Адаптация выдры: как выдры остаются гладкими и теплыми
Выдры, прыгающие в воде, — это сцена, с которой мы все знакомы. Тем не менее, в отличие от многих других млекопитающих, которые проводят значительное количество времени в воде — полярные медведи, тюлени, дельфины и киты — у речных выдр нет толстого слоя жира, чтобы согреться. Вместо этого они полагаются на несколько уникальных приспособлений; а именно их мех и плотно уложенный слой специально приспособленных подшерсток.
Используя сканирующую электронную микроскопию и микросопию поляризационного света, Джон В. Вайзель, доктор философии , профессор клеточной биологии и биологии развития Медицинской школы Пенсильванского университета. и его коллеги изучили структуру этих волосков, чтобы понять их исключительные изоляционные свойства. Они обнаружили, что структура поверхности кутикулы нижних волос и основание менее обильных остевых волос имеют отчетливую форму, позволяющую сцепляться, с клиновидными плавниками или лепестками, входящими в клиновидные канавки между плавниками соседних волос. Вайзель и его коллеги сообщают о своих открытиях в Canadian Journal of Zoology .
Вайзель и специалист по исследованиям Чандрасекаран Нагасвами, доктор медицины, также в отделе клеточной биологии и биологии развития Пенна, обычно работают над определением физических свойств тромбов и применением этих знаний для поиска лучших методов лечения сердечных заболеваний. Два года назад, когда Вайзель, заядлый путешественник, альпинист и каякер по бурной воде, потратил месяц своего творческого отпуска на изучение волков — интерес на всю жизнь — в национальном парке Айл-Рояль в озере Верхнее, штат Мичиган, он также собирал волосы. образцы млекопитающих острова, включая волков, лосей и выдр. (Экологические исследования волков и лосей на острове Рояль, начатые в 1959 году, являются частью самого продолжительного исследования экологии животных в мире.
Вайзель исследовал шерсть добычи волка с помощью световой и электронной микроскопии, чтобы точно отличить диету волка от помета. «Хотя мы привлекли молекулярных биологов к исследованиям генетики животных и изотопной динамики, Джон — первый структурный молекулярный биолог, с которым мы работали», — говорит биолог Рольф Петерсон из Мичиганского технологического университета (Хоутон, штат Мичиган), который провел последние три десятилетия проводил полевые исследования на острове Рояль. «Было приятно узнать о важных основных характеристиках шерсти животных, которые способствуют их уникальному образу жизни».
«У большинства волос животных есть характерный узор, по которому мы можем отличить один вид от другого», — говорит Вайзель. «Но волосы выдры настолько разные, что привлекли мое внимание». Плавники одного волоса свободно вставляются в канавки между плавниками соседнего волоса, что позволяет волосам образовывать паутинообразный узор, который удерживает воду от кожи выдры и снижает потерю тепла. Кроме того, бороздки между плавниками задерживают пузырьки воздуха, что способствует повышению теплоизоляции шерсти выдры. Действительно, биологи наблюдали, как выдры активно надувают пузырьки воздуха в свой мех во время ухода, и их энергичное катание захватывает воздух в их мех. «Воздух изолирует, как пуховик,
Помимо игривости, обычное поведение выдр — постоянный уход за ними. Такое поведение — еще один важный аспект способности выдры беречь тепло. В дополнение к переплетенной структуре нижних волос эти волосы покрыты тонким слоем телесного масла из сальных желез выдры, тем самым обеспечивая еще один барьер для воды. Плавники подшерстей также выровнены в сторону от тела, что соответствует направлению, в котором выдры проводят лапами по волосам во время такого ухода за собой, тем самым гарантируя, что их когти не зацепятся за выступы, похожие на плавники.
Вайзель продолжает эти исследования шерсти млекопитающих в свободное время и однажды вернулся на остров Рояль после своего творческого отпуска, занимаясь радиотелеметрией волков с радио-ошейниками и собирая образцы их помета для анализа ДНК.
«Я обнаружил, что может быть очень приятно и вдохновляюще расширять свой научный кругозор за пределы привычного, и даже получить возможность провести отпуск в красивом месте с замечательными людьми, что обогатит вашу научную и личную жизнь», — говорит Вайзель о своей работе. переживания вне скамейки запасных. «Есть еще очень много нового, что нужно изучить, но некоторые подходы и идеи из одной области могут быть полезны в другой».
