Az élettan hajoljon meg anélkül, hogy feladná az Aviator-diétát! A tudomány spektruma
Élettan: Karcsú anélkül, hogy feladná: a pilóta diéta!
Egy dolog gyorsan egyértelmű: a verébként való étkezés nem jelent megoldást a mezei, erdei és réti madarak, valamint a denevérek és az albatroszok között repülni képes gerincesek alapvető problémájára: a végletek közötti egyensúly megteremtésének nehézsége "elege van, de túl telt" felszállni "és" könnyű, de túl gyenge a felszálláshoz ". A repülés nagy teljesítményű sport, amely elegendő energiaellátást igényel - ugyanakkor bizonyos étrendi korlátozásokat, mivel a gyomorban és a belekben túl nehéz energiaforrások gyorsan meghaladják a repülő állat hasznos teherbírását.
Az egyik lehetséges válasz a dilemmára, amelyet a repüléskutatásban alkalmazott biológusok régóta sejtettek, a hatékonyság. A madaraknak, de a denevéreknek is nagyon kifinomult, nagy teljesítményű emésztőrendszereket kell használniuk, hogy a lehető legtöbb energiát a lehető leggyorsabban kinyerjék az elfogyasztott ételből. Ezután az étel nehéz, haszontalan ürülékmaradványai szintén gyorsan eltávolíthatók az emésztőrendszerből a csőrrel szemben nyíló testen keresztül. A maximális hatékonyság mellett minimálisan hosszú bélrendszer lehetséges, ami tovább megtakarítja a súlyt: A rövidebb belek üresen már könnyebbek, és minimálisra korlátozzák az ideiglenes terhelést.
Ez annyira logikusnak hangzik, hogy eddig senki sem ellenőrizte igazán, Todd McWhorter az ausztráliai Mordoch Egyetemről és munkatársai meglepődnek - és vizsgálataik kezdetén a repülő és röpképtelen gerinces fajok bélhosszának alapos mérésével kezdték. Egy ilyen összehasonlítás természetesen csak akkor igazságos és értelmes, ha az állatok összsúlya és bélhossza összefüggésben áll egymással, és nem pontosan specializálódott húsevők és növényevők összehasonlítják őket, akiknek étkezési szokásai egészen más bélproblémákat jelentenek.
A tanulmány végén azonban a kutatók megmérték a különféle mindenevő állatok belsejét, és megállapították: Igen, a repülő madarak és denevérek belei valóban rövidebbek, abszorpciós felületük kisebb és össztérfogatuk kisebb, mint az átlagos állandó bél belseje - ez utóbbi az összes mért átlagértéke Fajok, jelentős 57 százalékkal.
Ez csak egy kezdet volt, amely sürgetőbbé tette a kérdés bonyolultabb részét: Mi teszi ezt az átlagosan rövidebb könnyű házat annyira hatékonyabbá, hogy elegendő utánpótlást biztosít a repülő állatok átlagos átlagos energiaigényéhez?
McWhorter és munkatársai az állatok bélhámján keresztül szállított különféle anyagok sebességének és mennyiségének mérésével keresték a válaszokat. Különösen egy dolgot vettek észre: az emésztett táplálékból származó ritkább cukrok rendkívül gyorsan és alaposan vándoroltak át a madár bélfalon, de az átlagos emlős bélfalon nem. A bélhám sejtjeiben nem voltak transzporterek ezekhez a cukrokhoz; azok a speciális fehérjék a bélsejtek membránjában, amelyek pontosan felismerik a célmolekulákat, megkötik őket és aktívan csempészik a sejtbe, ahonnan aztán továbbjutnak a bél alatti erek rendszerébe.
Az olyan élelmiszer-összetevők, amelyeket a hámreceptorok nem ismernek fel, átjuthatnak a bélfalon is - azonban nem a sejteken, hanem a köztük lévő "paracelluláris felszívódáson" keresztül mennek át. Ennek a típusú "transzportnak" vannak előnyei: Nem fogyaszt további energiát, mert a molekulákat passzívan tolják át a sejtek közötti tereken. A bélborító réteg ezen résein keresztül a molekulák nagyobb kellemetlenségek nélkül gyorsabban bejuthatnak a szervezetbe.
Úgy tűnik, hogy a madarak éppen ezen megnövekedett paracelluláris transzport révén kompenzálják rövid belük kapacitív korlátait - vonja le a következtetést McWhorter csapata. Valójában úgy tűnik, hogy a madarak bélfalának finom szerkezete kedvez a paracelluláris sejtközi űrszállításnak. A tudósok területenként körülbelül több mikrovillust találtak, vagyis többet a bélre jellemző mozgatható ujj alakú kiemelkedésekből. Ezek nem növelik a felszívódó felületet, mivel a mikrovilla protuberanciák többsége nem képes felszívni a tápanyagokat - de a területenként több mikrovilla valószínűleg a mikrovillusokat képző sejtek nagyobb számát is jelenti, ami több sejtközi teret jelent, és ezáltal nagyobb lehetőségeket jelent a paracelluláris transzportra.
A kutatók további biokémiai-molekuláris különbségeket is gyanítanak: lehetséges, hogy a szoros csomópontok, vagyis azok a szorosan illeszkedő mandzsetták, amelyek szilárdan és átjárhatatlanul összekötik az epithelium sejtjeit, kevésbé gyakoriak vagy jobban átjárhatók a madár belében.
Összességében elmondható, hogy a megnövekedett paracelluláris transzport azt jelenti, hogy több tápanyag - a ritka cukrok, de az aminosavak és a peptidek is - rövidebb idő alatt csatornázódnak a bélfalon keresztül, és így biztosítják a madarak és denevérek valóban rövid belének magas hatékonyságát. Természetesen hatékonysága ellenére a nem szelektív paracelluláris transzportnak nemcsak előnyeivel kell rendelkeznie - mutatnak rá a kutatók: Még azok az anyagok is, amelyek nem használhatók fel energetikai célokra, vagy akár mérgező anyagok, paracellulárisan lépik át a bélfalat, miközben a nem repülõ emlõsök figyelmen kívül hagyják a szelektív transzporterekkel szorosabban zárt bélben. maradjon és ártalmatlanul ürüljön.
Izgalmas lenne megvizsgálni, hogy a madarak hatékony, de veszélyesen áteresztő beleik miatt függenek-e olyan kompenzációs magatartástól, amely például elítéli őket az ismeretlen, potenciálisan káros anyagokkal végzett kísérletek elhagyására. A madárbél bizonyos ökológiai fülkéket elzárt volna gazdája számára. De egy dolgot nem kér: ha van olyan étel, amely ártalmatlannak tűnik, akkor azt úgy vágják, mint egy világbajnokot. Éppen úgy, mint egy veréb: Az átlagos vadmadár - mint azt a kutatók már régen kiderítették - felfalja annak érdekében, hogy teljes legyen, testtömegenként körülbelül egyharmaddal több száraz élelem, mint egy közepes, nem repülő emlős.