Naujausi moksliniai tyrimai paaiškina, kodėl kiaulės šaltyje negali naudoti klasikinio rudųjų riebalų mechanizmo ir kaip vis dėlto sugeba išgyventi net atšiauriausiomis oro sąlygomis. Kalbama apie UCP1 geną, kuris daugumai žinduolių užtikrina šilumos gamybą be raumenų drebulio. Kiaulinių šeimoje, taip pat ir šernui Sus scrofa, šis genas yra nefunkcionalus.
UCP1 ir rudieji riebalai
UCP1 baltymas veikia ruduosiuose riebaliniuose audiniuose. Jis leidžia mitochondrijose gaminti šilumą, o ne kaupti energiją ATP pavidalu. Toks mechanizmas svarbus rūšims, kurioms būtina palaikyti stabilią kūno temperatūrą šaltoje aplinkoje, ypač smulkiems žinduoliams ir jaunikliams. Rudieji riebalai gali greitai suaktyvėti sumažėjus aplinkos temperatūrai ir užtikrina efektyvią šilumos gamybą be matomo raumenų drebulio.
Genomikos tyrimai rodo, kad kiaulinių šeimoje UCP1 gene įvyko struktūriniai pakitimai, dėl kurių nebegaminamas funkcinis baltymas. Šie pakitimai nustatyti tiek naminėms kiaulėms, tiek Europos šernams. Tai reiškia, kad šernai neturi klasikinės rudųjų riebalų termoreguliacijos sistemos, būdingos daugeliui kitų žinduolių.
Termoreguliacija be rudųjų riebalų mechanizmo
Šernų gebėjimas išgyventi šaltyje grindžiamas kitais fiziologiniais ir elgsenos mechanizmais. Esant žemai temperatūrai svarbų vaidmenį atlieka raumenų drebulys. Mikrokontrakcijos didina medžiagų apykaitos intensyvumą ir generuoja šilumą. Šis mechanizmas energetiškai brangesnis nei rudųjų riebalų aktyvinimas, tačiau leidžia efektyviai gaminti šilumą.
Ne mažiau svarbi kūno izoliacija. Rudenį šernai sukaupia reikšmingą poodinių riebalų sluoksnį. Jis veikia kaip energijos atsarga ir šilumos izoliacija, mažinanti šilumos nuostolius šaltuoju laikotarpiu. Žiemą susiformuoja tankus kailis su gausia pavilne, sulaikančia orą ir mažinančia šilumos išsklaidymą.
Elgsenos prisitaikymas
Šernai aktyviai naudojasi aplinkos teikiamomis galimybėmis. Jie įsirengia guoliavietes iš šakų, lapų ir žolės, renkasi užuovėją, įdubas ar tankias jaunuolynų vietas. Tokios buveinės sumažina vėjo poveikį ir šilumos nuostolius. Šaltuoju laikotarpiu šernai dažniau laikosi šernų banda, o tai padeda išlaikyti šilumą, nes sumažėja kūno paviršiaus plotas, veikiamas aplinkos.
Mityba šaltuoju sezonu glaudžiai susijusi su termoreguliacija. Padidėjęs energijos suvartojimas leidžia palaikyti medžiagų apykaitą ir šilumos gamybą. Šernai yra visaėdžiai, o jų lanksti mitybos strategija leidžia prisitaikyti prie skirtingų sąlygų ir žiemą.
Kodėl kiaulinių šeimoje išnyko UCP1 genas
Molekulinės evoliucijos tyrimai rodo, kad UCP1 geno nefunkcionalumas kiaulinių šeimoje nėra atsitiktinis mutacijos epizodas, o ilgalaikio evoliucinio proceso rezultatas. Manoma, kad ankstyvieji kiaulinių protėviai gyveno šiltesnio klimato regionuose, kur intensyvi rudųjų riebalų termogenezė nebuvo kritiškai svarbi išgyvenimui. Esant aplinkos sąlygoms, kuriose šilumos gamyba be raumenų drebulio neturėjo esminio selekcinio pranašumo, geno funkcija galėjo palaipsniui silpnėti.
Evoliucijoje genai išlieka tuomet, kai suteikia aiškų prisitaikymo pranašumą. Jei funkcija tampa mažiau reikalinga, mutacijos gali kauptis be neigiamo poveikio išgyvenamumui. Tokiu atveju genas tampa pseudogenu arba visiškai praranda funkcionalumą. Būtent tokie struktūriniai pakitimai nustatyti UCP1 gene kiaulinių šeimoje.
Svarbu ir tai, kad kiauliniai pasižymi didesne kūno mase, palyginti su daugeliu smulkių žinduolių. Didesni organizmai lėčiau praranda šilumą dėl mažesnio paviršiaus ir tūrio santykio. Tai sumažina priklausomybę nuo rudųjų riebalų mechanizmo. Be to, šios grupės rūšys efektyviai naudoja kitus termoreguliacijos būdus, tokius kaip raumenų drebulys, riebalų kaupimas ir elgsenos prisitaikymas.
Taigi UCP1 geno praradimas kiaulinių šeimoje greičiausiai susijęs su ekologine niša, klimatinėmis sąlygomis ir kūno sandaros ypatumais. Kai alternatyvūs mechanizmai užtikrina pakankamą šilumos palaikymą, natūralioji atranka nebesaugo geno funkcionalumo.
UCP1 nefunkcionalumas kiaulinių šeimoje galioja ir Europos šernui. Šios rūšies termoreguliacija grindžiama raumenų drebulio mechanizmu, kūno termoizoliacija, riebalų atsargomis ir elgsenos strategijomis, o ne rudųjų riebalų aktyvacija, kaip būdinga daugeliui kitų žinduolių.
Pavojingas lietuvių elgesys, šernai puola vilką, lūšis tyko statybininko. Miško naujienos #19
Prenumeruokite žurnalą Medžioklė!
Išėjo naujausias žurnalo Medžioklė numeris, kurį galima įsigyti prenumeruoti.lt
