Kolibrier kan flyve næsten uden ilt
Kolibriernes superhurtige vingeslag er nogle af de mest energikrævende bevægelser i dyreriget. Alligevel kan kolibrier flyve i over 4.000 meters højde, hvor der næsten ikke er ilt. Nu ved forskere, hvordan det kan lade sig gøre.

Kolibrier har ændret på genetikken i deres røde blodlegemer for at kunne flyve oppe i Andesbjergene, hvor der næsten ikke er nogen ilt. (Foto: <a href="http://www.shutterstock.com/index-in.mhtml" target="_blank">Shutterstock</a>)

Kolibrier har med deres meget hurtige vingeslag et stort behov for ilt – faktisk et af naturens største.

Alligevel flyver der kolibrier rundt over bjergtoppene i Andesbjergene, hvor der næsten ingen ilt er.

Nu har et internationalt forskerhold med dansk deltagelse fundet ud af, at de højtflyvende kolibrier har nogle helt specielle genetiske tilpasninger to steder på den iltbærende del af deres røde blodlegemer. Disse to tilpasninger gør dem i stand til at optage ilt særdeles effektivt i de store højder.

Samtidig har forskerne også fundet ud af, at lavtflyvende kolibrier har nogle andre genetiske tilpasninger på præcis de samme steder på genomet.

Resultatet af forskningen peger på, at kolibriens forfader på et tidspunkt har ligget et eller andet sted lige midt imellem, og så har de forskellige kolibriarter justeret to steder på genomet for at tilpasse sig forskellige ilt-miljøer.

»Det er utroligt at se, at så få mutationer kan have så stor betydning for et dyrs evne til at kolonisere nye miljøer. Det vidner om en ekstremt grad af tilpasningsevne,« fortæller en af forfatterne bag det nye studie, lektor Angela Fago fra Aarhus Universitets Institut for Bioscience – Zoofysiologi.

Det nye forskningsresultat er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift PNAS.

Kolibrier er omstillingsparate

Resultatet af det nye studie er ifølge forskerne interessant, da det tegner et billede af nogle meget tilpasningsvillige kolibrier.

Det betyder formentlig, at der skal relativt få genetiske ændringer til, før kolibrier også i fremtiden kan tilpasse sig nye områder med andre iltkrav.

Dermed skal vi måske ikke frygte for kolibriernes fremtid i samme grad, som vi skal for andre dyrs.

»Det ser ud til, at nogle dyr, som eksempelvis kolibrier, kan tilpasse sig nye miljøer relativt hurtigt ved få genetiske ændringer. Andre dyr kan have sværere ved at tilpasse sig, da det måske kræver større genetiske omorganiseringer. Denne viden giver en indsigt i, at der måske skal tages ekstra hensyn til nogle arter i naturbevaringsarbejde, mens andre arter er genetisk bedre rustet til at tilpasse sig kommende ændringer i miljøet,« siger Angela Fago.

Blod og gener undersøgt

Fakta

Kolibrier er blandt verdens mindste fuglearter. Den mindste kolibri er den kun 5 centimeter lange bikolibri, der vejer helt nede omkring 1,6 gram.

Kolibrier har evnen til at stå stille i luften, samtidig med at deres vinger basker op imod 80 gange i sekundet. Kolibrier er desuden den eneste fugleart, der kan flyve baglæns.

For ikke at overforbruge energi kan kolibrier gå i dvale om aften og natten, når temperaturen falder. Her kan kolibriens energiforbrug falde til en femtendedel af normalen.

Kolibrier lever af nektar, som de suger ud af blomster med deres lange næb.

Kilde: Smithsonian National Zoological Park

I studiet har forskerne været rundt i Andesbjergene og indfanget kolibrier, som de har taget blodprøver fra.

Blodprøverne har forskerne brugt til at kortlægge den genetiske sekvens bag den iltbærende del af de røde blodlegemer – hæmoglobinet – hos de forskellige arter.

Her viste det sig, at de specifikke mutationer i de højtlevende kolibrier gør, at hæmoglobinet binder ilt meget bedre, og derfor kan blodet blive iltmættet selv ved et meget lavt iltindhold i luften.

Derfor kan nogle kolibriarter overleve i 4.000 meters højde.

De mere jordnære kolibrier har til gengæld rigeligt med ilt, så for dem er det vigtigere, at hæmoglobinet kan give slip på ilten igen, så den kan blive frigivet til musklerne.

»På den måde har forskellige kolibriarter skruet op og ned på hæmoglobinets evne til at binde ilt afhængigt at det miljø, de lever i,« forklarer Angela Fago.
Sammenligner man kolibrierne med mennesker, griber kolibrierne problematikken omkring iltmangel i højderne anderledes an, end vi gør.

Hvis vi udsættes for et iltfattigt miljø i længere tid, har vi ikke nogen genetiske tilpasninger, der kan hjælpe os til at fungere normalt. I stedet producerer vi flere røde blodlegemer for på den måde at få nok ilt rundt i blodet alligevel.

Laver stamtræ over kolibrierne

Den nye forskning kan foruden en større indsigt i kolibriernes iltoptag også bruges til at lave et stamtræ over kolibrier som slægt.

Med den store mængde genetisk materiale, kan forskerne nu gå i gang med at identificere genetiske forskelle, der adskille den ene kolibriart fra den anden.

Denne information kan forskerne bruge til at lave et stamtræ og finde ud af, hvem kolibriernes stamfader var, og hvordan denne art så ud – i hvert fald genetisk.

»Det har nok ikke den store relevans for menneskers sundhed eller lignende, men for os zoofysiologer er det ganske interessant,« siger Angela Fago.