Naukowcy z Polski po raz pierwszy zaobserwowali, że temperatura niektórych części ciała niehibernujących ssaków może spadać do kilku stopni C poniżej zera i nie spowoduje to uszkodzeń ciała. Chodzi o ogony dzikich myszy leśnych oraz polnych – podaje Polska Agencja Prasowa.
Kiedy w chłodne dni otulamy się ciepłymi ubraniami i wkładamy zimowe obuwie, chowamy w ogrzewanych domach, smarujemy skórę tłustymi kremami – pomyślmy o myszarkach polnych i leśnych. Te małe, powszechnie występujące w Polsce gryzonie nie zapadają w sen zimowy i nawet w trzaskający mróz muszą wyruszyć na poszukiwanie jedzenia. Jeśli nawet ich drobne ciała są jakoś w stanie przetrwać zimę, to jak możliwe, że odmrożeniu nie ulegają ich cienkie, słabo owłosione, mające kontakt z zimnych podłożem ogony?
CZYTAJ: Czego szukaliśmy w Internecie w 2024 roku? Są hasła ważne dla Lubelszczyzny!
I tu jest właśnie zaskoczenie: naukowcy po raz pierwszy zaobserwowali, że temperatura skóry ogonów dzikich myszy ma mniej więcej taką temperaturę, jak podłoże i spada zimą do kilku stopni Celsjusza poniżej zera. Mimo to ogony pozostają ruchliwe i sprawne. Taka obniżona temperatura zamarzania była dotąd obserwowana w ciele niższych kręgowców: ryb i płazów, a także u niektórych ssaków podczas hibernacji, ale już nie u aktywnych ssaków. Badania naukowców z Instytutu Psychologii PAN i Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego opisano w prestiżowym „Scientific Reports”.
Jak powstają odmrożenia?
Cząsteczki wody, zamarzając, się krystalizują. Zamarzająca woda zwiększą objętość, a kryształki lodu mogą przerywać ciągłość struktur biologicznych i są dla organizmu niebezpieczne. – Za dogmat przyjmuje się, że obniżenie temperatury środowiska, w którym przebywają komórki ssaka do temperatury poniżej zera stopni Celsjusza powoduje tworzenie się kryształów wody w tym środowisku. Kryształy te powstają też w samych komórkach, co ostatecznie powoduje ich nieodwracalne uszkodzenie i co za tym idzie – ich nieuchronną śmierć. Tak powstają odmrożenia tkanek, a nawet całych narządów – szczególnie tych peryferycznych, a więc ciągle wystawionych na mróz, jak uszy, ogony, kończyny (stopy, dłonie, palce), nosy – powiedział w rozmowie z PAP jeden z autorów badania fizjolog dr hab. Piotr Bębas, prof. UW.
Przypadkowe odkrycie
Badacze obserwowali myszarki jesienią i zimą w ich naturalnym środowisku. Ustawili w terenie boksy doświadczalne z kamerami i wabili do nich myszy kremem orzechowo-czekoladowym. Ich badania dotyczyły czegoś zupełnie innego – tego, jak gryzonie reagują na zapach drapieżników.
– Przy analizie nagrań zauważyliśmy jednak coś ciekawszego: przy dużych mrozach myszarki zaczynały zawijać ogon wokół grzbietu. I tak przez przypadek odkryliśmy nieopisany dotąd mechanizm behawioralny chroniący mysi ogon przed mrozem – mówił psycholog dr hab. Rafał Stryjek z Instytutu Psychologii PAN.
Jeszcze bardziej zaskakujące
Naukowcy, aby lepiej opisać ten nieopisany wcześniej w literaturze naukowej odruch bezwarunkowy, zainstalowali w boksie termometry i kamery termowizyjne. Odkryli wtedy jeszcze bardziej zaskakującą rzecz: okazało się, że temperatura ogona spadała nawet do minus 5 stopni C, zanim myszarka zaczynała go chronić na grzbiecie. – Wyzwalany jest wtedy najprawdopodobniej bezwarunkowy (tzn. wrodzony i automatyczny) odruch zawijania ogona, chroniący tę część ciała przed odmrożeniem – dodał psycholog.
– Gdyby myszarka traciła przez ogon dużo energii, to owijałaby go wokół ciała, zanim jego temperatura spadłaby poniżej zera stopni Celsjusza. Widocznie w umiarkowanym chłodzie traci ona przez ogon tak mało energii, że nie opłaca się jej wtedy go ogrzewać. Gdyby było inaczej, to dobór naturalny by taką „nieroztropność” wyeliminował – skomentował prof. Rafał Stryjek.
Badacze z Warszawy stawiają hipotezę, że wewnątrz lodowato zimnego ogona krążenie jest zachowane, ale znacznie spowolnione. Wydaje się to konieczne do utrzymania komórek przy życiu. Niemniej jednak, mechanizm ten trzeba określić w dalszych badaniach.
W organizmie myszy – podejrzewali badacze – muszą występować jakieś substancje, np. enzymy czy mechanizmy fizjologiczne, które pozwalają obniżyć temperaturę zamarzania płynów tworzących środowisko, w którym znajdują się komórki skóry ogonów.
Naukowcy pobrali tkanki od dzikich myszarek w dwóch porach roku – latem i zimą – i przeprowadzili na nich testy badań biochemicznych. – W skórze ogonów myszy w czasie mrozu stwierdziliśmy podwyższoną (w porównaniu do skóry ogonów latem) ilość niektórych białek, będących źródłem peptydów oraz wolnych aminokwasów, ogromny wzrost glikozylacji białek (glikoprotein – białek modyfikowanych przez przyłączanie do nich cukrów), fosfolipidów i glicerolu, co sugeruje także udział tłuszczów w ochronie tkanek. To substancje oraz ich modyfikacje, które mogą obniżać temperaturę zamarzania wody zawartej w płynie tkankowym, krwi i w samych komórkach – tłumaczy prof. Piotr Bębas.
Wyjść poza laboratorium
Wyjaśnia, że badania te – prowadzone przy dość małych nakładach finansowych – pokazują, jak duże znaczenie mają badania fizjologiczne prowadzone w naturalnym środowisku. – Takich odkryć, jakie prezentujemy w naszej publikacji nie udałoby się dokonać, pracując wyłącznie na myszach i gryzoniach w laboratoriach – mówił prof. Bębas.
Tłumaczył, jak ważne okazuje się „wyjście poza laboratorium” z obserwacjami i analizami molekularnymi. Takie badania były dotąd głównie prowadzone w pomieszczeniach uniwersytetów i instytutów naukowych. Profesor podkreślił, że nadciąga czas, gdy ekologia behawioralna zostanie wzbogacona o wyniki badań ekofizjologicznych; to ukaże nam przyrodę w sposób o wiele bardziej wierny, bez „zanieczyszczania” wyników tym, co dotychczas uważaliśmy za najistotniejsze w analizach, a więc poprzez standaryzowanie środowiska, w którym prowadzimy obserwacje.
RL / PAP / opr. ToMa
Fot. Vojtech.dostal / wikipedia.org
