Я познаю мир. Биология
Шрифт:
image l:href="#"
Строение клеточной мембраны: 1 – двойной слой фосфолипидов; 2 – белки; 3 – углеводы, связанные с белками
Вот почему, прежде чем переселиться в океанскую бездну, животные должны были произвести полную биохимическую реконструкцию своего организма. Судя по тому, что среди подданных Посейдона нашлось немало подобных животных, ничего необычного в этом нет: к чему только ни приходилось приспосабливаться
Оправданный консерватизм
Для благополучной жизни необходимо иметь запасы. Организм животных и человека в первую очередь запасает энергоносители – вещества, при распаде отдающие химическую энергию, которая может использоваться для синтеза различных веществ, преобразовываться в механическую, обеспечивая работу мышц, или в тепловую, не давая организму замерзнуть.
Обычно для удобства долгосрочного хранения углеводы и белки пищи перерабатываются в жир. Кроме жира, клетки организма запасают на текущие расходы сравнительно небольшие количества полисахарида гликогена. Только в мышечных клетках и в печени его запасы бывают чуть–чуть более значительными.
Необходимость иметь гликоген связана с тем, что жир не годится для экстренного использования. На его извлечение из жировых депо уходит много времени, кроме того, жир сложно транспортировать к месту назначения. Поэтому жир откладывается для длительного хранения, а в качестве краткосрочного энергоносителя используется гликоген. Он тоже не может переноситься кровью и не способен проходить сквозь клеточные оболочки – слишком крупны его молекулы, но зато гликоген быстро разлагается до глюкозы, а этот простейший сахар, всегда присутствующий в крови, легко проникает в любые клетки. Когда работа каких–нибудь органов усиливается и на нее тратится больше глюкозы, в печени начинается разрушение гликогена и в кровь поступают новые порции горючего.
Зачем тогда вообще запасать жир, почему бы не хранить все запасы в виде гликогена? А дело в том, что жир экономичнее: из одного грамма жира высвобождается в два раза больше энергии, чем из того же количества гликогена. Так что запасы жира компактнее, а главное легче, чем гликоген.
Вторая причина, по которой создавать большие запасы резервного гликогена нецелесообразно, – специфические особенности его хранения. Для того чтобы он мог оставаться в организме, необходимы значительные количества воды. В результате запас одного и того же количества энергии в виде гликогена будет весить в 10 раз больше запасов в виде жира. Такое могут позволить себе лишь моллюски, ползающие по дну или ведущие прикрепленный образ жизни, и некоторые другие животные, обитающие на дне океанов. Моллюскам, ведущим неподвижный образ жизни, значительное увеличение веса не приносит никаких неудобств, а воды, необходимой для удержания гликогена, вокруг сколько угодно. Поэтому моллюски способны очень быстро набирать вес.
image l:href="#"
Морские донные моллюски:А – устрицы; Б – мидии
Делать запасы гликогена выгодно всем донным животным. Жир легче воды, и, скапливаясь в организме в больших количествах, он резко увеличивает его плавучесть, и тело неудержимо тянет вверх, к поверхности. Жирным существам постоянно грозит перспектива
Кроме того, гликоген помогает животным переносить кислородное голодание. Моллюски и раковинные ракообразные при малейшей опасности сжимают створки своего дома и дышат в это время за счет мизерного запаса кислорода, оставшегося в раковине. Эти животные, ведущие прикрепленный образ жизни, нередко поселяются у поверхности воды. Во время отлива, а он может продолжаться более 10 часов, им приходится сидеть с накрепко закрытыми дверями.
Вот тут–то их и выручает гликоген. Он способен расщепляться без помощи кислорода, высвобождая при этом часть заключенной в нем химической энергии, и дает возможность некоторое время задерживать дыхание. Вот почему у морских животных, вынужденных много времени проводить под водой, его оперативные запасы значительны.
image l:href="#"
Раковинный усоногий рачок балянус
Двустворчатые моллюски, запасающие химическую энергию главным образом в виде гликогена, во время длительных пауз в поступлении кислорода, существуют за счет анаэробного (бескислородного) способа высвобождения энергии и к концу отлива серьезно худеют: ведь гликоген распадается и воду, которая была нужна для его хранения, приходится выводить. Однако во время прилива моллюски возобновляют энергетические запасы, а заодно накапливают воду и быстро полнеют, восстанавливая свой первоначальный вес.
Рыбы – любители засухи
Земля – планета воды, и многие обитатели Земли живут в воде. Есть на Земле и пустыни, где годами не выпадает ни капли дождя и нет никаких источников воды. Там, конечно, могут жить лишь засухоустойчивые организмы. Но вот парадокс: самые засухоустойчивые организмы обитают в болотах, озерах и реках. Дело в том, что каждое болото и озеро хоть раз в сто лет может пересохнуть.
image l:href="#"
Афиосемионы
image l:href="#"
Нотобранх Гюнтера
В некоторых водоемах засуха ежегодно уничтожает всех взрослых рыб, а они продолжают жить в них. Таковы, например, афиосемионы и другие рыбы, обитающие в Африке в пересыхающих болотах, озерцах или даже в... дуплах деревьев. Небольшие рыбки, например, гюнтеров нотобранх свою икру откладывает в торф, а золотистый афиосемион – в песок.
image l:href="#"
Цинолебия
Так же поступают рыбы–собаки цинолебии и парус–рыба птеролебия. Отец и мать вместе роют ямку в мягком грунте дна водоема. Встав плечом к плечу, рыбки энергично тыкаются мордочками в грунт. Родители чрезвычайно предусмотрительны и в каждую ямку откладывают только одну икринку. Если она погибнет, это никак не отразится на остальной икре. Находясь в «карантинном изоляторе», икринки не могут заразиться гнилостными бактериями .друг от друга.