Di kedalaman pembekuan Antartika, makhluk kecil telah menguasai taktik kelangsungan hidup yang dapat membuka rahasia untuk resistensi dingin yang ekstrem, dengan implikasi bagi sains dan kedokteran. Beberapa pertempuran paling intens melawan lingkungan dilakukan oleh makhluk terkecil.
Saat dingin, kami, berdarah panas (endotermik), hewan hanya mengenakan mantel. Endoterm lainnya, bisa besar, gemuk atau berbulu untuk mengisolasi tubuh mereka dari kedinginan.
Menghasilkan Namun, panas tubuh Anda sendiri membutuhkan banyak energi. Serangga tidak melakukan ini. Panas yang mereka butuhkan untuk metabolisme dan pertumbuhan berasal dari lingkungan. Ini sebagian bagaimana mereka begitu berlimpah di seluruh dunia. Mereka membutuhkan lebih sedikit energi Tumbuh dibandingkan dengan hewan berdarah panas seperti mamalia dan hebat dalam mengeksploitasi keuntungan ini.
Tidak bisa menghasilkan panas tubuh Anda sendiri adalah masalah bagi serangga di tempat -tempat dingin. Mereka berada pada belas kasihan suhu lingkungan dan hanya dapat tumbuh, berkembang dan memberi makan ketika cukup hangat. Biasanya suhu optimal ini sekitar 20 ° C.
Namun beberapa serangga bertahan ketika suhu turun di bawah titik beku. Umumnya, saat suhu pergi di bawah 0 ° C. Ini menyebabkan kerusakan pada sel hewan dan bahkan kematian. Kerusakan sel inilah yang menyebabkan radang dingin.
Banyak serangga menggunakan salah satu dari dua strategi sederhana. Toleransi beku atau penghindaran beku.
Misalnya, mereka menghasilkan cryoprotectants, seperti gliserol, yang menurunkan titik beku mereka. Ini memungkinkan hewan untuk menjalani pendingin super tanpa beku. Beberapa menghasilkan protein antibeku itu hentikan kristal es dari terbentuk di jaringan mereka.
Tungau umum di Antartika – ada ratusan spesies. Beberapa bahkan tinggal di rongga hidung penguin. Hidung penguin tidak hanya menyediakan sumber makanan untuk tungau yang memakan sel kulit mati penguin, tetapi juga lingkungan yang hangat.
Namun, beberapa tungau Antartika, yang tidak bergantung pada host, seperti Halozetes Belgiamenghindari pembekuan, menggunakan senyawa antibeku untuk menurunkan titik beku tubuh mereka menjadi jauh di bawah 0 ° C.
Salah satu hewan darat terkecil di Antartika adalah Springtails, terkait dengan serangga primitif tetapi kekurangan beberapa fitur Kita lihat pada serangga modern. Misalnya, bagian mulut mereka bersifat internal sedangkan serangga memiliki bagian mulut eksternal. Satu Springtail, Gomphiocephalus hodgsonidapat mencapai suhu -38 ° C sebelum membeku. Ini adalah spesies kecil dengan panjang 1-2 milimeter tetapi penting untuk ekosistem tanah Antartika, memuaskan fungsi penting sebagai pengurai bahan organik.
Spesies midge Belgica AntartikaNamun, adalah satu -satunya serangga sejati yang ditemukan di Antartika. Ini menanggung banyak periode suhu di bawah nol sepanjang hidupnya dan memiliki beberapa strategi unik untuk menangani iklim Antartika yang bermusuhan. Spesies ini membutuhkan waktu dua tahun untuk mencapai usia dewasa – yang dalam waktu serangga cukup lama. Beberapa serangga seperti kutu beberapa generasi dalam setahun.
Belgica Antartika dapat mentolerir pembentukan kristal es di dalam tubuhnya dengan meminimalkan kerusakan yang mereka lakukan pada jaringan. Ini juga dapat kehilangan air dari tubuhnya melalui membran luar semi-permeabel, menghilangkan molekul yang dapat terbentuk menjadi kristal es.
Mungkin di antara hewan yang paling dominan di Antartika, dan memang di mana saja di planet ini, adalah nematoda. Ini adalah hewan kecil seperti cacing, yang hidup di dalam dan di atas tanah. Beberapa spesies seperti Panagrolaimus Davidi dapat mentolerir pembekuan sel tubuh mereka. Mereka juga dapat menjalani keadaan tidak aktif yang disebut diapause dengan mendehidrasi sendiri (cryptobiosis), yang mencegah kristal es yang terbentuk dalam sel mereka.
Kelompok lain yang menggunakan metode ini untuk menangani iklim Antartika yang dingin adalah tardigrades (juga dikenal sebagai beruang air). Pembekuan dapat memperpanjang umur hewan ini. Faktanya, satu spesies tardigrade yang dikenal sebagai Acutuncus Antartika dibekukan pada -20 ° C dan dicairkan 30 tahun kemudian tanpa efek buruk.
Invertebrata, membentuk proporsi yang sangat besar dari semua kehidupan di bumi. Ada begitu banyak spesies yang belum ditemukanyang dapat membantu kita membuka lebih banyak rahasia untuk bertahan hidup di lingkungan yang paling ekstrem dan bagaimana hal ini dapat menguntungkan manusia.
Strategi toleransi dan penghindaran beku, dapat meningkatkan pengetahuan kita tentang cryopreservasi untuk pengobatan dan transplantasi organ, meningkatkan penyimpanan makanan, membantu adaptasi iklim dan dorongan Inovasi dalam Ilmu Bioteknologi dan Bahan. Mempelajari bagaimana kehidupan mikroskopis ini membentuk kondisi ekstrem dapat mengungkapkan rahasia tentang evolusi kehidupan di bumi dan bahkan menawarkan wawasan tentang masa depan cryopreservasi.
(Pengarang: Alex Dittrich, Dosen Senior Zoologi, Universitas Nottingham Trent)
(Pernyataan Penafian: Alex Dittrich tidak bekerja untuk, berkonsultasi, memiliki saham sendiri atau menerima dana dari perusahaan atau organisasi mana pun yang akan mendapat manfaat dari artikel ini, dan tidak mengungkapkan afiliasi yang relevan di luar penunjukan akademik mereka.)
(Artikel ini diterbitkan ulang dari Tdia percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Baca Artikel asli.)
(Kisah ini belum diedit oleh staf NDTV dan dihasilkan secara otomatis dari umpan sindikasi.)
