Havets sene unge sønner vokser ikke som de tidlige • Polina Loseva • Videnskabsnyheder om "Elements" • Zoologi, etologi

Sen ung sonyhave vokser ikke som den tidlige

Eliomys quercinus) "border = 0>

Fig. 1. Garden Dormouse (Eliomys quercinus). Disse små (voksne individer vokser op til 10-15 cm uden at tage højde for halen, som normalt er lidt kortere end kroppen), gnavere er almindelige i Europa, især i den sydvestlige del. Sony er primært aktiv i skumringen og om natten. De er omnivorøse – de fodrer med planteføde og insekter, men de kan til tider spise andre små gnavere eller kyllinger. Billeder fra commons.wikimedia.org

Dyr kan bruge den energi, de får fra fødevarer på forskellige måder: at spare ressourcer til fremtidig brug eller til at bruge dem på vækst. Men de maksimale mulige vækstrater opnås sjældent og kun under ugunstige forhold. Dette sker med den unge sony i haven fra andet kuld: de er født 2-3 måneder senere end deres ældre brødre og søstre og bør have tid til at indhente deres udvikling før koldt vejr. I en nylig undersøgelse fandt forskerne, at en ung kulds livsstil og stofskifte er speciel: For at overleve skal de spare fedt før fødslen, og så spiser de og sover mere.

Nyfødte dyr er generelt mere sårbare end voksne. Derfor er det rentabelt for dem at vokse så hurtigt som muligt. Men de unge vokser oftest ikke så hurtigt som muligt.Dette kontrolleres ved et sådant eksperiment: Du kan måle standardvæksten i kontrolgruppen og holde eksperimentelgruppen et stykke tid under stressede forhold – for eksempel når der er mangel på mad. Det viser sig, at så snart den sultende gruppe får mulighed for at spise fuldt ud, vil vækstraterne straks overtage kontrolgruppen.

Spørgsmålet opstår: Hvorfor dyr hæmmer deres egen vækst, hvis det er rentabelt at vokse så hurtigt som muligt? Der er forskellige overvejelser på denne score. Den første er praktisk: jo mere et dyr spiser, jo mere tid det tilbringer på jagt efter mad og jo større er chancen for at blive set og spist af en rovdyr. På grund af dette kan enkeltpersoner få en fordel, hvem skjuler mere tid og derfor spiser mindre og vokser langsomt.

Den anden overvejelse er fysiologisk: hurtig vækst medfører ofte negative virkninger for hele kroppen. Eksperimenter på fugle, fisk og pattedyr har vist, at fremskyndet vækst kan føre til en reduktion af livet, nedsat frugtbarhed og svækkelse af kroppen (for eksempel i fugle, bliver fjer mere skrøbelige, se NB Metcalfe, P. Monaghan, 2003. Vækst i forhold til levetid: perspektiver fra evolutionær økologi)

Denne kendsgerning kan gives flere forklaringer.På den ene side, hvis dyret vokser hurtigere end normalt, kan det skyldes, at levevilkårene i barndommen ikke tillod det at vokse (det var koldt eller der var ikke nok mad). På samme tid kan der opbygges mangler ved tidlig udvikling, som så vedvarer i en levetid. Du kan forestille dig, at cellerne blev langsomt opdelt, og de dannede ikke nok. Så begynder kroppen at indhente og vokse, men celledeling i nogle organer (for eksempel nervesystemet) er ikke længere muligt. I dette tilfælde opstår der ikke problemer på grund af vækst, men på grund af de gældende levevilkår. Men på den anden side bør disse defekter ikke forekomme under normale forhold, når kroppen forsøger at vokse hurtigt på den måde. Der er dog en fangst her. Jo mere et dyr spiser, jo mere er dets celler nødt til at udvinde energi fra mad. Dette kræver ilt, og dette element er meget aktivt og kan danne frie radikaler. Radikaler beskadiger andre cellemolekyler, herunder DNA, og oxidativ stress udvikler sig, og cellen stopper opdeling. Og med den hurtige vækst af sådanne beskadigede og ikke-dividende celler bliver større – dette er den bageste side af den accelererede vækst.

Men den unge sonyhave skal risikere. I det sydlige område (i Middelhavet og Sydeuropa) har dormouse tid til at bringe to afkom i en sæson. Hun har lidt tid til dette: hun vågner op i april og falder i søvn i oktober-november. Samtidig varer graviditeten omkring en måned og tager omkring en måned at fodre. Derfor er unger af det første kuld mindst to måneder ældre end deres yngre brødre og søstre. Og i eksperimentet, der blev sat af forskere fra Østrig og Frankrig, var forskellen tre måneder (det første kuld i maj, det andet – i august). Hele vinteren kommer på skema. Du kan selvfølgelig udskyde dvaletilstanden for at vokse og "opføre fedtet", men ikke i tre måneder. Det betyder, at det yngre kuld skal fremskynde sin udvikling. Forskere har kontrolleret, hvilke mekanismer der hjælper yngre sovesale til at vokse hurtigere, og hvilke kortsigtede virkninger denne accelererede vækst forårsager.

Væksthastigheden af ​​organismen afhænger af forholdet mellem energi absorberet fra mad og forbrugt energi. Kroppen kan bruge energi på forskellige måder: Forskellige former for aktivitet, vækst (celledeling, syntese af biopolymerer) eller på reserver i form af fedtvæv.Sen-sony-unger skal indhente deres ældre brødre på to måder på én gang: Kropsstørrelse og fedtreserver er tilstrækkelige til at overleve vinteren. Derfor skal de spare på den daglige aktivitet. Til dette bruger sony en del af dagtimerne (de er natlige dyr) i tilstanden af ​​en dagligdagstid – følelsesløshed, tæt på dvale. Samtidig falder deres temperatur og deres metabolske processer sænker, de bliver næsten koldblodede. Ved at ændre forholdet mellem absorberet energi og forbrugt energi regulerer Sony væksten.

Undersøgelsesforfatterne observerede opførelsen af ​​4 grupper af kalve. Blandt dem var både tidlige og sene. Hver af disse grupper blev også opdelt i to dele: nogle var fuldt fodret (ad libitum, indtil mætning), blev den anden udsat for tilfældig sult (venstre uden mad i 24 timer to gange om ugen, hvor sultens dage blev valgt tilfældigt). Samtidig overvågede forskerne forskellige Sonys fysiske parametre: væksthastigheden og ophopningen af ​​fedt, dagens tilstand, dvaletid og udgang fra det, frugtbarhed i næste sæson. Her er hvad der blev fundet.

Senere er født mindre end de tidlige, men de voksede dobbelt så hurtigt og fangede de første i en halvanden time (figur 2, venstre).Samtidig blev senkalve født med en større masse fedt, men da de kom ind i dvale, var de tidlige stadig tykkere. Det er vigtigt, at disse parametre ikke var afhængige af kosten.

Fig. 2. Til venstre – Ændring i ungdomshaveens kropslængde med tiden (her og i de følgende grafer er gennemsnitsværdierne angivet af grupper), til højre – energi forbruges af dem (i MJ). Betegnelser: EB – kalve fra tidlig kuld (tidlig født), LB – fra sent (født sent), AL – fuld ernæring (ad libitum); IF – intermitterende fastende (intermitterende fastet). Observation af de tidlige kalve varede længere, da de havde mere tid før dvaletilstand. Billede fra artiklen i diskussion eLIFE

Niveauet af stofskifte blev bestemt ved iltforbrug. I alle hvalpe faldt det gradvist som dvaletilstand. På samme tid var det lavere i de sene kalve om natten end i de tidlige, og i de sultne var det lavere end i dagsmaden. Energibesparelsesstrategien for forskellige unger var også anderledes. Sony af det første kuld øgede forbruget gradvist, nåede langsomt toppen og reducerede det lige før dvaletilstand. Sony af andet kuld begyndte at spise meget, så snart de blev uafhængige.De spiste som helhed mere og nåede deres ældre brødres niveau meget hurtigere (fig. 2, højre).

Senere hvalpe begyndte at falde i en tilstand af stupor tidligere (en måned efter at være uafhængige) end de tidlige (to måneder senere). Samtidig greb de hurtigt op med de ældre brødre i torpor-frekvensen og overtog dem med gennemsnitlig varighed. Interessant nok spillede kosten her en rolle – de, der blev fodret mindre, "sov" i gennemsnit mere og mere og sparer energi (figur 3).

Fig. 3. Frekvens (til venstre) og den gennemsnitlige varighed af torpor på haven sony. Betegnelser er de samme som i fig. 2. Billede fra diskuteret artikel i eLIFE

Samtidig faldt både den tidlige og den sene kalve, med dvaletilstanden, tidspunktet for den daglige aktivitet. Senere kalve sparer dog mere: de var aktive i halv tid end de tidlige (figur 4).

Fig. 4. Daglig aktivitet i haven sovesal, der deltager i eksperimentet (i minutter). Billede fra artiklen i diskussion eLIFE

Forskellen på tre måneder i fødselstiden kan ikke kompenseres fuldt ud, så de sene babyer dvale næsten halvanden og halvt efter de tidlige.Men samtidig havde de tid til at forberede sig selv med høj kvalitet – forskellige kuldsafvigelser var ikke forskellige på tidspunktet for opvågnen fra dvaletilstanden, heller ikke hyppigheden af ​​midlertidige vinteropvågninger eller kroppstemperaturen. Desuden adskiller de sene og tidlige hvalpe sig ikke efter kropsvægt (hvilket betyder, at de tidlige tabte mere). Kosten påvirker heller ikke dvaletilstanden.

Bekymringer om den reducerede evne af sent kuld til reproduktion er ikke blevet bekræftet. Tværtimod – den sene Sony var 18% mere produktiv end de tidlige. Men frugtbarheden faldt i sultende dormice (med 16% i forhold til fodret) og hos dem, der multiplicerede sent (sen kuld 30% mindre end de tidlige). Disse faktorer har imidlertid ikke påvirket afkommernes tilstand.

Ifølge resultaterne af disse målinger er det muligt at genoprette mekanismerne, der hjælper yngre sovesale til at indhente deres ældste. Forskelle begynder i livmoderen, fordi de sene babyer er født med bcirkamere fedt Det kan antages, at deres metabolisme ændres som reaktion på en reduktion i dagslystid. Samtidig udskiller moderens epifyse mere hormonmelatonin, som trænger ind i placenta og virker på afkom. Efter fødslen lever sene kalve mere intenst end de tidlige.De spiser mere og vokser hurtigere. Men for at reducere energiomkostningerne begynder de tidligere at falde i en tilstand af torpor i løbet af dagen, hvilket sparer på termoregulering under inaktivitet. True, torpor er ikke kompatibel med hurtig vækst, fordi det sænker kropstemperaturen og bremser metabolisme. Så i perioder med aktivitet, dormuses skal forbruge endnu mere mad, opstår en ond cirkel. Det er værd at sige her, at de eksperimentelle forhold er væsentligt mildere end naturlige, fordi fødevarer er mere tilgængelige, og dets søgning er ikke forbundet med faren for at rovdyr angriber. Så det er muligt, at døde børn i naturlige forhold er sværere. Torpor fungerer som beskyttelse mod manglen på mad – hvis energi er lavt, kan du reducere forbruget og vente på sulten tid. Dette er en generel strategi for alle Sony sønner.

Uventet var det faktum, at sene unger ikke taber, når de vinter. De har ikke bare tid til at vokse og akkumulere fedt, men ved vinterens afslutning er de ubestridelige fra de tidlige. Hertil kommer, at andre kalvearter i andre dyrearter ofte er mindre frugtbare bagefter.Dette kaldes "sølvskeffekten": de, der er heldige ved fødslen, som blev født på gunstige betingelser (det vil sige med en sølvske) vil blive mere succesrige i fremtiden. Men for dormice, i hvert fald i det første år af deres liv, blev denne virkning ikke observeret: Sen dormice reproduceres endnu mere aktivt end de tidlige. Det kan antages, at dette er en tilpasning til et forkortet liv. Hvis virkelig hurtigt voksende organismer lever mindre, så er det gavnligt for dem at formere sig hurtigere. Så viser det sig, at de sony sony sønner accelererer hele livet: hurtig vækst, hurtig overvintring, hurtig reproduktion og hurtig død. Sony lever imidlertid i omkring 5 år, så de langsigtede effekter af sen fødsel er endnu ikke bekræftet.

Kilde af: B. Mahlert, H. Gerritsmann, G. Stalder, T. Ruf, A. Zahariev, S. Blanc, S. Giroud. Til overlevelse og overlevelse, til vinter, overlevelse og fecundity // eLIFE. 2018. DOI: 10.7554 / eLife.31225.

Polina Loseva


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: