Naturens superkræfter: 5 utrolige tilpasninger hos pattedyr

Fælles for os pattedyr er, at vi føder levende unger. Dernæst prioriterer vi at opfostre og opfede dem efter bedste evne – ved hjælp af egen mælk i første omgang.

Men selvom den helt grundlæggende fysiologi i alle pattedyrs kroppe er ret ens, så kan flere pattedyr noget helt specielt, som vi mennesker ikke kan.

Vilde dyrs utrolige tilpasninger var temaet for en netop afholdt konference på Aarhus Universitet. Her delte forskerne deres viden om, hvad dyrene kan i laboratoriet, og især hvad de spontant gør ude i deres naturlige omgivelser.

\ Læs mere

Hvilke menneskelige egenskaber har dyr?

Netop fordi grundprincipperne i vores kroppe er de samme, håber forskerne, at deres indblik i pattedyrenes superkræfter en dag kan bruges til at udvikle teknologier og medicin til behandling af mennesker.

Eksempelvis er en af de specielle tilpasninger, som nogle dyr har, at køle deres hjerner.

»Vi kalder det selektiv hjernenedkøling, og hvis dyret sulter og tørster, kan det ses på hjernens temperatur,« forklarer Andrea Fuller, professor i fysiologi ved Witwatersrand University i Sydafrika.

Andrea Fuller arbejder med pattedyrs tilpasninger til et klima uden nåde – Kalahari-ørkenen i det sydlige Afrika. Den er omtrent halvdelen af Danmarks areal i sand, og her er vand en absolut mangelvare.

Men for mange dyr er det hverdagsdribling. I denne artikel ser vi på fem vilde pattedyrs forunderlige tilpasninger.

1. Aardvarken holder hjernen kold

I mange år har man troet, at dyr som aardvarken – måske bedre kendt som jordsvin – overlever den ekstreme varme og tørke dels ved aktivt at køle deres hjerner.

Den såkaldte selektive hjernenedkøling fungerer sådan her i flere større pattedyr (primater og heste undtaget):

• I næsen kan de nedkøle det blod, som har afleveret sin ilt – altså det venøse blod.
• En struktur i hovedet fungerer som en slags sø af det nedkølede blod.
• Det varme blod, som lige er blevet iltet i lungerne, det arterielle blod, løber i et netværk gennem søen, så det bliver afkølet, inden det når hjernen.

»På den måde undgår ørkendyr som aardvarken, at den værdifulde og følsomme hjerne overopheder, har tesen længe gået på,« forklarer Andrea Fuller, som forsker i store pattedyrs tilpasninger til ørkenlivet.

For dyrt for ørkendyr at svede

»Men det system i kroppen, som faktisk er mest følsomt for overophedning, er tarmen – den koger før hjernen,« fortæller Andrea Fuller.

Hendes forskning viser, at det ikke er direkte for at redde livet (som vil være mindre værd med en kogt tarm), at dyrene praktiserer hjerne-aircon.

De køler hjernen for at holde hjernens svede-respons i ave. Jordsvinet skruer simpelthen op for den indre aircondition for at holde snor i, hvor meget vand den mister ved fordampning – nu den lever i et absolut vandfattigt miljø.

At kunne sætte hjernen på køl, og derigennem droppe den dybt usmarte respons, som det er at svede, hvis du i forvejen mangler vand, det er da en brugbar superkræft.

Du kan læse mere om jordsvinets kølige hjerne og forskningen i store pattedyr under varmevægtens åg i en frit tilgængelig oversigtsartikel fra 2014 publiceret i tidsskriftet Physiology.

2. Pindsvinet og de andre, som vintersover

Om vinteren sover pindsvinene deres dybe vintersøvn imellem grene og visne blade og skruer ned for kroppens forbrug af energi til kun omkring fire procent af normalt stofskifte.

Til sammenligning er vores absolutte minimum under søvn på 65 procent af normalt stofskifte.

Pindsvinet får med andre ord madpakken til at vare rigtig længe. Alting går virkelig langsomt i kroppen under vintersøvnen.

En lignende tilstand kunne gøre en stor forskel ved store operationer i mennesker. For ikke at tale om det ultimative perspektiv; rumrejsen til Mars.

Hvad kan vintersøvn gøre for mennesker?

Også bjørne og utallige små gnavere kan gå i vintersøvn, og en form for dvale kendes hos enkelte arter af fugle.

Mennesker kan ikke – endnu – men vi vil gerne lære af eksperterne i at holde kroppen kørende på et minimum af energiforbrug.

Ny forskning viser, at bare den uproblematske sænkning i kropstemperatur har stort potentiale for at hjælpe mennesker efter hjertestop.

Dvalens mange ansigter kan du læse mere om i artiklen ‘Sådan sætter dyrene kroppen på pause for at overleve‘.

Og hvad er så i det for os? Ja ny forskning tyder på at behandlinger kopieret fra dyrenes vintersøvn ikke er så langt væk endda – læs mere i artiklen ‘Vintersøvnens startknap kan måske snart nedkøle mennesker‘.

3. Elefantsælen lever livet under (meget) vand

Deres specielle udseende til trods kan elefantsæler (også kaldet søelefanter) dykke 50 dybe dyk om dagen ned til over 2.000 meters dybde, og de bliver gerne under overfladen i over to timer, selvom de hyppigste dyk ‘kun’ er på cirka en halv time.

Her på Videnskab.dk skrev vi for nyligt om fillipiske havnomader, som også kan dykke længere end os andre landvante. Men selv meget trænede og muligvis genetisk tilpassede dykkere holder ‘kun’ vejret i fem minutter.

Det er intet under, at eksperterne kalder søelefanterne verdens mest vedholdende dybvandsdykker. Hvalerne inklusive.

»En af vores elefantsæler tog lige 15 minutter på bunden 2.000 meter nede efter kun tre minutter ved overfladen efter ilt. De bruger 90 procent af tiden under vandet. De her dyr er ikke ‘dykkere’, de lever i dybhavet,« konkluderer professor emeritus ved University of St. Andrews i Skotland Mike Fedak, som har arbejdet med elefantsæler i mange år.

Og til at støtte den konklusion er det faktum, at elefantsæler da også gerne tager en hurtig lur på 400 meters vanddybde.

»Elefantsælen er nok det dyr i verden, som mest ligner en Muppet,« lød åbningsreplikken på konferencen. Bedøm selv. (Fotos: Shutterstock)

Elefantsæler kan bevidst styre hjertet

I et eksperiment, hvor søelefanterne svømmede i en tank, og lugen, hvor der var adgang til at ånde luft, kunne lukkes, observerede Mike Fedak, hvordan sælen bevidst satte sit hjerte næsten i stå, så snart Mike Fedak løftede armen mod lugen.

At dykkende pattedyr helt bevidst styrer deres hjerterytme er først for nylig blevet overbevisende tømret fast.

Det kan du læse mere om i artiklen ‘Vildt! Hvaler styrer pulsen ved tankens kraft‘.

De dykkende pattedyr styrer også deres blodomløb, så blodets ilt kan prioriteres til de organer, som har mest brug for det. Det er eksempelvis hjernen og hjertet, hvorimod de fleste muskler må nøjes med deres egne lagre af ilt.

Søkøerne er altså eksperter i at styre deres blodomløb – og det er tydeligt at se, når man ser, hvordan hjerterytmen sættes pludseligt i stå ved bare et vink med en forskers arm.

Det spændende er, hvordan og hvornår elefantsælerne gør det i naturen, og om det er derfor, de kan dykke så længe, som de kan.

Dybhavets win-win samarbejde

Mike Fedak og de ocanografiske forskere, der skal forstå og forudse, hvordan havene opfører sig og påvirker klimaforandringer, har lavet et usædvanligt samarbejde.

Ved at komme tags med blandt andet en salt- og temperaturmåler samt en GPS-sender på dykkende søelefanter, hjælper dyrene med til at kortlægge dybhavet for oceanograferne, samtidig med at Mike Fedak får værdifuld viden om elefantsælernes adfærd på dybt vand.

Læs mere om samarbejdet, hvor levende sæler afløser en hel båd med besætning på hjemmesiden for MEOP: Marine Mammals Exploring the Oceans Pole to Pole.

4. Giraffens blodtryk burde slå den ihjel

Der er utallige aspekter ved giraffens afsindige afstand fra hjerte til hjerne, som nødvendiggør helt særlige tilpasninger.

Professor Tobias Wang fra Bioscience, Aarhus Universitet, har sammen med Kristian Aalkjær fra Biomedicin, Aarhus Universitet, i årevis stået i spidsen for at sætte giraffens hals, ben og hjerte under lup.

Giraffen må nødvendigvis have et hjerte på op mod 20 kilo, lyder anekdoter. Det er for at ase blodet op gennem den lange hals til hjernen, at giraffen rigtigt nok har et imponerende højt blodtryk – og lever i bedste velgående med det.

Giraffens hjerte er tykt

Men hjertet i en giraf udgør kun en halv procent af dens kropsvægt. Præcis som i os.

Til gengæld er der noget med tykkelsen af hjertekammervæggen, som sætter det ekstra spark i blodtrykket, viser de nyeste resultater på konferencen.

Læs mere om de skøre giraffer, som i teorien burde dø af at drikke og tilsyneladende har fundet den gyldne nøgle til et lykkeligt liv med hypertension (forhøjet blodtryk) i artiklen ‘Derfor kan giraffen tåle sit tårnhøje blodtryk‘ på Videnskab.dk.

5. Alpakaen forbliver halvt baby livet igennem

Inde i din moders liv havde du det også selv: Super-varianten af proteinet hæmoglobin, som binder og transporterer ilt i vores blod.

Den ufødte babys hæmoglobin er ligeså rødt som moderens, men fordi det skal nappe ilt fra mors kredsløb og over til sit eget, har det i alle pattedyr, når de er fostre, en stærkere evne til at binde ilt.

Det har alpakaen udnyttet. Den lever sit liv i høje bjerges tynde luft – et sted, hvor normale pattedyr må trække vejret ekstra hårdt for at skaffe tilstrækkeligt med ilt.

Ulig os andre opgiver alpakaen simpelthen ikke sit baby-hæmoglobin, men forbliver halvt baby hele livet – set fra blodsiden.

Mange dyr lever livet i højden

Der findes adskillige eksempler på snedige løsninger til livet i høje bjerge. Højdeferme yakokser har været i Nature, og fra små mus til får og fugle ser vi forskellige måder at klare højderne på.

»Rigtig ofte klarer dyrene i hvert fald en del af udfordringen gennem ‘tuning’ eller små justeringer af vores røde lille iltbærer i blodet, hæmoglobin,« fortæller professor emeritus ved Aarhus Universitet Bioscience Roy Weber, som også har skrevet en oversigtsartikel om tilpasningerne til det høje liv.

Vi har nu været omkring nogle af de spetakulære tilpasninger, som findes i vores evolutionære fætre og kusiner.

Pattedyrene omkring os er grundlæggende som os, så vi kan måske lære af eller ligefrem direkte overføre nogle af vores med-pattedyrs helt særlige tilpasninger til os selv en dag. Det må forskningen vise.

\ Læs mere

Se her ti dyr, der er opkaldt efter filmfigurer og kendisser

\ Læs mere

Biomimetik: Når vi stjæler naturens design