolgozik. Bár tanulmányozza, hogy a környezet hogyan befolyásolja az élőlények testét, nem vett részt az itt közölt kutatásban.
Ahhoz, hogy a hideg óceánokban éljenek, az emlősöknek kifejlesztett módszereket kell biztosítaniuk testhőmérsékletük szabályozására a hidegrázás közepette. „Számomra” – mondja Williams az új megállapításról – „ez valószínűleg az egyik legnyilvánvalóbb bizonyíték, amely azt mondja, hogy így csinálták.”
A tengeri emlősök, például a fókák és a tengeri oroszlánok gyakran magas anyagcserével rendelkeznek, hogy megbirkózzanak a hideg vízzel. Ezek a lények azonban nagy testekre és hólyagokra is támaszkodnak, hogy melegen maradjanak. Ezzel szemben a tengeri vidrák a legkisebb emlősök az óceánban. Karcsú és kompakt módon, úgy bóklásznak a tengerben, mint a szőrös hordók a hullámokon. A bolygó legsűrűbb bundája van rajtuk. De ez a szuper szigetelő szőr nem tudja teljesen megakadályozni, hogy túl sok hőt veszítsenek. Ez azért van, mert a víz több mint 22-szer továbbítja a hőt, mint a levegő. És a kis testek nagyobb felületűek, mint a tömegük. Ez azt jelenti, hogy gyorsabban veszítenek hőt, még akkor is, ha bolyhok borítják őket.
„Kis testű tengeri emlősnek lenni hideg vizekben igazi termikus kihívást jelent” – mondja Traver Wright. Az új tanulmány egyik szerzője, összehasonlító fiziológus. A Texas A&M Egyetemen dolgozik a College Stationben.
A tudósok már tudták, hogy a tengeri vidrák extrém anyagcserével rendelkeznek. Segít nekik fenntartani a testhőmérsékletet, amely átlagosan 37 ° C (98,6 ° Fahrenheit). Az anyagcsere a sejteken belüli kémiai folyamatokat írja le, amelyek támogatják az életet. Ez magában foglalja azt is, hogy az étel hogyan alakul át energiává. A vidrák háromszor olyan gyorsan égetik át az ételt, mint azt egy ekkora emlősben elvárható. Minden nap a testtömegük egynegyedét kell enniük. A kutatók azonban nem értették „felgyorsult anyagcseréjüket a hőtermeléshez” – mondja Wright-legalábbis nem a sejtek szintjén.
A vázizom a legtöbb emlős testtömegének felét teszi ki. Tehát befolyásolja a szervezetük teljes anyagcseréjét. Wright csoportja a vidra izmaiban kereste a hőforrást. A kutatók 21 fogságban tartott és vadon élő tengeri vidrából vettek mintát. Néhányan csecsemők voltak; mások felnőttek. Ezután a kutatók megmérték, hogy az izomsejtek mennyi oxigént használtak fel különböző feladatok ellátása során.
Az oxigénfelhasználás egy mértékegysége annak, hogy mennyi hőcellát termelnek. A kutatók összehasonlították a vidrák oxigénfelhasználásának ezt a mértékét a más állatoknál látottakkal. Nézték az embereket, az elefántfókákat és még az Iditarod szán kutyákat is. (Az Iditarod egy nagyon hosszú kutyaverseny Alaszkában.)
Más emlősök is hőt termelhetnek így. De a tengeri vidrák sokkal jobbak ebben, mint a legtöbb. Ezek az energiaszivárgások teszik ki a vidra izomsejtjeinek összes oxigénfelhasználásának körülbelül négytizedét. Ez magasabb, mint bármely más emlősnél ismert, kivéve a rendkívül apró egereket. A hőt termelő szivárgó mitokondriumok révén a vidrák kényelmesen tartózkodhatnak a 0 ° C (32 ° F) Csendes-óceán vizein. “Ez az üzenet [arról, ami történik] hangos és világos, és egyszerűen zseniális” – mondja Williams.
Wright szerint a tengeri vidrák magas szivárgási aránya nem mindig magas. De a vidrák sejtjei valószínűleg fokozhatják szivárgásukat, amikor több meleget kell termelniük. A tudósok még nem tudják, hogyan fordítják felfelé és lefelé a vidra sejtjei ezt a folyamatot.
A csecsemő vidráknak még nincs elég izomtömege ahhoz, hogy ezek a szivárgások felmelegítsék egész testüket. Izomsejtjeik azonban hőt termelnek felnőtt arányban. Ez azt mutatja, hogy ez az energiaszivárgási stratégia korán kezdődik. A csapat hasonló energiaszivárgást talált a vadon élő és fogságban tartott vidrákban is. Ez arra utal, hogy ezek a szivárgások „hajtóerő” a vidrák anyagcseréjében, mondja Wright.
Még nem világos, hogy a vidrák örökölik-e ezt a tulajdonságot, mondja Wright, „vagy ha ez valami olyasmi, ami a születés után gyorsan megjelenik.”
A tengeri vidrák lebomlott anyagcseréjének sejtszerű forrásának megtalálása segíthet a tudósoknak megérteni, hogy más tengeri emlősök hogyan birkóznak meg a jéghideg vízzel. Ez segíthet nekik abban, hogy jobban megértsék, hogyan tanultak meg ezek a tengerekben élni és sikeresen boldogulni.