Opan har strukturer som aldrig tidigare setts i fiskgälar som kan hjälpa till att bevara den värmen i blodet, säger Nick Wegner från Southwest Fisheries Science Center i La Jolla, Kalifornien. Det här labbet drivs av National Oceanic and Atmospheric Administration. Värme tenderar att påskynda kemiska reaktioner som äger rum inuti celler. Det gör att ett djur kan röra sig och reagera på sin miljö snabbare. Dess ovanliga gälar och andra värmebesparande funktioner tillåter inte opah att bibehålla samma höga och stabila kroppstemperaturer som ses hos däggdjur och fåglar. (Att vara varmblodig, eller endoterm , betyder att dessa varelser kan kontrollera sin kroppstemperatur när omgivningen blir varmare eller svalare.) Ändå tyder mätningar på att opah kan behålla sitt hjärta och vissa andra viktiga vävnader flera grader varmare än det kalla vattnet som den simmar i, säger Wegner och hans kollegor. De beskrev detaljer 15 maj i Science .
Biologer har hittat andra fiskar som inte passar den normala kallblodiga fiskmodellen. Havsidrottare som tonfisk och vithajar, till exempel, bevarar värmen i musklerna som driver deras simning. Och blåmarlin och andra fiskar håller ögonen och hjärnan varma. Alla dessa fiskar måste fortfarande klara av hjärtan som så småningom svalnar – och långsammare – under långa dyk ner i det kalla havets djup.
Att sakta ner hjärtat fördröjer leveransen av syre till muskler och andra vävnader. Aktivitetsnivåerna blir snabbt tröga. Ett kallt hjärta “påverkar allt”, säger Diego Bernal. En fysiolog , han arbetar vid University of Massachusetts i Dartmouth och var inte en del av opah-forskningen.
Tidigare arbete hade antytt att opah skulle kunna hålla ögonen och hjärnan varma. Att lära sig om dess varma hjärta är “den riktigt, riktigt intressanta delen”, säger Bernal. “Vi har alla dessa stora fiskar där ute som vi älskar att äta, älskar att fånga, men vi vet nästan ingenting om deras grundläggande biologi.”
De första bevisen för ett varmt hjärta och cirkulationssystem kom från Wegner, en självbeskriven “gälkille”. Han förväntade sig inte något ovanligt när han fick några opahgälexemplar. Han lät dem sitta “i en hink med formaldehyd i flera månader”, säger han. Sedan lade Wegner märke till en trasslig massa av blodkärl i gälarna. Han misstänkte snart att de var för att spara värme.
(Berättelsen fortsätter under bilden )
På siluetten av en opah till vänster indikerar varmare färger högre inre temperaturer uppmätt under huden. I en separat studie fästes temperaturmätare på musklerna i en opah. När fisken dök ner i djupt kallt vatten förblev den varmare (grafen till höger, röd linje) än det kyliga vattnet (blå linje). NC Wegner et al/Vetenskap 2015 Wegner arbetade för att reda ut det komplexa mönstret av blodflöde i dessa gälkärl. Först injicerade han en blå substans från ena änden och en röd substans från den andra. Sedan såg han hur de blå och röda ämnena strömmade mot var och en. De skapade omväxlande färgband och avslöjade hur kärlen lindades ihop.
Det antydde att kärlväven fungerade som en värmeväxlare . Blod som värmdes upp genom att passera genom fiskens kropp tog kylan av närliggande kärl. De sistnämnda kärlen bar blod som just hade plockat upp syre från det kalla havsvattnet som svischade genom fiskens gälar. Den här typen av cirkulationssystem sparar värme, säger Wegner.
Temperaturmätningar från ett 20-tal nyfångade opah stödde idén. Deras hjärtan, tarmar, huvuden och bröstmusklerna var cirka 3 till 6 grader Celsius (5,4 till 10,8 grader Fahrenheit) varmare än det djupare havsvattnet där fisken hade simmat. Forskarna fäste sedan enheter till fyra av fiskarna. Apparaterna loggade temperaturer i djurens bröstmuskler. Varje fisk släpptes sedan ut för ett dopp. Muskeltemperaturerna var i genomsnitt cirka 5 grader Celsius varmare än det omgivande havsvattnet.
Kraften att bevara en del av värmen som genereras av dess kropp kan hjälpa till att förklara hur denna fisk simmar snabbare, reagerar snabbare och ser bättre, säger Wegner. Andra fiskar som vistas på djup upp till 300 meter (1 000 fot) – som opah gör – är vanligtvis långsamma och tröga.
Kraftord
(för mer om Power Words, klicka här)
cell Den minsta strukturella och funktionella enheten i en organism. Vanligtvis för liten för att se med blotta ögat, den består av vattnig vätska omgiven av ett membran eller vägg. Djur består av allt från tusentals till biljoner celler, beroende på deras storlek.
kemisk reaktion En process som involverar omarrangering av ett ämnes molekyler eller struktur, i motsats till en förändring i fysisk form (som från ett fast ämne till en gas). ).
cirkulation (i biologi) En term som hänvisar till pumpning av blod genom artärerna och mindre typer av kärl (och därifrån in i andra organ och vävnader) .
bevara För att skydda, som från förlust eller försämring.
formaldehyd En allmänt använd och giftig kemikalie som tillverkare lägger till plast, hartser, vissa gödningsmedel, färgämnen, mediciner och balsameringsvätskor. Det är till och med i de behandlingar som används för att hålla tyger från att skrynklas.
endotermisk (i biologi) En term för ett djurs generering av värme för att hålla sin kroppstemperatur behaglig när miljön blir kall.
gäls Andningsorganet hos de flesta vattenlevande djur som filtrerar syre ur vattnet, som fiskar och andra vattenlevande djur använder för att andas.
värmeväxlare Ett system av rör eller fenor genom vilka värme kan frigöras från en maskin till miljön runt dem.
logg (i forskning) Processen att registrera data för användning eller analys senare. Läkare kan till exempel be personer som deltar i en läkemedelsprövning att varje dag registrera hur de mår och eventuella förändringar i deras vikt eller hälsa. Forskare kan senare gå igenom loggarna för att se om och när människor blev bättre – eller sämre. Forskare tenderar att logga in alla villkor för sina experiment i lab-anteckningsböcker. På så sätt kan de jämföra resultaten från ett test med alla andra – eller vilka villkor de behöver kopiera troget om de behöver köra ett test igen.
däggdjur Ett varmblodigt djur som kännetecknas av innehav av hår eller päls, utsöndring av mjölk från honor för att mata ungarna och (vanligtvis) bärande av Lev ung.
National Oceanographic and Atmospheric Administration, eller NOAA En vetenskapsbyrå från det amerikanska handelsdepartementet. Denna byrå grundades ursprungligen 1807 under ett annat namn (The Survey of the Coast), och fokuserar på att förstå och bevara havets resurser, inklusive fiske, skydda marina däggdjur (från sälar till valar), studera havsbotten och undersöka den övre atmosfären.
syre En gas som utgör cirka 21 procent av atmosfären. Alla djur och många mikroorganismer behöver syre för att underblåsa sin ämnesomsättning.
bröst Ett adjektiv för något relaterat till ett djurs bröstkorg (eller bröstregion).
bröstfenor Fenorna som kommer ut från sidan av en fisk, precis bakom dess huvud. De hjälper till att styra djurets rörelse. De motsvarar i själva verket armarna (eller frambenen) på ett landdjur.
fysiologi Den gren av biologi som behandlar levande organismers vardagliga funktioner och hur deras delar fungerar. Människor som arbetar inom detta område är kända som fysiologer.
haj En typ av rovfisk som har överlevt i en eller annan form i hundratals miljoner år. Brosk, inte ben, ger sin kroppsstruktur.
varmblodig
Adjektiv för djur (främst däggdjur och fåglar) som upprätthåller en konstant kroppstemperatur, vanligtvis över den i omgivningen. Forskare föredrar i allmänhet termen endotermisk för att beskriva djur som genererar värme för att kontrollera sin kroppstemperatur.
Leave a Reply