Вода необходима для жизни.
Но по мере того, как меняется наш климат, меняется и доступность воды, в результате чего животные остаются с ограниченными или ненадежными запасами этого важнейшего ресурса.
Однако новое исследование Университета штата Аризона, опубликованное в журнале Королевского общества Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, впервые показывает, что животные могут использовать свои собственные мышцы для получения воды, когда она недоступна.. Исследователи из ASU и Centre d'Etudes Biologiques de Chizé во Франции объединились в проекте, и результаты были опубликованы 27 июня.
Мы знаем о важности запасов жира для подпитки энергетических затрат на размножение. Но как насчет воды? Наше исследование показывает, что во время размножения мышечный метаболизм связан с потребностью в воде развивающегося потомства. Жир - это только 10 процентов воды, в то время как мышцы ближе к 75 процентам, поэтому сжигание мышц высвобождает дополнительную воду», - сказал Джордж Бруш IV, ведущий исследователь проекта и докторант Университета штата Аризона. «С эволюционной точки зрения, концепция разведения капитала - или использования накопленных ресурсов для воспроизводства топлива - в настоящее время ограничивается энергетическими потребностями. Мы предлагаем распространить это на более широкую стратегию с несколькими ресурсами, которая также включает распределение воды».
Исследователи изучили эту концепцию, изучив влияние лишения воды на репродуктивные усилия самок детских питонов, змей среднего размера, которые размножаются в сухой сезон в Австралии, где природные источники воды крайне ограничены. Они обнаружили, что мышцы играют важную роль в снабжении организма водой, когда она недоступна.
«Питоны женского пола могут изменить то, как они используют внутренние ресурсы, в зависимости от ограничений в окружающей среде», - сказал Бруш. «Понимание того, как именно животные справляются с ограниченными ресурсами, поможет ученым предсказать, могут ли животные пострадать от будущего изменения климата, когда во многих регионах ожидается, что дождь будет менее надежным», - сказал Бруш, докторант Школы жизни. Докторская программа по биологии.
Во время исследования исследователи объединили беременных детских питонов с непродуктивными самками аналогичного размера. В течение трехнедельного периода, когда змеи были беременны, только половина пар имела доступ к воде. Репродуктивные самки, как в лаборатории, так и в дикой природе, не едят во время беременности и полагаются на внутренние резервы, такие как жир и мышцы, для удовлетворения своих энергетических потребностей.
Затем ученые измерили побочные продукты сжигания жира и мышц, такие как кетоны и мочевая кислота, а также размер мышц и влияние на яйца змей и размер кладки. Животные без воды сжигали больше мышц, чем жира, чтобы удовлетворить свои потребности в воде. Кроме того, животные без воды откладывали одинаковое количество яиц за кладку, но их яйца весили меньше, а скорлупа была тоньше.
Бриттани Камински, студентка-исследователь АГУ, только что окончила Школу наук о жизни со степенью бакалавра наук в области нейробиологии, физиологии и поведения. Каминский, который будет посещать U. C. Школа ветеринарной медицины Дэвиса осенью координировала большую часть проекта.
Я думаю, самое интересное в наших результатах то, что обезвоживание может играть сложную роль в репродукции, так что оно влияет на другие системы организма. Я чувствую, что на уровне организма одна болезнь может проявляться в различных формах. способами, и я думаю, что это ценная информация, которую я буду использовать в своей ветеринарной карьере», - сказал Камински.
Во время проекта Каминский помог разделить самок на репродуктивные и непродуктивные группы по массе и длине рыла. Она также следила за репродуктивным процессом самок с помощью ультразвука и научилась собирать образцы крови, обрабатывать и хранить их.
«Немногие из моих сверстников имели возможность тренировать команду других студентов или осваивать некоторые технические навыки, которые я развил в ходе исследования, такие как кардиоцентез и УЗИ», - сказал Камински. «Доктор Дейл ДеНардо и Джордж оба были рядом, когда мне нужно было руководство, но они также дали мне достаточно места, чтобы учиться самостоятельно и расти как ученый. Я не мог бы и мечтать о лучших наставниках».
Большинству животных необходим постоянный доступ к воде, чтобы выжить, особенно во время размножения, и авторы предполагают, что использование мышц в качестве хранилища воды может быть широко распространенным явлением. «Наши расширенные знания о взаимосвязи между гидратацией и репродуктивными инвестициями также позволят нам лучше понять глобальные реакции на ограничения воды и изменить подход ученых к репродуктивным инвестициям в экологическом контексте, который в прошлом часто игнорировал воду и сосредотачивался исключительно на энергетике. ресурсы», - сказал Бруш.