La popolare rivista scientifica danese Wiedenskab presenta cinque tipi di veri superpoteri tra i mammiferi. Ad esempio, una giraffa può tollerare un'enorme pressione sanguigna e le foche elefanti trattengono il respiro per molte ore. Gli scienziati raccontano come gli animali riescono in questo e se è possibile per una persona sviluppare gli stessi superpoteri.
Ti piace l'idea di installare un condizionatore d'aria nel tuo cervello o di trattenere il respiro per due ore? Alcuni mammiferi hanno poteri quasi soprannaturali.
Noi mammiferi abbiamo una cosa in comune: diamo alla luce bambini vivi. Successivamente, ci concentriamo su come educarli e nutrirli nel miglior modo possibile, principalmente con l'aiuto del nostro latte.
Ma mentre i principi fondamentali della fisiologia di tutti i mammiferi sono esattamente gli stessi, molti animali sono capaci di ciò di cui gli esseri umani non sono capaci.
L'incredibile adattabilità degli animali selvatici è stato l'argomento di una conferenza tenutasi recentemente all'Università di Aarhus. Su di esso, i ricercatori hanno condiviso la loro conoscenza di ciò di cui sono capaci gli animali in laboratorio, ma hanno prestato particolare attenzione a come si comportano nel loro ambiente naturale.
Proprio perché i principi di base della struttura del nostro corpo sono gli stessi, gli scienziati sperano che se si comprendono i superpoteri dei mammiferi, un giorno questa conoscenza possa essere utilizzata nello sviluppo di tecnologie e farmaci per il trattamento degli esseri umani.
Ad esempio, alcuni animali nel processo di adattamento hanno acquisito la capacità di raffreddare il cervello.
"Chiamiamo questo raffreddamento selettivo del cervello, e se un animale ha fame e sete, lo si può dire dalla temperatura del cervello", afferma Andrea Fuller, professore di fisiologia presso l'Università del Witwatersrand in Sud Africa.
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Andrea Fuller lavora sull'adattamento dei mammiferi alle dure condizioni climatiche del deserto del Kalahari nell'Africa meridionale. Le sue sabbie coprono un'area pari alla metà della Danimarca, e lì non c'è praticamente acqua.
Ma per molti animali, queste sono solo normali preoccupazioni quotidiane. In questo articolo daremo uno sguardo alle incredibili capacità di cinque animali selvatici che si sono adattati al loro habitat.
1. Aardvark raffredda il suo cervello
Per molti anni, la gente ha pensato che animali come l'aardvark, noto anche come "maiale della terra", sopravvivessero in condizioni estremamente calde e secche, soprattutto perché raffreddano attivamente il loro cervello.
Ecco come funziona il cosiddetto raffreddamento selettivo del cervello in molti grandi mammiferi (i primati sono piuttosto un'eccezione):
- Raffreddano il sangue che ha già donato ossigeno, cioè il sangue venoso.
- Una struttura speciale nella testa ti consente di creare qualcosa come un lago di sangue freddo.
- Il sangue caldo che è stato appena ossigenato nei polmoni, cioè il sangue arterioso, viaggia verso il sistema circolatorio attraverso questo lago e si raffredda prima di raggiungere il cervello.
"Quindi, la nostra conoscenza per molto tempo si è ridotta al fatto che gli animali che vivono nel deserto come gli oritteropi combattono il surriscaldamento del cervello in questo modo", dice Andrea Fuller, che studia i meccanismi di adattamento dei mammiferi alla vita nel deserto.
Gli animali del deserto non possono permettersi di sudare
Ecco come funziona il cosiddetto raffreddamento selettivo del cervello in molti grandi mammiferi (i primati sono piuttosto un'eccezione):
Raffreddano il sangue che ha già donato ossigeno, cioè il sangue venoso.
Una struttura speciale nella testa ti consente di creare qualcosa come un lago di sangue freddo.
Il sangue caldo che è stato appena ossigenato nei polmoni, cioè il sangue arterioso, viaggia verso il sistema circolatorio attraverso questo lago e si raffredda prima di raggiungere il cervello.
"Quindi, la nostra conoscenza per molto tempo si è ridotta al fatto che gli animali che vivono nel deserto come gli oritteropi combattono il surriscaldamento del cervello in questo modo", dice Andrea Fuller, che studia i meccanismi di adattamento dei mammiferi alla vita nel deserto.
Gli animali del deserto non possono permettersi di sudare
"Ma il sistema più sensibile al calore del corpo è l'intestino e cuocerà prima del cervello", afferma Andrea Fuller.
La sua ricerca mostra che gli animali non stanno solo condizionando il loro cervello per salvare le loro vite (il che non costerà molto se il loro intestino bolle).
Raffreddano il cervello per controllare la sudorazione, che è regolata dal cervello. Aardvark utilizza semplicemente il condizionamento interno per tenere sotto controllo la perdita di acqua nel sudore, che è essenziale in un ambiente dove c'è poca o nessuna acqua.
Questa è una capacità super utile per raffreddare il cervello in caso di carenza d'acqua in modo da prevenire un segnale di sudorazione poco pratico.
Puoi leggere di più sul raffreddamento del cervello dell'aardvark e sulla ricerca sui grandi mammiferi che vivono a temperature elevate in un articolo gratuito del 2014 pubblicato sulla rivista Physiology.
2. Riccio e altri ibernati
In inverno, il riccio entra in un profondo letargo tra ramoscelli e foglie appassite, riducendo il consumo energetico del corpo solo al 4% del normale metabolismo.
In confronto, il nostro minimo assoluto durante il sonno è il 65% del nostro normale metabolismo.
In altre parole, il riccio è pronto a rimanere nello stato "in scatola" per molto tempo. Tutto nel suo corpo durante l'ibernazione avviene molto lentamente.
Un tale stato in una persona sarebbe un grande passo avanti quando si eseguono operazioni complesse. Per non parlare dell'obiettivo più interessante: un viaggio nello spazio su Marte.
In che modo l'ibernazione può essere utile per una persona?
Anche orsi e innumerevoli piccoli roditori possono ibernare e in alcune specie di uccelli si osservano condizioni simili al letargo.
Gli esseri umani non sanno come - ancora - ma vorrebbero imparare da esperti in questa materia che possono mantenere il corpo in funzione con il minimo consumo di energia.
Un nuovo studio mostra che l'abbassamento naturale della temperatura corporea può avere un grande potenziale nella riabilitazione delle persone che hanno subito un arresto cardiaco.
E noi? Una nuova ricerca suggerisce che in effetti non è lontano il tempo in cui ci saranno trattamenti simili al letargo degli animali.
3. L'elefante marino vive sotto un (enorme) specchio d'acqua
Nonostante il loro aspetto insolito, gli elefanti marini possono immergersi 50 volte al giorno fino a una profondità di oltre 2mila metri e rimanere tranquillamente sott'acqua per due ore, sebbene di solito si immergano "solo" per circa mezz'ora.
Noi di Wiedenskub abbiamo recentemente scritto di subacquei filippini, che possono anche immergersi per un periodo più lungo di noi, il resto degli abitanti della terra. Ma anche i subacquei addestrati e possibilmente geneticamente adattati possono trattenere il respiro per "solo" cinque minuti.
Non sorprende che gli esperti chiamino elefanti marini i più duri subacquei d'altura del mondo. Comprese le balene.
“Uno dei nostri elefanti marini è rimasto 15 minuti a una profondità di 2.000 metri, dopo soli tre minuti a riemergere per respirare l'aria. Trascorrono il 90% del loro tempo sott'acqua. Questi animali non sono "subacquei", ma vivono sott'acqua ", conclude Mike Fedak, professore emerito alla St Andrews University in Scozia, che lavora da molti anni con gli elefanti marini.
Questa conclusione è supportata dal fatto che gli elefanti marini non si preoccupano di fare un leggero pisolino a una profondità di 400 metri.
Le foche elefanti possono controllare la funzione cardiaca
Durante l'esperimento, quando gli elefanti marini nuotavano in una vasca chiusa e la finestra attraverso la quale si poteva accedere all'aria veniva chiusa di tanto in tanto, Mike Fedak osservava l'elefante marino deliberatamente fermare il suo cuore, non appena lo scienziato allungava la mano verso il portello.
Solo di recente ci sono state prove convincenti che i mammiferi subacquei hanno il controllo perfettamente cosciente della loro frequenza cardiaca.
Inoltre, i mammiferi subacquei controllano il loro flusso sanguigno per inviare ossigeno nel sangue agli organi che ne hanno più bisogno. Ad esempio al cervello e al cuore, mentre il resto dei muscoli deve accontentarsi delle proprie riserve di ossigeno.
Cioè, gli elefanti marini sono esperti nella gestione del proprio flusso sanguigno, e questo si vede chiaramente dal modo in cui la frequenza cardiaca rallenta improvvisamente con un gesto della mano dello scienziato.
È molto interessante come e quando le foche elefanti lo fanno in natura. Questo spiega la loro capacità di immergersi per così tanto tempo?
Collaborazione in alto mare a beneficio di tutti
Mike Fedak e gli scienziati oceanici che vogliono capire come si comportano gli oceani e come influenzano i cambiamenti climatici hanno stretto una partnership insolita.
Dotati di sensori che misurano, ad esempio, la temperatura dell'acqua e la salinità e inviano un segnale GPS, gli elefanti marini aiutano gli oceanografi a studiare gli strati profondi dell'oceano, mentre Mike Fedak acquisisce preziose informazioni sul comportamento degli animali in profondità.
Per ulteriori informazioni su questa collaborazione, in cui le foche stanno sostituendo un'intera nave di scienziati, vedere il sito Web MEOP: Marine Mammals Exploring the Oceans Pole to Pole.
4. La pressione sanguigna della giraffa avrebbe dovuto ucciderlo
Molte caratteristiche sono associate alla grande distanza dal cuore al cervello di una giraffa, che richiede adattamenti speciali.
Il professor Tobias Wang, professore di biologia all'Università di Aarhus, è stato in prima linea nella ricerca sul collo, le gambe e il cuore della giraffa per molti anni con Kristian Aalkjær.
Il cuore di una giraffa dovrebbe pesare venti chilogrammi, dice una barzelletta. In effetti, una giraffa ha bisogno di una pressione impressionante per far arrivare il sangue lungo quel lungo collo al suo cervello - e ci si sente benissimo.
La giraffa ha un cuore grasso
Ma il peso del cuore di una giraffa è solo mezzo percento del peso corporeo totale, proprio come il nostro.
Ha pareti extra spesse delle camere cardiache, che forniscono una pressione sanguigna extra, secondo i nuovi risultati della ricerca presentati alla conferenza.
5. L'alpaca rimane mezzo cucciolo per tutta la vita
Nella pancia di tua madre, hai usato anche questa: un super tipo di proteina chiamata emoglobina, che lega e trasporta l'ossigeno nel nostro sangue.
In un feto, l'emoglobina è rossa come quella della madre, ma poiché deve spostare l'ossigeno dal sistema circolatorio della madre al sistema del bambino, ha una maggiore capacità di legare l'ossigeno. Questo è caratteristico dell'emoglobina di tutti i bambini mammiferi fino alla nascita.
Questo è usato dall'alpaca. Trascorre la sua vita in alta montagna, dove l'aria è rarefatta. Gli animali ordinari lì dovrebbero respirare molto più velocemente per ottenere abbastanza ossigeno.
A differenza di noi, del resto, l'alpaca semplicemente non rinuncia alla sua emoglobina infantile, per quanto riguarda il sangue, rimane un bambino per tutta la vita.
Molti animali vivono in altitudine
Esistono diversi esempi di soluzioni intelligenti per vivere in alta montagna. Si parlava di yak alpini in natura; topi, pecore e uccelli hanno tutti i propri modi per sopravvivere in quota.
"Molto spesso, gli animali risolvono almeno una parte del problema" modificando "o apportando piccoli aggiustamenti all'emoglobina che trasporta l'ossigeno nel sangue", afferma Roy Weber, professore emerito presso il Dipartimento di Scienze Biologiche dell'Università di Aarhus, autore di un articolo di revisione sull'adattamento degli animali a vita in condizioni di alta montagna.
Così abbiamo imparato un po 'su alcuni dei gadget impressionanti che hanno i nostri cugini e cugini evolutivi.
In fondo, tutti i mammiferi intorno a noi sono proprio come noi, quindi forse un giorno saremo in grado di apprendere e adottare alcune delle loro straordinarie capacità. La scienza lo dimostrerà.
Inge G. Revsbech
