Физиология Slim, без да се отказвате от Aviator Diet! Спектър на науката
Физиология: Тънка, без да се отказвате: авиаторската диета!
Едно бързо става ясно - яденето като врабче не е решение на основен проблем на полските, горските и ливадните птици, както и на всички гръбначни животни, способни да летят между прилепи и албатроси: трудността да се намери точния баланс между крайностите, „писна, но твърде пълна“ за излитане "и" лек, но твърде слаб за излитане ". Летянето е високоефективен спорт, който изисква достатъчно енергийно снабдяване - но в същото време определено ограничаване на диетата, тъй като енергийните източници, които са твърде тежки в стомаха и червата, бързо надвишават полезния товар на летящо животно.
Един от възможните отговори на дилемата, която биолозите, работещи в полетни изследвания отдавна подозират, е ефективността. Птиците, но също и прилепите, трябва да използват високо усъвършенствани високоефективни храносмилателни системи, за да гарантират, че възможно най-много енергия се извлича възможно най-бързо от храната, която ядат. Тогава тежкият, безполезен фекален остатък от храната може също така бързо да се изхвърли от храносмилателния тракт през тялото, отварящо се срещу клюна. С максимална ефективност е възможен минимално дълъг чревен тракт, което допълнително спестява тегло: По-късите черва са по-леки дори когато са празни и ограничават междинното натоварване до минимум.
Това звучи толкова логично, че до този момент никой не го е проверил наистина, Тод Макхортер от университета Мордох в Австралия и колегите му са изненадани - и в началото на своите разследвания те започнаха с точни измервания на чревната дължина на летящи и нелетящи гръбначни видове. Такова сравнение, разбира се, е справедливо и смислено само ако общото тегло и чревната дължина на животните са свързани и не се сравняват точно специализирани месоядни и тревопасни животни, чиито хранителни навици създават доста различни чревни предизвикателства.
В края на проучването обаче изследователите са измерили вътрешностите на голямо разнообразие от подходящи всеядни животни и са установили: Да, червата на летящите птици и прилепите всъщност са по-къси, тяхната абсорбираща повърхност по-малка и общият им обем по-малък от средното постоянно пребиваващо черво - последното, осреднено за всички измерени Видове, със значителни 57 процента.
Това беше само начало, което направи по-сложната част от въпроса по-спешна: Какво точно прави този лек корпус, който е средно по-къс, толкова по-ефективен, че осигурява достатъчно попълване за по-голямото средно енергийно изискване на летящите животни?
McWhorter и колеги търсят отговори, като измерват скоростта и количеството на различни вещества, транспортирани през чревния епител на животните. Те забелязаха по-специално едно: по-редките захари от смиланата хранителна каша мигрираха изключително бързо и задълбочено през чревната стена на птицата, но не и през чревната стена на средния бозайник. Нямаше транспортери за тези захари в клетките на чревния епител; онези специализирани протеини в чревните клетъчни мембрани, които точно разпознават целевите молекули, свързват ги и ги вкарват активно в клетката, откъдето след това се предават в системата на кръвоносните съдове под червата.
Хранителните компоненти, които не се разпознават от епителните рецептори, също могат да преминат през чревната стена - те обаче не преминават през клетките, а по-скоро чрез „парацелуларна абсорбция“ между тях. Този тип "транспорт" има предимства: Той не консумира никаква допълнителна енергия, тъй като молекулите са пасивно изтласкани през пространствата между клетките. Молекулите могат да навлязат в тялото по-бързо през тези пролуки в чревния слой.
Именно чрез този увеличен парацелуларен транспорт птиците изглежда компенсират капацитивните ограничения на късите си черва, заключава екипът на McWhorter. Всъщност фината структура на чревната стена при птиците изглежда благоприятства парацелуларния междуклетъчен космически транспорт. Учените са открили около повече микровили на площ, т.е. повече от подвижните пръстовидни издатини, характерни за червата. Те не увеличават резорбиращата повърхност, тъй като по-голямата част от микровилусните издатини сами по себе си не могат да абсорбират хранителни вещества - но повече микровили на площ вероятно означават и по-голям брой микро-образуващи клетки, което означава повече междуклетъчни пространства и по този начин по-големи възможности за парацелуларен транспорт.
Изследователите също подозират допълнителни биохимично-молекулярни разлики: възможно е плътните връзки, т.е. тези плътно прилепнали маншети, които здраво и непроницаемо свързват клетките на епитела, да са по-рядко срещани или по-пропускливи в червата на птиците.
Като цяло, увеличеният парацелуларен транспорт означава, че повече хранителни вещества - редките захари, но също и аминокиселини и пептиди - се насочват през чревната стена за по-кратко време и по този начин осигуряват висока ефективност на действително късите черва на птиците и прилепите. Разбира се, въпреки своята ефективност, неселективният парацелуларен транспорт трябва да има не само предимства, посочват изследователите: Дори вещества, които не могат да се използват за енергийни цели или дори токсични вещества, преминават парацелуларно чревната стена, докато те са игнорирани от нелетящи бозайници в плътно затварящо се черво със селективни транспортери остават и се екскретират безвредно.
Би било вълнуващо да се проучи дали птиците, поради техните ефективни, но опасно пропускливи черва, са зависими от компенсаторно поведение, което например ги обрича на предходни експерименти с неизвестни, потенциално вредни вещества. Червата на птиците щяха да блокират определени екологични ниши за своя собственик. Но има едно нещо, за което той не иска: Ако има храна, която изглежда безобидна, тя се нарязва като световен шампион. Точно като врабче: Средната дива птица поглъща, изследователите откриха отдавна, за да се наситят, около една трета повече суха храна на телесно тегло от посредствен нелетящ бозайник.