سنجابهای قطبی از طریق بازیافت بدنی زمستان را پشت سر میگذارند

سنجابهای زمینی قطبی میتوانند زمستان های سخت و طاقت فرسای زیر دمای صفر درجه را بدون غذا خوردن زنده بماند و اگر این روند تا هشت ماه نیز ادامه یابد، مشکلی برای این جانوران پیش نخواهد آمد.

به گزارش واحد تحقیقات علمی آژانس خبری تکنا به نقل از گزارش خانم Sarah A. Rice کارشناس بیوشیمی دانشگاه FAIRBANKS آلاسکا امریکا، خواب زمستانی این موجودات، سخت ترین شرایط زندگی در میان تمامی جانوران محسوب میشود و به قدری به مرگ نزدیک است که بین زندگی و مرگ معلق خواهند ماند و ما در حال حاضر نمیتوانیم دریابیم که این پروسه چگونه انجام میشود.

با جستجوی آنچه در درون این سنجابها می گذرد ، محققان اکنون به ایده های بهتری دست یافته اند. مواد مغذی بازیافت شده در اثر فعالیت عضلات به این جانوران کمک میکند تا در خواب زمستانی خود را با سلامت کامل سپری کنند. خانم رایس و همکارانش از طریق متابولیسم طبیعی توانسته اند این موضوع را گزارش دهند.

از فصل پاییز تا بهار، سنجاب‌های زمینی قطبی پس از احساس حالت بی‌حالی شدید به خوابی زمستانی می‌روند. در یک آزمایش شبیه‌سازی‌شده انیمیشنی، سنجاب‌ها هر دقیقه فقط یک بار نفس می‌کشند و قلب آنها در هر دقیقه 5 بار می‌تپد. هر دو یا سه هفته یک بار، سنجاب‌ها حدوداً 12 تا 24 ساعت علائم حیاتی‌شان بر می‌گردد، دمای بدنشان بالا می‌رود و شروع به لرزیدن می‌کنند. در این زمان محدود این جانوران نه چیزی نمی‌خورند و نه چیزی می‌نوشند و از بدن آنها نیز چیزی دفع نمی‌شود و باری دیگر به خواب خود باز می‌گردند.

خانم رایس برای بررسی شیمی بدن این حیوانات گفته است:«من در اتاقک‌های سرد و تاریکی کار می‌کردم که محیطی کاملاً ساکت و آرام داشته‌اند به گونه‌ای که هر سو را نگاه می‌کردم، این سنجاب‌ها را مشاهده می‌کردم که در خواب زمستانی خود قرار دارند و به نحوی من را محاصره کرده بودند.» وی همچنین گفته است که به‌صورت دورهای، او لوله‌ای را به‌دقت در درون شریان‌ها و رگه‌ای اصلی این موجودات قرار داده تا مقداری خون از بدن آنها خارج کند.

در هنگام حالت بی‌حالی این موجودات، خانم رایس و همکارانش یک سیگنال شیمیایی مشاهده کردند که نشان می‌دهد عضله اسکلتی به‌آرامی در حال تجزیه است. با این فرآیند ترکیبات حاوی نیتروژن آزاد می‌شود، عنصری که برای ساخت پروتئین‌های موجود در ماهیچه حائز اهمیت است. اما در خواب زمستانی جانوران ازجمله در این سنجاب‌های قطبی، در هنگام فرورفتن در خواب زمستانی علائم حیاتی‌شان به توده عضلانی‌شان بستگی دارد. بنابراین دانشمندان در حیرت فرو رفته‌اند که آیا سنجاب‌ها در طول خواب زمستانی ذخیره جدیدی از پروتئین ایجاد می‌کنند و اگر چنین است، چگونه؟

پیگیری جریان نیتروژن در بدن حیوانات سرنخ‌هایی را نشان می‌دهد. محققان یک کوکتل از مواد شیمیایی حاوی ایزوتوپ به این مخلوقات داده‌اند که شامل عناصری با مقادیر مختلف می‌شود. انجام این عمل نشان می‌دهد که چگونه نیتروژن به اسید آمنه- عنصر سازنده پروتئین- تبدیل می‌شود. این عنصر تشکیل‌دهنده عضلات، ریه‌ها، کلیه‌ها و دیگر اجزای بدن این حیوانات می‌باشد و در دوره‌های کوتاهی تشکیل می‌شود که سنجاب‌ها در حالت بی‌حالی و کسلی قرار می‌گیرند.

کلی درو یکی از اعضای تیم تحقیقاتی و کارشناس شیمی عصبی در دانشگاه فایربانکس آلاسکا می‌گوید که سنجاب‌ها با بازیافت مواد مغذی از عضلاتشان، خود را از در مقابل سرما و دیگر تهدیدات حفظ می‌کنند و علاوه بر این خطر سموم به وجود آمده توسط تجزیه عضلات دفع می‌گردد. در غیر این صورت هنگام خواب زمستانی، نیتروژن در آمونیاک حل می‌شود و این مورد می‌تواند به میزان قابل توجهی کشنده‌ای باشد اما در عوض سنجاب‌ها آن نیتروژن را به مولکول‌های جدیدی تبدیل می‌کنند.

جیمز استپلز، فیزیولوژیست محیط‌زیست از دانشگاه وسترن لندن در کشور کانادا، که بخشی از پروژه تحقیقاتی نبوده است، دراین‌باره گفته:«مطالعات دیگری نشان می‌دهد که میکروبیوم – میکروب‌هایی که در درون و روی حیوانات زندگی می‌کنند- در بازیافت نیتروژن هنگام خواب زمستانی این جانوران نقش دارند. به‌طور معمول، تجزیه پروتئین‌ها درنهایت باعث ایجاد اوره می‌شود، اوره درواقع ماده شیمیایی حاوی نیتروژن است که دفع می‌شود. میکروب‌ها می‌توانند این اوره را تخلیه کرده و نیتروژن آن را دوباره در خون آزاد کنند. اما در سنجاب‌ها عضله‌ها تجزیه می‌شوند و مجدداً باری دیگر به این اسیدهای آمینه بازیافت می‌گردند. به گفته کارشناسان برخلاف تصورات قبلی، میکروبیومهای روده همانند گذشته چندان بااهمیت نیستند.

سندی مارتین شخص دیگری است که در این پروژه تحقیقاتی نقشی نداشته است. وی کارشناس بیوشیمی در دانشکده پزشکی دانشگاه کلرادو در منطقه آرورا، این‌چنین گفته:«شفافیت مسئله خواب زمستانی در آینده می‌تواند به انسان کمک کند. جانورانی که به خواب زمستانی می‌روند، قابلیت‌های خارق‌العاده دارند و در برابر شرایط بسیار سخت مقاوم هستند درحالی‌که انسان در صورت قرارگیری در چنین شرایطی دوام نخواهد آورد. به‌عنوان مثال، حیواناتی مانند این سنجاب‌ها در برابر آسیب‌هایی که بدن نمی‌تواند جریان خون و اکسیژن لازم را دریافت کند، مقاومت بیشتری نشان می‌دهند. استفاده از رویکردهای مشابه خواب زمستانی می‌تواند تأثیر بسزایی داشته باشند به‌خصوص در مواردی که نیاز به متابولیسم کندتر است و در مسائلی همچون جراحی‌های عادی و سفرهای فضایی طولانی‌مدت می‌تواند به‌کار رود. || جهت دیدن دیگر خبرها به صفحه اخبار علمی مراجعه نمایید.