Jurnalul de biologie experimentală

În lumea fiziologiei, oamenii de știință folosesc organisme model, precum pești, șobolani și șoareci, pentru a studia modul în care relația complexă dintre corp și mediul său influențează comportamentul. Cu toate acestea, puțini au curajul să facă față provocărilor de a lucra cu cele mai mari mamifere de pe Pământ. Fără să se descurajeze, Hope Ball de la Universitatea din Akron, SUA, și colaboratorii săi din mai multe instituții din SUA au decis să investigheze modul în care balenele arc (Balaena mysticetus) și belugas (Delphinapterus leucas) abordează provocările fizice ale supraviețuirii în mediul extrem al Oceanului Arctic și migrațiile lor îndelungate.

despre

Balenele au un strat unic de țesut sub piele numit grăsime, care oferă flotabilitate și izolație termică în apele reci, pe lângă faptul că le permite să stocheze cantități mari de grăsime pentru a alimenta migrarea în timp ce postesc. Alte animale care suferă perioade lungi de post posedă, de asemenea, un hormon proteic specializat, numit leptină, care variază sezonier pentru a suprima pofta de mâncare și a stimula descompunerea grăsimilor atunci când animalele au încetat să se hrănească. În timp ce se știe că balenele produc leptină, se știa puțin despre producția hormonului și despre modul în care nivelurile variază la aceste animale.

Ball și colegii ei au colaborat cu rezidenți ai mai multor așezări Inupiat în timpul vânătorii lor anuale de subzistență, pentru a colecta probe de țesut și țesut de la tineri și adulți de cap și beluga în timpul migrației de toamnă și primăvară. În eșantioanele colectate de la balene în toamnă - după o perioadă intensă de hrănire de vară - autorii au raportat că expresia genei leptinei a fost de aproximativ 10 până la 50 de ori mai mare decât în ​​balenele de primăvară, sugerând că variația sezonieră extremă a leptinei joacă un rol în reglarea descompunerii grăsimilor în perioadele de post. Autorii au raportat, de asemenea, că cea mai mare cantitate de leptină a fost găsită în cel mai adânc strat de grăsime, unde grăsimile sunt defalcate în mod activ pentru producerea de energie atunci când alimentele nu sunt disponibile. Acest lucru sugerează că nivelurile de leptină, în plus față de indicii sezonieri, pot determina migrarea balenelor către și de la hrănirea de vară.

Pentru a determina influența sezonului asupra utilizării grăsimilor, autorii au analizat activitatea enzimelor care descompun grăsimea. Au descoperit că toamna, când balenele erau bine hrănite, grăsimea era compusă din celule grase mari și activitatea acestor enzime era scăzută. Cu toate acestea, în timpul iernii, în urma migrației din apele reci înapoi în locurile de hrănire de vară, grăsimea conținea celule de grăsime mai mici și mai mult țesut conjunctiv, iar activitatea enzimelor care descompun grăsimile era mare. Acest lucru sugerează că balenele descompun grăsimea pentru a menține cerințele de energie ale corpului atunci când migrează. În plus, Ball și colegii săi au raportat niveluri scăzute de leptină la tineri, care au fost similare cu cele găsite la adulții de post de primăvară, sugerând că metabolismul balenelor tinere este redus pentru a minimiza pierderile de energie și este îndreptat spre stimularea apetitului pentru a asigura maturizarea.

Se pare că aceste variații extreme ale sezonului și ale vieții în nivelurile de leptină sunt adaptări unice pe care balenele arctice le-au evoluat pentru a conduce la utilizarea grăsimilor, comportamentul de hrănire și inițierea migrației în apele reci. La balene, leptina controlează pofta de mâncare și descompunerea grăsimilor, făcând din acest lucru un jucător activ în fiziologia balenei.