Біологія
Біологія

Великі мізки китоподібних виявилися пристосуванням до кращої терморегуляції

Південноафриканські дослідники знайшли підтвердження гіпотезі про те, що великі мізки китоподібних пристосовані до вироблення тепла для кращого запобігання переохолодженню. У клітинах нервової тканини цих ссавців вони знайшли велику кількість білків, що беруть участь у термогенезі, та їхніх регуляторів, чого не спостерігали у мізках їхніх близьких наземних родичів. Про це написали вчені у статті журналу Scientific Reports.

Thomas Kelley / Unsplash

Thomas Kelley / Unsplash

Хіба їхній мозок не пов'язаний з інтелектом?

Китоподібні, до яких крім китів входять також дельфіни та морські свині, мають не тільки доволі великі розміри тіла. Зазвичай вони також володіють мозком великого розміру відносно до свого тіла, чим поступаються тільки людині. Багато вчених вважає, що така риса вказує на розвинені когнітивні здібності тварин, які еволюціонували у відповідь на соціальні та екологічні умови середовища. І справді, китоподібні демонстрували у поведінкових дослідженнях високу здатність до навчання та розв'язання проблем. Але вміння такого ж рівня показували й ссавці з меншими мізками. Пояснити призначення великого мозку морських ссавців може й інша гіпотеза. Згідно з нею, великий мозок, генеруючи тепло, допомагає протистояти переохолодженню у холодних водах, оскільки вже за температури нижче 33 градусів Цельсія його активність суттєво знижується. На користь цього припущення називають факт, що навіть при суттєвому зниженні температури тіла китоподібних температура їхнього мозку може залишатися незмінною. Дослідники з Вітватерсрандського університету Південної Африки вирішили дослідити, які механізми можуть стояти за підтриманням температури мозку у цих тварин.

Як вони це робили?

Науковці детально вивчили мізки трьох видів китоподібних — звичайної фоцени (Phocoena phocoena), малого смугача (Balaenoptera acutorostrata) та горбатого кита (Megaptera novaeangliae). Особливості їхньої центральної нервової системи вчені порівнювали з мізками одинадцятьох еволюційно близькоспоріднених з ними видів парнокопитних тварин, зокрема, арабської піщаної газелі (Gazella marica), дикої свині (Sus scrofa), одногорбого верблюда (Camelus dromedarius) та звичайного бегемота (Hippopotamus amphibius).

Які результати отримали?

Вчені пишуть, що виявили три механізми, притаманні лише мізкам китоподібних, які можуть відповідати за здатність виробляти тепло. З'ясувалося, що близько 90 відсотків нейронів у їхньому головному мозку містять роз'єднувальні білки, що відіграють важливу участь у генерації тепла. Для порівняння, лише 35 відсотків нейронів бегемотів мають їх, тож більшість цих клітин, ймовірно, можуть функціонувати як термогенні одиниці. Крім самих нейронів, у китів та дельфінів 30-70 відсотків гліальних клітин нервової тканини, які загалом мають більшу щільність в них, теж мають ці роз'єднувальні білки, хоча в їхніх наземних родичів у цих клітинах їх так мало, що й не завжди вдається виявити. Зрештою, нервові закінчення, які містять норадреналін та контролюють за допомогою нього концентрацію й активність роз'єднувальних білків, теж відсотків на 30 розташовуються щільніше у мізках китоподібних, ніж парнокопитних.

Автори вважають, їхні результати підтверджують гіпотезу про те, що мізки китоподібних пристосовані до вироблення тепла у холодному водному середовищі. Це знання може допомогти краще оцінити вразливість цих тварин з огляду на зростання глобальної температури, зокрема потепління океану.