10 Tieranpassungen an feindliche Umgebungen

Mutter Natur ist ein sehr hartnäckiger Charakter. Sie versucht immer, die raue Umgebung zu erobern, die die unerbittlichen Kräfte unseres Planeten geschaffen haben, und in solchen extremen Bedingungen kann der Einfallsreichtum der natürlichen Welt am meisten bewundert werden. Mehr als oft scheint die Natur intelligenter als jeder Wissenschaftler zu sein, der Überlebensmittel erfunden hat, die als Inspiration für den Wunsch des Menschen nach rauen Umgebungen dienen. Hier sind zehn herausragende Anpassungen der Tiere an extreme Temperaturen und andere feindliche Bedingungen:

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Arktischer Fisch

Fische sind poikilothermische Organismen oder vereinfacht gesagt kaltblütige Tiere. Je niedriger die Umgebungstemperatur ist, desto schwieriger ist es für sie, ihre metabolischen Funktionen aufrechtzuerhalten. Bei niedrigeren Temperaturen können sich außerdem Eiskristalle in den Zellen des Organismus bilden, wodurch das Tier irreversibel geschädigt und letztendlich zum Tod führen kann. Allerdings scheinen arktische Fische, obwohl sie nicht den Luxus haben, ihre eigene Körperwärme zu erzeugen, wie Robben und andere Meeressäuger, die im gleichen eiskalten Wasser leben, zu gedeihen; Die Art und Weise, wie sie das schaffen, hat die Wissenschaftler lange Zeit verwirrt.

In den letzten Jahren wurde jedoch ein Frostschutzprotein in ihrem Blut entdeckt, das die Bildung von Eiskristallen verhindert. Wie dieses Protein funktioniert, wurde jedoch vor drei Jahren in einer von Volkswagen durchgeführten Studie entdeckt (ja, der Autohersteller). Das Protein verhindert, dass sich auf den Molekülen in seiner Umgebung Eis bildet, sodass die Zellen ihren Lebenszyklus fortsetzen können. Dies wird dadurch erreicht, dass Wassermoleküle, die normalerweise eine tanzartige Bewegung aufweisen, durch das Protein verlangsamt werden, was die Bildung und das Brechen von Bindungen, die die Bildung von Eis ermöglichen, behindert. Ein ähnliches Protein wurde bei verschiedenen Käferarten gefunden, die in großen Höhen oder in nahe arktischen Regionen leben.

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Einfrieren, um zu überleben

Arktische Fische vermeiden das Einfrieren, andere Tiere wurden jedoch so konzipiert, dass sie fest sind, um die kalte Jahreszeit zu überleben. So paradox es klingen mag, einige Arten von Fröschen und Schildkröten frieren im Winter praktisch zu - man könnte ein Fenster brechen, indem sie einen gefrorenen, aber lebendigen Frosch dagegen wirft. Dann tauchen sie auf wundersame Weise im Frühling wieder auf. Diese überragende Art, den Winter zu überleben, erklärt sich aus der Tatsache, dass Harnstoff und Glukose (die durch die Umwandlung von Leberglykogen vor dem Einfrieren entsteht) die Eismenge begrenzen und die osmotische Schrumpfung der Zellen reduzieren, die sonst zum Tod führen würde . Mit anderen Worten, Zucker erlaubt es dem Frosch zu überleben. Ihre Widerstandsfähigkeit ist jedoch begrenzt: Obwohl sie im gefrorenen Zustand steinhart erscheinen, kann das Überleben dieser Tiere beeinträchtigt werden, wenn mehr als 65 Prozent des Wassers in ihrem Körper gefrieren.

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Chemische Wärme

Wir sind immer noch im Bereich kaltblütiger Tiere. Die meisten von uns haben im naturwissenschaftlichen Unterricht gelernt, dass es umso schwieriger ist, die Wärme zu erhalten, je kleiner ein Objekt ist. Darüber hinaus wissen wir, dass kaltblütige Tiere im Allgemeinen ziemlich lethargisch sind und nur zu kurzen Energieschüben fähig sind. Die Insekten sind zwar poikilotherm, sind jedoch sehr aktiv und erreichen dies durch die Erzeugung von Körperwärme durch chemische und mechanische Mittel, meist durch schnelle und konstante Muskelbewegung. Wir können im Winter vor dem Start eine Parallele zwischen Insekten und der Beheizung eines Dieselmotors ziehen. Sie tun dies nicht nur, um die Energie zu erzeugen, die für einen aufrechterhaltenen Flug erforderlich ist, sondern auch zum Schutz gegen die Kälte des Winters, da sich Bienen sammeln und frösteln, um ein Einfrieren zu vermeiden.

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Verkapselung

Protozoen, Bakterien und Sporen sowie einige Fadenwürmer setzen Encystment ein (das sich in einem Zustand suspendierter Animation befindet, der von der Außenwelt durch eine feste Zellwand getrennt ist), um feindselige Bedingungen für lange Zeit zu überstehen. Sehr lange Zeit. Aus diesem Grund ist Encystment eine der herausragendsten Errungenschaften der Natur: Wissenschaftler haben es geschafft, Bakterien und Sporen, die Millionen von Jahren alt sind, wieder zum Leben zu erwecken. Die ältesten davon sind ungefähr 250 Millionen Jahre alt (ja, älter als die Dinosaurier). Juristischer Park könnte die einzige Möglichkeit sein, auf die man durch den Einsatz des Jurassic Park Realität werden kann. Stellen Sie sich andererseits vor, wenn Wissenschaftler ein Virus wieder zum Leben erwecken, vor dem der menschliche Körper keinen Schutz hat…

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Natürliche Heizkörper

Kühlen ist in tropischen Gegenden eine Herausforderung, vor allem wenn Tiere größer oder voller Energie sind. Natürliche Kühler senken die Körpertemperatur auf effiziente Weise: Zum Beispiel sind die Ohren des Elefanten und des Kaninchens mit Blutgefäßen gefüllt, die dem Tier helfen, seinen Körper in der Hitze zu kühlen. Kaninchen, die in arktischen Gebieten leben, haben kleinere Ohren, ebenso die Wollmammuts, um sich vor der Kälte zu schützen. Radiatoren wurden auch in der prähistorischen Welt angetroffen, beispielsweise bei Tieren wie dem Dimetrodon des Permian oder - einigen Wissenschaftlern zufolge - Dinosauriern der Stegosaurus-Familie, deren Platten stark vaskularisiert worden wären, um einen Wärmeaustausch zu ermöglichen.

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Megathermie

Zu groß zu sein, kann für Kreaturen, die in tropischen Gebieten leben, ein Nachteil sein, da sie ständig ihre Körpertemperaturen senken müssen. In kalten Gewässern können große poikilothermische Kreaturen jedoch gedeihen und sehr energisch sein. Die Voraussetzung dafür ist die Größe: Megathermie ist die Fähigkeit, durch schiere Körpermasse Wärme zu erzeugen, ein Phänomen, das bei der Lederschildkröte (der größten Schildkröte der Welt) oder bei großen Haien wie dem großen Weiß- oder Makohai auftritt.Diese Erhöhung der Körpertemperatur ermöglicht es diesen Kreaturen, in kaltem Wasser ziemlich energisch zu sein. Eigentlich ist die Lederschildkröte das schnellste Reptil der Erde, das Geschwindigkeiten von bis zu 20 Meilen pro Stunde in kurzen Stößen erreichen kann.

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Eigenschaften des Blutes ändern

Um in extremen Umgebungen arbeiten zu können, haben einige Tiere unterschiedliche Arten der Blutzusammensetzung entwickelt: den Pottwal und die Raubgans Asiens. Beide Arten haben die unheimliche Fähigkeit, viel mehr Sauerstoff in ihren Blutzellen zu speichern als andere Tiere. Sie brauchen dies jedoch aus verschiedenen Gründen: Der Pottwal muss lange Zeit den Atem anhalten, da er auf der Suche nach Nahrung in große Tiefen taucht, während Gänse mit Kopfköpfchen einen energischen Flug über den Himalaya unternehmen müssen In diesen Höhenlagen ist die Luft ziemlich sauerstoffarm.

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Atemanpassungen

In tropischen und äquatorialen Gebieten kann der Wechsel der Jahreszeiten für viele Tiere eine Katastrophe bedeuten. Die Regenzeit kann zu häufigen Überschwemmungen führen, bei denen viele Landtiere ihr Leben verlieren, während die Trockenzeit einen Wassermangel bedeutet, der natürlich für alle schlecht ist. Zu den Tieren, für die die Natur große Anstrengungen unternommen hat, um ihr Überleben zu sichern, gehören die Fische, die Luft atmen. Viele von uns haben von dem Lungenfisch Dipnoi gehört, der einen Schleimsack bildet, um sich durch die Dürre zu schützen, aber einige Arten von Wels und Aal atmen nicht nur Luft, sondern reisen auch zwischen den Pools an Land. Diese Fische nehmen Sauerstoff aus der Luft nicht durch Lungen oder Kiemen auf, sondern durch die Verwendung eines speziellen Bereichs ihres Darms.

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In der Hölle leben

Hydrothermale Quellen haben seit ihrer Entdeckung viele Theorien gestürzt, die Wissenschaftler in Bezug auf das Leben in der Tiefsee hatten. Die Temperatur der Gewässer um diese Öffnungen überschreitet den Siedepunkt, der bloße Druck dieser Tiefen verhindert jedoch das Auftreten von Blasen. Aus den Öffnungen strömt ständig Schwefelwasserstoff, ein für die meisten Lebensformen hochgiftiger Stoff. Diese höllischen Schluchten sind jedoch oft von Kolonien verschiedener Wildtiere umgeben, von denen die meisten offensichtlich in einer giftigen, sonnenlosen Welt gedeihen. Diese Kreaturen haben es geschafft, mit dem Mangel an Sonnenlicht (von dem wir wissen, dass es für das meiste Leben lebenswichtig ist, da es die Synthese von Vitamin D auslöst) und mit den hervorragenden Temperaturen fertig zu werden. Da viele Bewohner von Tiefsee-Entlüftungsöffnungen aus evolutionärer Sicht recht primitiv sind, versuchen Wissenschaftler nun herauszufinden, ob diese Entlüftungsöffnungen die Umgebung waren, in der das Leben vor etwa 3,5 Milliarden Jahren zum ersten Mal stattfand.

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Mutige Kolonisation

Ich muss zugeben, dass der letzte Eintrag in dieser Liste immer noch keine richtige wissenschaftliche Erklärung enthält: Eine in Nicaragua (Aratinga holochlora) heimische Papageienart nistet sich im Vulkankrater Masaya. Der schwierig zu erklärende Teil ist, dass der Krater ständig tödliche schwefelhaltige Dämpfe abgibt. Wie diese Papageien es schaffen, in einer Umgebung zu nisten, in der Menschen und andere Tiere in wenigen Minuten getötet werden könnten, ist für die Wissenschaftler immer noch ein Rätsel. Dies zeigt, dass Mutter Natur in ihrer Entschlossenheit zu erobern, sich nicht zu leicht einschüchtern lässt. Während die Fauna, die in der Nähe von Tiefseeventilen lebt, Millionen von Jahren der Evolution hatte, um sich an das Leben dort anzupassen, haben die grünen Papageien des Masaya-Vulkankraters diesen Lebensstil erst kürzlich angenommen, evolutionär gesprochen. Durch das Studium solcher verwegener Arten kann der Mensch besser verstehen, wie dieses Wunder des Universums, die Evolution, funktioniert, genau wie Charles Darwin die Finken der Galapagos auf seiner Reise an Bord der Beagle beobachtet hat.