Połowa normalnego tlenu. Lodowaty wiatr. Prawie całkowity brak pożywienia.
Wydawałoby się, że nie da się tam przeżyć.
Ale andyjska mysz uszatka (Phyllotis vaccarum ) przepisała na nowo wszystkie zasady gry.
Żyjące na wysokości ponad 6700 metrów gryzonie te podważają stare dogmaty biologiczne. Żyją w miejscu, gdzie powietrze jest rozrzedzone, panuje absolutny chłód, a większość ssaków zdechnie w ciągu kilku godzin.
Mit o maksymalnej wysokości
Wcześniej naukowcy uważali, że 5500 metrów (około 18 000 stóp) to sztywny limit. Wysokość ta odpowiada poziomowi najwyższych górskich osiedli ludzkich. Ich zdaniem powyżej tego poziomu życie ssaków było niemożliwe.
To było zupełnie nieoczekiwane.
Tak skomentował odkrycie Graham Scott z McMaster University.
Naukowcy nie wierzyli, że ssaki mogą istnieć na takiej wysokości.
Myszy miały rację.
To odkrycie skłania nas do zastanowienia się: dlaczego niektóre zwierzęta mogą żyć wyżej niż ich bliscy krewni, którzy wymierają na niższych wysokościach?
Odpowiedź leży w tym, co dzieje się w ich ciałach.
Jak myszy przeżywają warunki na Marsie
Nie ma tu żadnej magii. Tutaj pracuje inżynieria.
Naukowcy porównali myszy żyjące na dużych wysokościach z ich krewnymi żyjącymi w pobliżu poziomu morza. Jeden gatunek, ale zupełnie inne warunki życia.
W warunkach laboratoryjnych symulujących wysokość 7000 metrów osobniki żyjące na dużych wysokościach nie tylko przeżyły, ale także czuły się wspaniale. Zatrzymywały ciepło skuteczniej niż myszy zwykłe, nawet w warunkach niedoboru tlenu i niższych temperatur.
To jest krytyczne. Wytwarzanie ciepła wymaga energii. Do spalania „paliwa” potrzebny jest tlen. W przypadku większości gatunków obliczenia te zawodzą.
Mysz andyjska uszatka rozwiązuje ten problem.
Mięśnie maratończyków
Ich tkanka mięśniowa nie jest taka jak u sprintera.
Jest wypełniony mitochondriami, maleńkimi „elektrowniami” komórki. Więcej mitochondriów oznacza większą produkcję energii. Utrzymuje to ciągły proces metaboliczny, zapewniając ciepło podczas długich nocy z lodowatym wiatrem.
Są bardziej podobni do maratończyków niż do sprinterów.
Graham Scott ujął to wprost.
Te myszy nie eksplodują z dużą szybkością. Wytrzymują. Zarządzają zapasami tlenu jak profesjonaliści.
To kwestia wydajności.
Ukryte źródło paliwa
Tłuszcz ratuje życie na tej wysokości.
Większość zwierząt spala glukozę lub białka. Jest to zbyt „brudny” proces z niskimi zyskami, gdy brakuje powietrza.
Myszy z uszami w kształcie liści korzystają z rezerw tłuszczu. Pali się mocniej i dłużej. Paliwo to napędza zarówno dobrowolne ruchy, jak i brązową tkankę tłuszczową, wyspecjalizowaną strukturę, która wytwarza ciepło bez dreszczy.
Jest to konieczne, aby zachować czujność i ciepło w lodowatej pustce.
Ale problemem nie jest tylko upał.
Co właściwie jedzą myszy alpejskie?
Na wysokości 22 000 stóp nie ma krzaków. Nie ma bujnych pastwisk. Tylko kamienie. Być może jakieś porosty. Owady przenoszone przez porywy burzy. Nasiona przyklejone do butów.
Albo pióra.
Markery genetyczne wykazują adaptacje w sposobie przetwarzania nietypowej żywności. Opracowali skuteczniejsze systemy detoksykacji, aby radzić sobie z toksynami znajdującymi się w nieznanych roślinach lub materiale grzybowym na nagich zboczach wulkanu.
To była ślepa plamka dla naukowców.
Skupiamy się na niskim poziomie tlenu… ale kluczowy był sposób, w jaki te zwierzęta radzą sobie z pożywieniem.
Scott przyznaje, że przeoczyli ten szczegół.
Adaptacja do zimna wymaga jednego zestawu genów. Kolejną kwestią jest możliwość przetwarzania żywności „niskiej jakości”. Życie na szczycie wymaga obu.
Przekraczanie granic
Natura jest uparta.
Jest gotowa przekraczać granice pod presją okoliczności. Te myszy nie przeżywają dzięki jednej supersztuce.
To jest kompleks. Mięśnie. Mitochondria. Metabolizm tłuszczów. Trawienie. Produkcja ciepła.
Wszystkie te mechanizmy są skonfigurowane w tandemie.
Badanie opublikowano w czasopiśmie Science, jednej z najbardziej szanowanych publikacji naukowych. Pokazuje, że adaptacje umożliwiające zwierzętom przetrwanie w środowiskach na ekstremalnie dużych wysokościach to raczej złożone, wielowarstwowe systemy niż proste rozwiązania.
W miarę jak zmienia się klimat na całym świecie, odkrycia te stają się z każdym dniem coraz bardziej istotne.
Temperatury się zmieniają. Jedzenie ulega transformacji. Jest mało tlenu, a stres się kumuluje. Zwierzęta muszą stawić czoła wszystkim tym czynnikom jednocześnie.
Przyzwyczailiśmy się myśleć, że to tylko kwestia ciepła.
Rzadko kiedy jest to takie proste.
Mysz uszatka udowadnia, że granice często są fałszywe. Dopóki coś nie udowodni, że jest inaczej.
Który gatunek jako następny przepisze zasady?
