Мускулы морских выдр обладают гораздо большей способностью превращать пищу непосредственно в тепло, чем у любого другого животного аналогичного размера. Полученные результаты объясняют, как эти маленькие животные остаются теплыми в холодных водах.
Известно, что большинство морских млекопитающих имеют большие тела, изолированные толстым слоем жира, который помогает им сохранять тепло. Морские выдры относительно малы и обычно весят от 14 до 45 килограммов, и только воздух задерживается в их мехе для изоляции.
У них самый плотный мех из всех млекопитающих, но этого недостаточно, чтобы держать их в тепле, поэтому им приходится сжигать много энергии. Их скорость метаболизма примерно в три раза выше, чем обычно у млекопитающих их размера, что делает выдру самой скоростной из всех млекопитающих, которые весят больше килограмма.
“Мы знали, что у этих животных такой высокий уровень метаболизма, но не были уверены, откуда берется эта энергия”, – рассказывает Трэвер Райт из Техасского университета A&M в Колледж-Стейшн.
Поэтому он и его команда изучали крошечные кусочки живой мышечной ткани как северных морских выдр (Enhydra lutris kenyoni), так и южных морских выдр (Enhydra lutris nereis). Не было необходимости убивать животных, чтобы получить образцы – некоторые из них были получены от спасенных животных, подвергшихся хирургическому вмешательству для лечения травм.
Мышцы генерируют тепло, когда они двигаются, и многие животные дрожат, когда им холодно, но постоянная дрожь – не лучшая стратегия для существа, которое живет и охотится в холодных водах. Вместо этого митохондрии внутри мышечных клеток выдр производят тепло непосредственно.
Все митохондрии используют энергию, полученную от “сжигания” пищи, для откачки протонов, создавая протонный градиент. Обычно, когда протоны возвращаются в митохондрии во время этого процесса, потенциальная энергия используется для создания богатой энергией молекулы, называемой аденозинтрифосфатом (АТФ). Это подпитывает процессы, требующие энергии, такие как мышечные сокращения.
У морских выдр, однако, протоны могут течь обратно в митохондрии, не производят АТФ, создавая тепло без движения мышц. Некоторые другие животные также используют этот трюк, чтобы согреться, но исследователи обнаружили, что морские выдры обладают гораздо большей способностью делать это, чем почти все другие существа.
“Их способность генерировать тепло действительно находится на более высоком уровне, чем мы видели, за исключением некоторых очень маленьких мышей”, – сообщает Райт.
Подобный процесс происходит и с бурым жиром – форма жира, которая присутствует у некоторых животных, включая человека. Но у морских выдр мало жира, так рассказывают учёные, в то время как их мышцы составляют почти половину массы тела. У выдр, которые весят более 9 килограммов, только их скелетные мышцы могут генерировать достаточно тепла, чтобы согреть все тело.
Недостатком этого процесса является количество необходимого топлива. Морские выдры тратят до половины своего дня на питание и съедают до четверти своей массы тела в пищу каждый день.
“Это метаболически дорого”, – говорит Райт. – Этим ребятам приходится много есть”.
Подробнее об этом можно прочитать в журнале Science.
