Zbytečné plýtvání?

Zhruba po dvou měsících úplného hladovění člověk umírá. Krokodýl může žít bez potravy celý rok i déle. Proč takový rozdíl? Člověk jako teplokrevný živočich spotřebuje většinu energie získané z potravy na udržení tělesné teploty. Má to své výhody. Na rozdíl od plazů je aktivní i v zimě, nemusí čerpat energii jen vyhříváním na sluníčku a může tedy žít i v chladných částech světa i v polárních oblastech. Ptáci si dokonce udržují teplotu 40 stupňů Celsia. Tento neúsporný systém vede k tomu, že někteří teplokrevní spotřebují tolik potravy za den, kolik by studenokrevnému živočichu stejné velikosti stačilo na měsíc. Bylo by proto zřejmě výhodnější zapínat vnitřní kamna jen tehdy, když je to opravdu zapotřebí. Obrazně řečeno přestat vytápět, když je venku horko. Biologové se už velmi dlouho snaží tuto záhadu evoluce, která místo k dokonalejšímu systému vedla k plýtvání, objasnit.

Různé teorie
Předpokládá se, že k přechodu k teplokrevnosti došlo u předchůdců ptáků zhruba před 140 miliony let, tedy v období křídy. U předchůdců dnešních savců ještě podstatně dříve před více než 200 miliony let už v triasu. Podle některých vědců ke vzniku teplokrevných došlo proto, aby malé šelmy, které se během historického vývoje na Zemi objevily, mohly být aktivní a lovit i v noci a v zimě, a tak lépe přežít. Loni přišli někteří vědci se zcela odlišnou teorií. Sice i podle nich přešli k teplokrevnosti jako první savci, ale nebyly to malé šelmy, ale býložravci, kteří spásáním listů a travin si vytvářeli daleko více energie, než mohli spotřebovat, a proto jejich tělo přešlo k teplokrevnosti (endotermii), která jim umožnila větší aktivitu. Pro další skupinu vědců ani jedna z těchto teorií není uspokojivá a nevysvětluje plně důvod vzniku teplokrevných živočichů.

Teplokrevní
U savců a ptáků, kteří patří k teplokrevným, teplo potřebné k životu vzniká ve vnitřních orgánech především v játrech a v mozku. Tyto orgány jsou proto u teplokrevných obvykle podstatně větší než u studenokrevných stejné velikosti a v porovnání se studenokrevnými jejich buňky obsahují až pětkrát více mitochondrií, které jsou obrazně řečeno továrnami na teplo. Udržují tak tělesnou teplotu na patřičné úrovni.  Je to plýtvání třeba ve srovnání s želvou kožatkou velkou, která energii, vytvořenou při plavání, používá na udržení tělesné teploty zhruba o 10 stupňů vyšší než okolní mořská voda. To jí umožňuje žít v chladnějších vodách, než jsou schopny jiné želvy. Mečouni selektivně používají při lovu energii vytvořenou plaváním k zahřívání očí a mozku, žraloci a tuňáci si udržují teplotu svalů vyšší než okolní moře intenzivním plaváním na dlouhé trasy.

Hibernování
Ne všichni teplokrevní udržují svou tělesnou teplotu neustále na maximu. Je obtížné udržet takovou teplotu především proto, že je skoro vždy vyšší než teplota okolního vzduchu. Takovou teplotu si mohou zachovat pouze neustálým přísunem potravy, která je však v zimě vzácná. Řada z nich se proto ukládá k zimnímu spánku nebo alespoň sníží aktivitu tělesných funkcí. Jiní volí přesun do teplejších krajů. Vlaš­tovky, čápi, špačci a další tažní ptáci odletí na jih, obyvatelé hor, například jelení zvěř, se stahují do nižších poloh. Kozorožci a kamzíci si během horského léta pořídí mohutné tukové polštáře, které často představují i pětinu jejich tělesné váhy. Pokud však má jejich energetická zásoba vydržet až do jara, musí s ní zacházet nanejvýš úsporně. Zvířata proto zůstávají po celé dny nehybně na jednom místě. Jejich srst je dokonale uzpůsobena ke snižování tepelných ztrát. Zimní šat kamzíků tvoří kombinace dlouhých pevnějších chlupů (pesíků) a jemné teplé podsady. Vzduch zachycený v srsti vytváří tak dokonalou izolační vrstvu, že čerstvý sníh zachycený na jejich hřbetě vydrží několik hodin, aniž roztaje.

Mistrem v přizpůsobení nízkým teplotám je bělokur. Tento kurovitý pták žijící v arktických oblastech dokáže bez úhony přestát i čtyřicetistupňové mrazy. Na zimu vymění hnědou barvu za čistě bílé opeření s jemným prachovým chmýřím. Peří mu zakrývá i nosní otvory a chrání mu i nohy. Navíc mu koncem podzimu vyrostou na každém prstu postranní rohovité výstupky, které umožňují podobně jako sněžnice chůzi po měkkém sněhu.  Bělokur a tetřívek se také naučili využívat izolační schopnosti kyprého sněhu. Vyhrabou si v něm otvory a pod dvaceti- až čtyřiceticentimetrovou vrstvou přečkávají studené noci a někdy i větší část dne. Při venkovních minus třiceti stupních tak dokážou své iglú vyhřát na snesitelnou nulu.

Jestliže některým živočichům stačí k přežití zásobní tuk, omezení pohybu a dobrá izolace, u mnoha dalších musí nastoupit jiný mechanizmus. Například se v dobře chráněné dutině schoulí do klubíčka a upadnou do zimního spánku. Hibernují. U sviště poklesne tělesná teplota na pouhé tři stupně Celsia, srdeční rytmus se zpomalí z původních osmdesáti na tři až čtyři údery za minutu a k zásobení kyslíkem stačí jeden nádech za několik minut. Tak dokáže tělo ušetřit až devadesát pět procent energie. Daleko méně účinný je zimní spánek medvěda hnědého. Je to takzvaný nepravý spánek, při němž se tělesná teplota snižuje jen minimálně, spotřeba kyslíku klesá asi o polovinu, ale tep může klesnout až o 75 procent. Délka zimního spánku medvěda hnědého se pohybuje mezi 75 až 120 dny, zpravidla od poloviny listopadu do poloviny března.  

Také netopýři hibernují. Nepřijímají potravu a energii čerpají pouze z nashromážděných tukových zásob. Jejich zimní spánek není zcela nepřetržitý. Občas procitají, aby změnili místo v úkrytu nebo aby se zbavili nahromaděných produktů metabolizmu. Každé probuzení je však energeticky velmi náročné.


Zdroj: 100+1