ما سر القوة الهائلة للتمساح في صيد الحيوانات الكبيرة؟

غزال زيارييعد تمساح النيل من أخطر الحيوانات في العالم. إنهم صيادون انتقاميون للغاية ويعتمدون على تكتيكاتهم المفاجئة في نصب الكمائن لمطاردة أي فريسة تقطع طريقهم. تقدر ناشيونال جيوغرافيك أن 200 شخص تقتلهم هذه الزواحف القاتلة كل عام ، لكن ما سر نجاح هؤلاء الصيادين الأقوياء؟

من المعروف منذ فترة طويلة أن التماسيح والتماسيح لديها القدرة على حبس أنفاسها تحت الماء لفترات طويلة من الزمن. تسمح لهم هذه المرونة بسحب فرائسهم ، بما في ذلك الثدييات الكبيرة ، إلى الماء وخنقهم تحت الماء. يبدو أن قدرتهم على حبس أنفاسهم قد تطورت بسبب التغيرات التكيفية في البروتين الذي يحمل الأكسجين في الدم: الهيموجلوبين.

العلاقة بين الهيموجلوبين والأكسجين في الدم

يوجد الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء ويحمل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم عبر الدم.

تختلف قوة ارتباط الهيموجلوبين بالأكسجين باختلاف تراكيز الأكسجين: في الرئتين ، حيث الدم غني بالأكسجين ، يرتبط الهيموجلوبين بجزيئات الأكسجين بشكل أكثر إحكامًا. ولكن عندما يصل الدم إلى العضلات ، ينخفض ​​تركيز الأكسجين بشكل كبير ويطلق الهيموجلوبين الأكسجين.

وفي الوقت نفسه ، يمكن أن تؤثر عوامل أخرى مثل درجة حرارة الدم ودرجة الحموضة أيضًا على هذه العلاقة ؛ لكن في جسم التماسيح ، يتم تنظيم ارتباط الأكسجين بالهيموجلوبين بواسطة جزيئات البيكربونات ، والتي يتم إنتاجها عن طريق إذابة ثاني أكسيد الكربون في الدم. عندما ترتبط أيونات البيكربونات بالهيموجلوبين ، يفقد البروتين ارتباطه بجزيئات الأكسجين ؛ لذلك ، فإنها ستفرغ حمل الأكسجين الخاص بها في الأجزاء التي تكون فيها كمية البيكربونات عالية.

الخلايا التي تتنفس أكثر (الخلايا التي تحتاج إلى المزيد من الأكسجين) تنتج المزيد من البيكربونات ، مما يجعل الهيموجلوبين يتخلى عن الأكسجين. من خلال الارتباط بالبيكربونات ، سيكون الهيموجلوبين قادرًا على إزالة منتج النفايات هذا بشكل فعال من خلايا الجهاز التنفسي. بهذه الطريقة ، يقوم هيموجلوبين التمساح بإيصال الأكسجين بشكل فعال إلى الخلايا التي هي في أمس الحاجة إليه ، بينما يمنع في الوقت نفسه تراكم ثاني أكسيد الكربون في الدم.

فك شفرة تنفس التماسيح

الآلية الكامنة وراء تطور الميزة التكيفية للتمساح لا تزال لغزا. لكن بحثًا من جامعة نبراسكا لاكيلان ، نُشر في مجلة Cornet Biology ، كشف الآن عن قطعة جديدة من هذا اللغز التطوري.

كتب جاي ستورز ، أحد مؤلفي هذه المقالة ، عن هذا النظام: “هذا نظام عالي الكفاءة ، تعتمد آليته على الإطلاق البطيء (الإطلاق البطيء) ويسمح للتماسيح باستخدام احتياطيات الأكسجين الخاصة بها بكفاءة. “هذا هو أحد الأسباب التي تسمح للتماسيح بالبقاء تحت الماء لفترات طويلة من الزمن.”

من خلال مقارنة الهيموجلوبين في التمساح بأسلافهم القدماء ، تمكن الباحثون من استنتاج أن الهيموجلوبين الفريد من التمساح ولد من سلسلة من 21 طفرة مترابطة والتي لم توفر فقط القدرة على حمل الأكسجين من خلال البيكربونات ، ولكن أيضًا قللت من حساسية البروتين للجزيئات التي تنظم تقارب الهيموغلوبين للأكسجين في خلايا الجسم أيضًا.

تعقيد هذه الطفرات يعني أنه لا يوجد مخلوق آخر ، على الرغم من عشرات الملايين من السنين من التطور ، قد طور هذه المهارة الفريدة ونتيجة لذلك لن يكون قادرًا على منافسة التماسيح في استخدام استراتيجية الصيد هذه. لقد حولت هذه القدرة التماسيح إلى صيادين مهرة ، بفضل قدرتهم الفريدة على البقاء تحت الماء لفترة طويلة ، تمكنوا من جر وخنق فرائسهم ، حتى الفرائس العملاقة.

5858