Nội dung bài viết
Một số sinh vật có thể thay đổi đáng kể nhiệt độ bên trong của chúng và tồn tại lâu hơn bão, lũ lụt và động vật ăn thịt.
Năm 1774, nhà khoa học-bác sĩ người Anh Charles Blagden nhận được lời mời bất thường từ một bác sĩ đồng nghiệp: dành thời gian trong một căn phòng nhỏ nóng hơn, ông viết, “hơn mức mà trước đây người ta nghĩ rằng bất kỳ sinh vật sống nào cũng có thể chịu đựng được.” Nhiều người có thể kinh hoàng trước lời đề nghị này, nhưng Blagden rất vui vì có cơ hội tự thử nghiệm.
Anh ngạc nhiên khi thấy nhiệt độ của mình vẫn ở mức 98° F (khoảng 37° C), ngay cả khi nhiệt độ trong phòng lên tới 200° F (khoảng 93° C). Ngày nay, khả năng duy trì nhiệt độ cơ thể ổn định – được gọi là phương pháp cân bằng nhiệt – được biết là tồn tại ở vô số loài động vật có vú và chim.
Nhưng cũng có một số trường hợp ngoại lệ đáng chú ý. Ví dụ, nhiệt độ cơ thể của loài vượn cáo lùn đuôi béo có thể dao động gần 45°F (25°C) trong một ngày.
Trên thực tế, ngày càng có nhiều nghiên cứu cho thấy rằng có nhiều loài động vật hơn các nhà khoa học từng đánh giá cao sử dụng phương pháp linh hoạt này—phương pháp dị nhiệt—thay đổi nhiệt độ cơ thể của chúng trong nhiều phút, nhiều giờ hoặc nhiều tuần mỗi lần.
Điều này có thể giúp các loài động vật kiên trì vượt qua mọi nguy hiểm.
“ Danielle Levesque, nhà sinh lý học động vật có vú tại Đại học Maine, cho biết: “Nhưng trong những năm gần đây, khi những cải tiến về công nghệ cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi động vật nhỏ và quá trình trao đổi chất của chúng trong tự nhiên dễ dàng hơn, “chúng tôi bắt đầu tìm thấy nhiều điều kỳ lạ hơn”.
Hình thức dị nhiệt cực đoan nhất và nổi tiếng nhất là ngủ đông cổ điển, được nghiên cứu rộng rãi nhất ở những sinh vật sử dụng nó để tiết kiệm năng lượng và để sống sót qua mùa đông dài và lạnh giá ở Bắc bán cầu.
Những loài động vật này trải qua thời kỳ dài mà các nhà khoa học gọi là trạng thái ngủ mê sâu, khi quá trình trao đổi chất chậm lại và nhiệt độ cơ thể có thể giảm xuống gần mức đóng băng. Nhưng trạng thái ngủ đông chỉ là một phần của những gì mà một số nhà khoa học hiện nay coi là quang phổ.
phức tạp,” nhà sinh lý học so sánh Fritz Geiser của Đại học New England ở Úc cho biết.
“Nó phức tạp hơn nhiều cương cứng hơn phương pháp gia nhiệt.” Ví dụ, loài dơi tai dài phía đông Australia điều chỉnh cách sử dụng tình trạng buồn ngủ của chúng dựa trên sự thay đổi hàng ngày của điều kiện thời tiết.
Mari Aas Fjelldal, nhà sinh vật học về dơi tại Đại học Khoa học Đời sống Na Uy và Đại học Helsinki, đã sử dụng các thiết bị truyền tín hiệu cực nhỏ để đo nhiệt độ da khi 37 con dơi thả rông ở Australia thực hiện cuộc sống hàng ngày của chúng.
Giống như nhiều loài dị nhiệt, dơi dành nhiều thời gian hôn mê hơn khi trời lạnh, nhưng chúng cũng chìm vào trạng thái hôn mê thường xuyên hơn khi mưa và tốc độ gió tăng lên, Fjelldal và các đồng nghiệp đã báo cáo trên Oecologia vào năm 2021.
Việc thu mình lại này có ý nghĩa, Fjelldal nói: Gió và mưa khiến việc bay đòi hỏi nhiều năng lượng hơn—một vấn đề lớn khi bạn nặng ít hơn một gói M&M nhỏ—và khiến việc tìm kiếm côn trùng mà dơi ăn trở nên tốn kém hơn.
Thậm chí còn có báo cáo về việc dơi hoary đang mang thai rơi vào tình trạng hôn mê trong những cơn bão mùa xuân không thể đoán trước, một hoạt động sinh lý về cơ bản khiến chúng tạm dừng quá trình mang thai.
Fjelldal nói: “Điều đó có nghĩa là ở một mức độ nào đó, họ thực sự có thể quyết định một chút về thời điểm sinh con. Điều này thực sự hữu ích khi bạn sống trong một môi trường có thể khá khắc nghiệt vào mùa xuân”.
Fjelldal, w ho không tham gia vào nghiên cứu đó, lưu ý rằng việc sản xuất sữa rất tốn kém về mặt trao đổi chất, vì vậy sẽ thuận lợi hơn khi sinh con khi nguồn thức ăn sẵn có.
Những động vật khác, chẳng hạn như tàu lượn, loài thú có túi nhỏ, mũi hồng "bay" qua cây bằng những nếp da giống như cánh, hiếm khi sử dụng trạng thái hôn mê nhưng dường như có thể tận dụng lợi thế của nó trong trường hợp khẩn cấp về thời tiết.
Geiser và các đồng nghiệp nhận thấy, trong một cơn bão với sức gió lốc xoáy cấp 1 gần 100 km/giờ và lượng mưa 9,5 cm trong một đêm, những con tàu lượn có nhiều khả năng nằm cuộn tròn trong tổ trong hốc cây và nhiều con rơi vào tình trạng hôn mê, làm giảm nhiệt độ cơ thể từ 94,1°F (34,5°C) xuống mức trung bình khoảng 66°F (19°C).
Tương tự như vậy, để đối phó với sự kiện lũ lụt vô tình trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy một khoảng thời gian hôn mê kéo dài nhiều ngày rất bất thường ở một con chuột có gai màu vàng, nhiệt độ của nó đạt mức thấp khoảng 75°F (24°C).
Geiser cho biết, việc sử dụng trạng thái mê hoặc linh hoạt hơn này có thể giúp các vật thể dị nhiệt chờ đợi thảm họa. Ngược lại, các loài sinh nhiệt không thể giảm bớt nhu cầu về thức ăn và nước uống và có thể không tồn tại được trong các điều kiện đầy thách thức.
“Có thể không có thức ăn, có thể không có nước uống, nhà sinh lý học sinh thái Julia Nowack của Đại học Liverpool John Moores ở Anh, đồng tác giả của nghiên cứu về tàu lượn, cho biết: “Nó có thể rất ấm áp”. Torpor, đặc biệt là ở vùng nhiệt đới, có “rất nhiều tác nhân khác nhau”.
Các mối đe dọa thuộc loại khác, chẳng hạn như sự hiện diện của động vật ăn thịt, cũng có thể khiến chúng phải thu mình lại. Ví dụ, loài ký túc xá ăn được (có lẽ được đặt tên hoàn hảo), đôi khi rơi vào tình trạng hôn mê kéo dài vào đầu mùa hè.
Lúc đầu, hành vi này khiến các nhà nghiên cứu bối rối – tại sao lại ngủ quên vào mùa hè, khi nhiệt độ dễ chịu và thức ăn dồi dào, đặc biệt nếu điều đó đồng nghĩa với việc mất đi cơ hội sinh sản?
Sau khi xem xét dữ liệu nhiều năm do nhiều nhà khoa học khác nhau thu thập, một cặp nhà nghiên cứu đã kết luận rằng vì mùa xuân và đầu mùa hè là khoảng thời gian đặc biệt hoạt động của loài cú, những sinh vật nhỏ có thể ăn được này có thể chọn trải qua những đêm uể oải, ẩn an toàn trong hang dưới lòng đất, để tránh trở thành bữa tối.
Trong chiến lược được cho là tương tự để tránh những kẻ săn mồi về đêm, dơi của Fjelldal thay đổi cách sử dụng tình trạng hôn mê của chúng một chút tùy thuộc vào giai đoạn của mặt trăng, dành nhiều thời gian trì trệ hơn khi mặt trăng ngày càng tròn và chúng trở nên dễ dàng phát hiện hơn.
Dunnart đuôi béo, một con chuột -giống như loài thú có túi ăn thịt có nguồn gốc từ Úc, là loài thứ ba ẩn náu khi cảm thấy có nhiều nguy cơ bị ăn thịt.
Trong một nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã đặt những con dunnart vào hai loại vỏ: Một số có nhiều lớp phủ mặt đất dưới dạng tấm nhựa, mô phỏng một môi trường được bảo vệ khỏi động vật ăn thịt, trong khi các loại vỏ khác có ít lớp che phủ, mô phỏng nguy cơ bị săn mồi cao hơn.
Ở những môi trường có rủi ro cao hơn, động vật kiếm ăn ít hơn và nhiệt độ cơ thể của chúng trở nên thay đổi nhiều hơn.