راز قدرت سهمگین تمساح در شکار حیوانات بزرگ

تمساح نیل، یکی از خطرناک‌ترین حیوانات دنیاست. آنها شکارچیان خیلی قهاری هستند و با اتکا به تاکتیک‌های کمین حیرت‌آورشان برای شکار، می‌توانند هر طعمه‌ای که سر راهشان قرار می‌گیرد را شکار کنند. طبق برآورد نشنال جئوگرافیک، سالانه 200 انسان توسط این خزندگان مرگبار کشته می‌شوند ولی راز موفقیت این شکارچیان توانا چیست؟

مدتهاست مشخص شده که کروکدیل‌ها و تمساح‌ها این توان را دارند که در زیر آب، نفس‌شان را برای مدتی طولانی حبس کنند. این تطبیق‌پذیری به آنها این امکان را می‌دهد تا بتوانند طعمه‌هایشان از جمله پستانداران بزرگ را به داخل آب کشیده و زیر آب آنها را خفه می‌کنند. به نظر می‌رسد که توانایی آنها برای حبس کردن نفس‌شان تکامل یافته و دلیل آن هم تغییرات تطبیقی در پروتئینی است که اکسیژن را در اطراف خون حمل می‌کند: هموگلوبین

ارتباط هموگلوبین و اکسیژن خون

هموگلوبین در گلبول‌های قرمز خون یافت می‌شود و از طریق خون، اکسیژن را به سراسر بدن حمل می‌کند.

قدرت اتصال هموگلوبین به اکسیژن، در غلظت‌های مختلف اکسیژن متفاوت است: در ریه‌ها که خون غنی از اکسیژن است، هموگلوبین محکم‌تر به مولکول‌های اکسیژن متصل می‌شود. اما وقتی خون به عضلات می‌رسد، غلظت اکسیژن به شدت کاهش یافته و هموگلوبین، اکسیژن را آزاد می‌کند.

در این میان، فاکتورهای دیگری مثل دما و pH خون نیز ممکن است بر روی این اتصال تاثیرگذار باشند؛ ولی در بدن کروکدیل‌ها، اتصال اکسیژن به هموگلوبین، توسط مولکول‌های بی‌کربنات تنظیم می‌شود که با حل شدن دی‌اکسیدکربن در خون، تولید می‌شوند. وقتی یون‌های بی‌کربنات، به هموگلوبین متصل می‌شوند، پروتئین چسبندگی خود به مولکول‌های اکسیژن را بیش از پیش رها می‌کند؛ بنابراین محموله اکسیژنش را در بخش‌هایی که میزان بی‌کربنات زیاد است، تخلیه خواهد کرد.

سلول‌هایی که بیشتر تنفس می‌کنند (سلول‌هایی که بیشتر به اکسیژن نیاز دارند)، بی‌کربنات بیشتری تولید می‌کنند و همین باعث می‌شود تا هموگلوبین اکسیژنش را رها کند. هموگلوبین با اتصال به بی‌کربنات، قادر خواهد بود تا به ‌شکل موثری این محصول زاید را از سلول‌های تنفسی حذف کند. بدین‌ترتیب هموگلوبین کروکدیل به‌صورت موثری اکسیژن را به سلول‌هایی که بیشتر به آن نیاز دارند، خواهد رساند و در عین حال از تجمع دی‌اکسیدکربن در خون جلوگیری خواهد کرد.

رمزگشایی از تنفس تمساح‌ها

مکانیزم نهفته در تکامل برتری تطبیقی کروکدیل‌ها، هنوز یک راز است؛ ولی تحقیقات دانشگاه نبراسکا لیکلن که در مجله کارنت بیولوژی منتشر شده، اکنون از قطعه جدیدی از این پازل تکاملی رونمایی کرده است.

جی استورز، یکی از نویسندگان این مقاله دراین باره نوشته:«این سیستمی فوق کارآمد است که مکانیزم آن بر مبنای آهسته رهش (آرام رها شدن) است و به تمساح‌ها این امکان را می‌دهد تا به نحو موثری از ذخایر اکسیژن خود استفاده کنند. این یکی از دلایلی است که به تمساح‌ها اجازه می دهد تا برای مدت زمانی طولانی زیر آب بمانند.»

محققان با مقایسه هموگلوبین تمساح‌ها با اجداد باستانی‌شان، توانستند به این جمع‌بندی برسند که هموگلوبین منحصر به فرد تمساح‌ها از دنباله‌ای از 21 جهش به هم پیوسته متولد شده که نه تنها ظرفیت حمل اکسیژن به واسطه بی‌کربنات را فراهم می‌کند، بلکه باعث کاهش میزان حساسیت پروتئین به مولکول‌هایی که میل هموگلوبین به اکسیژن را در سلول‌های بدنمان تنظیم می‌کنند نیز می‌شود.

پیچیدگی این جهش‌ها بدین معناست که هیچ موجود دیگری با وجود ده‌ها میلیون سال تکامل، در این مهارت منحصر به فرد تکامل نیافته و در نتیجه در بهره‌گیری از این استراتژی شکار، قابل رقابت با تمساح‌ها نخواهد بود. همین قابلیت تمساح‌ها را تبدیل به شکارچیان ماهری کرده که با توانایی منحصربه فردشان برای ماندن طولانی زیر آب، قادر هستند تا شکارهایشان هرچند غول‌پیکر را به زیر آب کشیده و آنها را خفه کنند