Выживание в холоде при голодании

Птенцы королевских пингвинов переживают суровые зимы практически без пищи, минимизируя затраты на производство энергии. Новое исследование, которое будет представлено на встрече Общества экспериментальной биологии в Валенсии 3 июля, показывает, что эффективность работы митохондрий, энергетических станций клетки, повышается у голодающих птенцов.

Птенцы королевских пингвинов хорошо адаптированы к суровым условиям среды социально и морфологически, однако они сталкиваются с серьёзным энергетическим вызовом во время холодной субантарктической зимы, когда пища труднодоступна. Исследование под руководством Пьера-Акселя Монтернье и профессора Дамьена Руселя из лаборатории экологии природных и антропогенных гидросистем во Франции впервые изучило, как функционируют митохондрии в скелетных мышцах птенцов — основной ткани, производящей тепло у птиц, — во время зимнего голодания.

Пьер-Аксель Монтернье сказал: "Мы обнаружили, что эффективность функционирования митохондрий повышается у голодающих, акклиматизированных к зиме птенцов королевских пингвинов. Это указывает на то, что для производства того же количества энергии в форме АТФ потреблялось меньше субстрата/кислорода, что показывает, как митохондрии голодающих птенцов корректируют свою работу, чтобы минимизировать затраты на производство энергии".

Это исследование показывает, как королевские пингвины способны производить тепло для выживания в холоде, не истощая свои энергетические запасы, — важнейший механизм для выживания в холоде при нехватке пищи. Их биологические адаптации повышают выживаемость птенцов, которые среди птиц обладают непревзойдённой выносливостью к голоданию (до 5 месяцев).

Голодание в холоде представляет собой биоэнергетический компромисс между сохранением энергии для поддержания организма и рассеиванием энергии для производства тепла и поддержания эндотермии. В этих сложных условиях птенцы развивают целый спектр механизмов энергосбережения (социальное поведение сбивания в кучу, снижение мышечной активности и основного метаболизма, короткие периоды гипотермии и высокая теплоизоляция), которые приводят к сокращению энергии, выделяемой на производство тепла и рост.