М'язи каланів дозволяють витрачати багато енергії на тепло.
Вода проводить тепло набагато краще, ніж повітря. Тому морським теплокровним тваринам потрібно весь час думати, як би не замерзнути - особливо, якщо ти живеш в північних морях або поруч з Антарктикою. З одного боку, тут допомагають великі розміри: чим ти більший, тим більше тепла збережеш всередині себе. З іншого боку, у морських звірів є потужна теплоізоляція - шари жиру під шкірою.
Але як у такому випадку бути каланам? Це найменші з морських ссавців (до 1,5 м в довжину і масою до 39 кг), жирових запасів у них особливо немає, а живуть вони в північній частині Тихого океану, в не самих теплих водах. У каланів досить щільний хутро, вважається, що навіть найщільніший серед звірів, але і він не може захистити від занадто великих тепловтрат у воді.
Звичайно, є ще обмін речовин: можна спалювати побільше калорій, направляючи їх на обігрів. Дійсно, метаболізм у каланів дуже інтенсивний для ссавців, вони витрачають в три рази більше енергії, ніж інші звірі такого ж розміру (і тому повинні багато їсти - маса їжі, яку калан з'їдає за день, становить 25% від маси тіла). Але який механізм інтенсивного каланого метаболізму?
Співробітники Техаського університету A&M вивчали зразки м'язів каланів, взяті як у дорослих тварин, так і у дитинчат. Дослідники оцінювали, скільки кисню поглинають м'язи каланів порівняно з м'язами людей, їздових собак і морських слонів. За витратою кисню можна судити про те, як працюють енергетичні станції клітини - органели мітохондрії.
Сенс усіх енергетичних реакцій у тому, щоб перегрупувати протони (іони водню) на мембрані мітохондрій. Виходить щось на зразок греблі на річці: по один бік мембрани іонів стає багато, а по інший - мало. І ось коли різниця в протонах виявиться достатньою, вони починають бігти назад і одночасно запускають фермент, що синтезує АТФ - головну енергетичну молекулу клітини (енергію з АТФ можна легко дуже добути назад і витратити там, де потрібно). Протони працюють, як вода в гідроелектростанції, обертаючи турбіну, яка дає електричний струм.
Але буває, що протони в мітохондріях працюють вхолосту. Скупчившись на одному боці мембрани, вони перетікають назад в обхід того ферменту, який синтезує АТФ. І в таких випадках їх енергія йде в тепло. Саме так калани і зігріваються. Скелетні м'язи займають у тілі звірів 40-50% маси тіла, і якщо у всіх м'язах йдуть такі теплові витоки, цього достатньо, щоб зігріти все тіло. Притому калани не тремтять - їхні м'язи не скорочуються, вони дають тепло в стані спокою.
Такий же механізм працює у дуже дрібних гризунів з надзвичайно інтенсивним обміном речовин. Однак у статті в Science сказано, що у каланів мітохондріальна пічка гріє тіло набагато ефективніше. Дослідники вважають, що калани якось регулюють її роботу, зігріваючись тоді, коли потрібно. Якби так багато енергії витікало в тепло у якогось іншого звіра, це говорило б про надзвичайно неефективний обмін речовин. Але у каланів енергетична неефективність перетворилася на перевагу.
За матеріалами ScienceNews