Мировые факты
Меню сайта

Все, что вам нужно знать о Estivation

Бездействие - это состояние покоя, которое животные принимают в течение лета и во многих отношениях похоже на зимнюю спячку. Основное отличие заключается в том, что активация происходит летом, в отличие от зимней спячки. Пониженная скорость метаболизма и бездеятельность - вот некоторые из характеристик животных в период стимуляции, и это происходит в ответ на высокие температуры, особенно в засушливых районах. Активация происходит в периоды засухи и жары, в сухие и жаркие сезоны, характерные для летнего сезона. Некоторые животные, как позвоночные, так и беспозвоночные, активируются, чтобы избежать опасности высыхания и повреждения из-за высоких температур. Кроме того, водные и наземные животные вступают в эстивацию. Механизм активации, возможно, развился более ста миллионов лет назад.

Оценка и эволюция

Estivation или aestivation происходит от латинского слова, обозначающего лето (Aestas) или жару (Aestus). Засушливые условия, которые ограничивают доступность пищи и воды, являются одними из основных факторов, вызывающих истощение. Ученые полагают, что эстивация является одной из древних черт, и записи из окаменелостей свидетельствуют о структурах, указывающих на эстивацию. По словам ученых, они обнаружили камеры дождевых червей плейстоценового периода и норы меловых двоякодышащих рыб девонской эры. Есть также находки нор пермских лизорофидов, которые датируются сотнями миллионов лет назад. Эстивация, несомненно, является одним из старейших явлений, потому что современные организмы, которые, как полагают, являются древнейшими формами жизни многоклеточных, такими как нематоды и губки, используют гипометаболизм (Дауэр и диапауза среди других).)

Гипометаболизм

Ученые считают, что все организмы движимы к развитию, росту и размножению некими эгоистичными генами. Основными затратами, необходимыми для этого, являются энергия (в первую очередь АТФ и их восстановительные эквиваленты, в основном получаемые при дыхании животных на основе кислорода), питательные вещества (как топливо, необходимое для производства энергии, так и строительные блоки, необходимые для биосинтеза) и вода (которая является универсальным растворителем). Если один из этих основных источников жизни ограничен или недоступен, организм вырабатывает стратегию самосохранения, чтобы избежать смерти. Стратегия включает в себя значительное подавление скорости метаболизма и переход в гипометаболическое состояние. Благодаря сильному подавлению универсальных требований метаболизма вместе с изменением приоритетов использования энергии для поддержания минимальных критических функций, организмы получают преимущество или преимущество в продлении времени, в течение которого они могут оставаться живыми, используя запасы энергии в своих телах. Продолжительность достаточна для выживания до того времени, когда условия снова станут благоприятными для активной жизни. Гипометаболизм является критической чертой при стимуляции среди других состояний, таких как диапауза, состояние покоя, оцепенение, гибернация, анаэробиоз, ангидробиоз и морозоустойчивость.

Физиологическое состояние оценивающих животных

Активирующие организмы, по-видимому, находятся в легком состоянии покоя, потому что их физиологические условия могут быть быстро изменены, и организмы могут быстро вернуться к нормальному состоянию в течение короткого времени. Исследования на молочной улитке (Отала лактеа), которые произрастают в Северной Америке и других частях Европы, показали, что они могут очнуться от истощения в течение десяти минут после попадания во влажную среду. Биохимические и физиологические проблемы животного, потребляющего энергию, заключаются в основном в сохранении энергии, нормировании использования накопленной энергии, удержании воды в организме, обработке азотистых отходов и стабилизации органов тела, макромолекул и клеток. Это может быть непростой задачей, поскольку засушливые условия и высокие температуры могут длиться несколько месяцев. Во время стимуляции скорость метаболизма значительно снижается, что приводит к снижению деградации и синтеза макромолекул. Стимулирующие животные должны повышать уровень белков-шаперонов и усиливать антиоксидантную защиту, чтобы стабилизировать макромолекулы. Эта стратегия используется при всех типах гипометаболизма. Эта уникальная биохимическая и физиологическая адаптация является основными признаками гипометаболизма в животном мире. Это означает, что все активирующие животные, по-видимому, проходят через те же физиологические процессы, что и животные, впадающие в спячку.

Проблема хранения мочевины

Во время стимуляции мочевина является азотистым конечным продуктом после метаболизма аминокислот. Как правило, мочевина накапливается в тканях организма, потому что выведения из организма не происходит. Аналогичное явление повышенной концентрации мочевины в тканях организма наблюдается у нескольких амфибий во время обезвоживания. Южноазиатская лягушка (Рана канкривора) тот, кто живет в солоноватой воде, также концентрирует мочевину в тканях своего организма для поддержания осмотического баланса с окружающей средой. Обезвоживание у двоякодышащих рыб похоже на обезвоживание у амфибий, потому что они не способны выводить азотистые отходы. Двоякодышащие рыбы, однако, отличаются от других видов тем, что их азотистым побочным продуктом является в основном аммоний (NH4 +). Поэтому организму приходится изменять форму азотистых отходов жизнедеятельности и накапливать их также в тканях. Когда организм переходит в фазу активации, происходит изменение относительной активности различных ферментов, ответственных за азотистый обмен. Однако, поскольку скорость биосинтеза мочевины существенно не изменяется во время стимуляции, считается, что переключение связано с контролем образования аммония.

Оценка у насекомых

Активизация у насекомых является одним из важнейших этапов прохождения лета в диапаузе или состоянии покоя. Например, африканская мошка-хирономида (Polypedilum vanderplanki) личинка, которая находится во временных бассейнах, может перейти в стадию размножения, когда вода испарится. Личинки мошки могут выйти из спячки, если их погрузить в воду, даже если они годами находились в состоянии покоя. Личинки переходят в состояние криптобиоза и могут выдержать потерю содержания воды в их телах только до 4%, и они могут пережить кратковременное воздействие высокой температуры от -454 ° C (-270 ° C) до 215,6 ° C (102 ° C). Точно так же бурая саранча (Локустана пардалина) встречается в основном в засушливых регионах Южной Африки, может оставаться в сухой почве в течение нескольких лет и может терять содержание воды примерно до 40%. Когда идет дождь, они впитывают воду, и развитие мгновенно возобновляется. Когда они вылупляются, это приводит к вспышкам огромных популяций саранчи. Это драматическое явление, и информация о количестве видов насекомых, обитающих в засушливых тропиках, скудна. Другие насекомые, которые, как было замечено, активизируются, включают жуков-леди (Coccinellidae) и комары. Ложные медоносные муравьи, как правило, активны зимой и размножаются в умеренном климате. Другие включают мотыльков-богонгов, которые активизируются летом, чтобы спастись от жары и справиться с нехваткой источников пищи

Оценка в рыбе

Африканская двоякодышащая рыба (Protopterus аннектенс) это одно из тех удивительных животных, которые долгое время ставили ученых в тупик. Мозг африканской двоякодышащей рыбы способен координировать реакцию всего организма, чтобы вызвать возбуждение и пробудиться от возбуждения. Африканские двоякодышащие рыбы занимают важнейшее положение на эволюционном пути позвоночных, особенно в том, что касается перехода от воды к суше. Эта рыба насчитывает шесть сохранившихся видов, четыре из которых обитают в Африке. Африканские двоякодышащие рыбы могут активизироваться во время высыхания, когда они впадают в состояние оцепенения в грязевом коконе, где они выживают без воды и пищи в течение 5 лет.

Реакция клеток на обезвоживание

Одной из наиболее важных проблем для развивающихся организмов, которым приходится проводить несколько недель, месяцев и даже лет в засушливой среде в состоянии покоя, является контроль гидратации организма вместе с соответствующей осмолярностью жидкостей организма и ионной силой. Ученые изучили реакцию африканской когтистой лягушки (Xenopus laevis) к обезвоживанию. Этот вид представляет собой исключительное водное земноводное, обитающее в основном в южной части Африки. Лягушка сталкивается с сезонным пересыханием прудов, ее типичной средой обитания. В ответ лягушка либо мигрирует на ночь к другим источникам воды, либо закапывается во влажную подпочву высыхающего пруда и переходит в состояние спячки. Они могут переносить значительное высыхание, теряя до 32-35% всей воды в организме. Когда они испытывают стресс от обезвоживания, они увеличивают выработку азотистых осмолитов. Они также увеличивают содержание аминокислот и аммиака, которые увеличиваются в два или три раза. Производство мочевины также увеличивается в 15 или 20 раз, и это делается для улучшения удержания воды, а также поглощения воды из влажной почвы.

Различные фазы оценки

Стимуляция, особенно у африканских двоякодышащих рыб, состоит из трех фаз, которые включают индукцию, поддержание и пробуждение. На стадии индукции активирующаяся двоякодышащая рыба может улавливать сигналы окружающей среды и трансформироваться во внутренние сигналы, которые запускают необходимые биохимические, физиологические, структурные и поведенческие изменения, чтобы подготовить двоякодышащую рыбу к активации. Во время этой фазы двоякодышащие рыбы учащенно дышат и выделяют слизеподобное вещество, которое превращается в высушенный кокон между 6-8 днями. Вторая фаза эстивации - это техническое обслуживание, которое начинается, когда кокон полностью закрывает двоякодышащие рыбы. На этом этапе вся двигательная активность и кормление полностью прекращаются. Двоякодышащие рыбы на этой стадии должны сохранять биологические структуры, предотвращать гибель клеток и поддерживать медленное производство отходов, чтобы избежать загрязнения своей внутренней среды. Третья стадия - это возбуждение или пробуждение, которое происходит почти мгновенно, вода возвращается. После пробуждения рыба должна вывести все накопленные отходы и должна питаться для роста и восстановления. Во время высыхания мозг двоякодышащих рыб обрабатывает все внутренние сигналы и координирует реакцию организма на стимуляцию. Аналогично, та же процедура используется для пробуждения организма от истощения, как только вода становится доступной.

Это интересно: