Zoolacky.ru

Наши меньшие друзья
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Почему черепахи долго живут

Исследовательская работа — Почему черепахи долго живут

Как организовать дистанционное обучение во время карантина?

Помогает проект «Инфоурок»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Почему черепахи долго живут Выполнила: Карцева Владислава 3 «А» класс МБОУ СОШ № 10 г. Павлово Руководитель: Павлова Светлана Владимировна

Как всё началось! У меня появились необычные домашние питомцы – красноухие черепахи. Мы купили их в магазине и ещё совсем крошками принесли домой. Я назвала их Рей и Сэмми, в честь героев мультфильма. Мне стало очень интересно, что это за животные – черепахи? Такие удивительные и ни на кого не похожие. Я решила изучить их жизнь подробнее и узнать, правда ли то, что черепахи могут жить долго, даже несколько веков.

Почему я решила изучать черепах! Всем известно, что черепахи одни из древних животных. Они появились 200 млн. лет назад. Они видели как появились и вымерли динозавры. Так почему же время не властно над ними? Какой секрет они хранят? «Черепахи одни из самых медлительных и беззащитных существ на земле, так как же они сумели дожить до наших дней и почти не измениться внешне?» «Может быть у черепах волшебный панцирь, который бережёт их от опасностей?»

Гипотезы причин долговечности черепах Мечта попасть на Родину

Вывод: Это всего лишь красивая легенда. Гипотеза отклоняется. Первая гипотеза Есть на свете Галапагосские или Черепаховые острова. И на этих Черепаховых островах водились когда-то огромные черепахи (галапагоссы). Это было их царство. Каждая черепаха, простая, незаметная черепаха становится исполинским галапагоссом, как только попадает на Черепаховые острова. Об этом знают все черепахи на свете, они в это верят, и поэтому так спешат. Вот почему так долго живут черепахи: они помнят, что на свете есть Черепаховы острова, и они идут к ним, плывут и ползут — в царство, которого больше нет, в королевство, которого больше нет… А чтобы дойти до того, чего нет, нужно жить очень и очень долго. Галапагосская черепаха

Вторая гипотеза У черепах очень много врагов. Уже в самом раннем возрасте, когда они только вылупились из яиц, ими начинают пировать чайки, пока черепашки добегут до океана. Большое количество черепах и черепашьих яиц используют в кулинарии, как деликатес. Яйца черепах используют для приготовления лекарств в восточной медицине. Большое количество черепах и черепашьих яиц гибнет под колесами автомобилей. их продают «зоолюбителям», в руках которых многие черепахи гибнут из-за неправильного ухода и содержания. Из 100 черепашек, попавших в домашние аквариумы, до года доживает всего ОДНА. Большое количество черепах убивают ради того, чтобы из их панцирей изготовить гребни, расчески, мыльницы и прочие вещи. Большое количество черепах умирает из-за того, что люди уничтожают или загрязняют их места обитания. Черепашата гибнут тысячами в мешках и на складах браконьеров, которые прячут их от таможни Как вы все знаете черепахи питаются медузами. Большинство людей выбрасывают отходы в море и конечно полиэтиленовые пакеты. Бедные черепашки глотают эти полиэтилены принимая их за медуз и в итоге погибают от нехватки дыхания. Вывод: У черепах много врагов. Гипотеза отклоняется.

Черепахи – довольно уникальные животные! Особый феномен представляют собой их внутренние органы. Черепахе свойственна длительная остановка сердца, а через некоторое время животное «воскресает» — и «моторчик» опять бесперебойно работает. И именно некрасивая морщинистая кожа прячет в себе загадку «вечной молодости». Кожный покров защищает внутренние органы и более нежные слои кожи от негативного воздействия ультрафиолета. Обменные процессы в организме черепах проходят как замедленные кадры кинофильма. Большие черепахи проживают самую длинную жизнь из всех живых существ на Земле. Обмен веществ у черепах очень медленный. В зависимости от факторов окружающей среды в таком состоянии они способны просуществовать от нескольких месяцев до нескольких лет. Это научно доказанный факт. Третья гипотеза Вывод: секрет долговечности черепах в их уникальном организме. Гипотеза верна.

Наблюдения за черепахами в домашних условиях Что же необходимо сделать, чтобы черепахи жили в неволе долго? Ведь при хорошем содержании красноухая черепаха может прожить до 30 и даже 40 лет. Еще я узнала, что черепахи слышат и различают голоса, понимаю интонацию. Поэтому я иногда говорю с ними, чтобы они не чувствовали себя одиноко. Стараюсь не шуметь, чтобы не испугать их. Когда у меня появились черепашки, я постаралась обеспечить им для жизни все необходимые условия. Просторный аквариум, свет и необходимый для них корм. У каждой из моих черепах свой характер. Сэмми очень подвижный и самостоятельный, а Рей любит побыть один.

Мои черепашки живут у меня три месяца и за это время успели заметно подрасти. Вот какими они были…. Мне кажется им нравится жить у меня) и они всем довольны. А вот какие они теперь.

Заключение: Я изучила и узнала причины, по которым жизнь черепах может быть долгой. Третья гипотеза является правильной. Пусть черепахи живут долго! И мы, и наши далекие потомки будем отмечать их День рождения 23 мая, который придуман в их честь и называется этот праздник — Всемирный день черепах! И пусть так будет хотя бы ещё 200 миллионов лет! Ведь все они такие удивительные! Кожистая черепаха Сухопутная черепаха Крапчатая черепаха Кайманова черепаха Зеленая морская черепаха Среднеазиатская черепаха Звездчатая черепаха

Почему черепахи живут так долго?

Учёные не могут со стопроцентной уверенностью сказать, с чем связано подобное долголетие, однако очень многое указывает на то, что это связано с биологическими механизмами предотвращения изнашиваемости организма. У большинства видов живых существ, включая нас, вероятность смерти особи возрастает по мере старения. Это объясняется постепенным, но неумолимым разрушением организма. Представьте себе любую машину. Если она непрерывно работает, все её узлы и механизмы непрерывно изнашиваются, и это в конечном итоге приводит к отказу или поломке одного из них.

У черепах же этот сценарий выглядит иначе, несмотря на свою кажущуюся универсальность. Есть виды, у которых вероятность смерти старой черепахи значительно меньше, чем у более молодой. Про их способность давать здоровое потомство в любом возрасте уже было сказано выше. В науке это называется «пренебрежимым старением» и активно изучается. Здесь тоже пока много неясностей, но, похоже, черепахи демонстрируют это свойство благодаря выдающейся переносимости окислительного стресса. Это процесс повреждения клеток под воздействием свободных радикалов кислорода (ROS, reactive oxygen species) — семейства содержащих кислород молекул, которые просто обожают вступать во взаимодействие с любыми другими молекулами.

Читать еще:  Почему красноухая черепаха не ест

Накопление этих повреждений, особенно в нейронах и клетках иммунной системы, как считается, и стоит за процессом старения организма. Но ROS не являются каким-то внешним зловредным фактором. Они производятся постоянно — в процессе, например, сжигания калорий, который превращает еду в топливо для клеток организма. То есть задача здесь не в том, чтобы избавиться от ROS, а в том, чтобы держать их под контролем.

Черепахи достигают этого результата несколькими способами, и одним из них является то, что они просто производят меньшее количество свободных радикалов. У них медленный метаболизм, то есть им требуется для жизни меньше калорий, чем другим животным их размера. Также крайне важно, что черепахи относятся к пойкилотермным — живым существам, чей организм способен функционировать в широком диапазоне температур. Они не испытывают такой стрессовой нагрузки при жаре и холоде, как мы, поэтому и в этих случаях производят меньшее количество ROS.

Кроме того, они умеют «управлять» даже теми свободными радикалами, которые генерируют. Установлено, что ROS повреждают теломеры — защитные окончания молекул ДНК, укорачивающиеся при каждом делении клетки. Однако черепахи производят большое количество теломеразы — фермента, предотвращающего подобное усыхание. Это помогает дольше поддерживать здоровье клеток и уменьшает вероятность развития рака и других заболеваний. Кроме того, организм черепах генерирует сильные антиоксиданты и другие протеины, также противодействующие повреждению клеток.

Все эти качества и способности кажутся идеальными адаптациями для долгой и здоровой жизни, но биологи считают, что развились они у черепах по совершенно другой причине — для выживания в отсутствие кислорода. Многие представители этих пресмыкающихся, в том числе и те неотразимые красноухие очаровашки, которых вы могли видеть в зоомагазинах своего города, могут не дышать неделями. Это, кстати, весьма полезное умение, если вам приходится зимовать подо льдом в том или ином естественном водоёме. У черепах есть немало способов поддержания жизни важных органов и тканей в течение этого времени, в том числе и отключение жадных до кислорода нейронных сетей.

С другой стороны, им приходится иметь дело со взрывным производством ROS в те периоды, когда они снова оказываются на свежем воздухе, и уровень кислорода многократно увеличивается. Именно в этот момент в дело вступают уже упомянутые антиоксиданты и протеины. То есть, так уж выходит, долголетие черепах является полезным и удачным побочным эффектом эволюционного процесса.

Как бы то ни было, некоторые исследователи пытаются трансформировать его в более продолжительную, и в перспективе даже бесконечную человеческую жизнь. Они сталкиваются с огромным количеством трудностей, ведь, если подумать, мы в силу своего анатомического различия с черепахами не можем воспроизвести всё то, что дала им эволюция. В частности, стать пойкилотермными. Эти исследования могут помочь нам поддерживать хорошее физическое состояние до глубокой старости, но если вы надеетесь, что уже при вашей жизни будет найден секрет бессмертия, то, наверное, зря. Тут придётся затаить дыхание на слишком долгое время.

Почему черепахи долго живут?

Если ответить совсем коротко, то черепахи живут долго, потому что они а) холоднокровные и б) большие. Поясним эти два ответа.

Жизнь поддерживается химическими реакциями. Чтобы существо оставалось живым, химические вещества в нем постоянно должны превращаться друг в друга, или, как еще говорят, обмениваться. Скорость этих превращений, или обмена веществ, напрямую связана с тем, насколько активным может быть животное, сколько пищи ему нужно употреблять, сколько ему нужно спать и сколько оно проживет.

Скорость обмена веществ зависит от размера животного. У маленьких животных поверхность тела большая относительно объема, а с увеличением размера животного площадь поверхности растет медленнее, чем его объем. Например, у слона на 1 кубический сантиметр объема тела приходится примерно 0,03 квадратных сантиметров поверхности тела, а у хомячка — целых 0,6, то есть в 20 раз больше. Через эту большую поверхность улетучивается тепло, которое хомячок старательно вырабатывает, поэтому хомячку приходится есть и сжигать намного больше питательных веществ в расчете на единицу массы тела, чем слону. Обмен веществ хомячка с неизбежностью идет быстрее, потому что он много ест и вырабатывает много тепла, а от переработанной пищи быстро избавляется и немедленно поглощает новую.

Животные с быстрым обменом веществ более активные (когда не спят), потому что у них вырабатывается много энергии и потому что им всё время нужна новая пища. При этом им нужно больше спать, из-за того что в их мозге быстрее накапливаются токсичные побочные продукты работы нейронов, для избавления от которых, по-видимому, необходим сон. Если мелкие грызуны спят до 20 часов в сутки, то слоны — всего 3–5 часов.

Позвоночные животные с медленным обменом веществ (то есть крупные животные) живут дольше животных с быстрым обменом веществ — это известная закономерность. Рекордсмены по продолжительности жизни среди позвоночных — это киты, слоны и галапагосские черепахи, тоже довольно крупные и растущие, по-видимому, в течение всей жизни.

Почему с медленным обменом веществ можно прожить дольше, чем с быстрым, это не такой простой вопрос. Ответ как-то связан с накоплением повреждений и старением, которые происходят быстрее у животных с быстрым обменом веществ, но не совсем напрямую. К примеру, мелкие грызуны голые землекопы знамениты своим отсутствием признаков старения и устойчивостью к раку (который может возникать из-за самых разных повреждений). Но даже без старения и с замечательной устойчивостью к повреждениям эти животные живут не дольше 30 лет. Это намного больше, чем средняя продолжительность жизни у других животных такого размера (которая составляет около двух лет), но все-таки существенно меньше средней продолжительностей крупных животных, которые при этом не свободны от старения. В теории, голые землекопы могли бы жить до тех пор, пока их кто-нибудь не съест или с ними не произойдет какой-то другой несчастный случай, но все-таки иногда они умирают, не дожив до этого.

Читать еще:  Хищные черепахи фото

Разумнее всего выглядит предположение о балансе рождений и смертей, который должен поддерживаться в популяции. В какой-то момент любая особь должна погибнуть, чтобы освободить жизненное пространство для нового, более приспособленного поколения. Но она должна делать это в определенный момент, сообразный с ее скоростью размножения. У животных с быстрым обменом по сравнению с остальными жизнь проходит как будто в ускоренной съемке — они проживают ее быстрее, но и более активно, оставляя большое количество потомков за достаточно краткий срок. Поэтому они быстро справляются со своей задачей участников популяции и быстро же освобождают место для нового поколения. Слоны или другие крупные животные размножаются намного реже мелких животных и приносят меньше потомства. Их жизнь как бы замедлена, так что им необходимо жить дольше, чтобы всё успеть.

Точно так же замедлена жизнь у холоднокровных животных по сравнению с теплокровными. Холоднокровные животные не тратят ресурсов на поддержание постоянно высокой температуры и тела, а значит, и высокой скорости обмена. Поэтому скорость обмена у них такая, как повезет: если ящерица погреется на солнышке, она будет активнее, а если нет, то ей придется немного замедлиться. Но в среднем скорость обмена веществ у холоднокровных животных всегда ниже, чем у теплокровных, потому что и солнечно бывает не всегда, и нагреться на солнце до таких температур тела, как у млекопитающих или птиц, обычно нелегко. Поэтому жизнь холоднокровных животных еще более замедлена, чем у теплокровных.

Черепаха — холоднокровное животное, и черепахи действительно живут довольно долго. А вот большие черепахи — жители Галапагосских островов, совмещают замедленность обмена крупных животных и холоднокровных животных. Такое удачное сочетание позволило им поставить рекорд среди позвоночных животных (если брать хорошо задокументированные свидетельства) — 177 лет жизни.

Но черепахам не стоит завидовать, потому что, как уже говорилось, их скорость метаболизма отличается от нашей. Скорость метаболизма связана с ощущением субъективного времени: чем она выше, тем медленнее в восприятии животного меняется мир вокруг. Эту скорость индивидуального времени можно узнать, измерив минимальную частоту вспышек света, начиная с которой свет начинает восприниматься как непрерывный, — так называемую критическую частоту слияния мельканий (КЧСМ).

Как изучают критическую частоту слияния мельканий (КЧСМ) у животных

Животное помещают внутрь прозрачного барабана с вертикальными темными полосками на стенках. Снаружи помещают еще один такой же барабан, который может вращаться с нужной скоростью. Конструкция освещается ярким источником света.

Аппарат для измерения критической частоты слияния мельканий (КЧСМ) у ящериц. Изображение из статьи T. A. Jenssen, B. Swenson, 1974. An ecological correlate of critical flicker-fusion frequencies for some Anolis lizards

За счет вращения наружного барабана относительно внутреннего у животного создается ощущение, что оно попало во вращающееся помещение, и оно делает движения, как бы пытаясь устоять на вращающемся полу (или, если эксперимент проводится на рыбах, они делают движение, как будто попали во вращающееся течение). Но начиная с какой-то частоты вращения барабана животное перестает замечать мелькания полосок на стенках барабана и перестает вести себя так, как будто попало во вращающуюся комнату. Соответствующая частота и есть критическая частота слияния мельканий для исследованного животного.

У человека это число в среднем равно 60 вспышкам в секунду, а у черепахи — 15. Это означает, что по ощущениям черепахи время идет в 4 раза быстрее, чем для человека: за время, за которое человек успевает заметить 4 мелькания, черепаха может заметить только одно.

Легче это представить на примере с мухами, у которых КЧСМ в 4 раза больше, чем у людей, 240 мельканий в секунду. Человеку кажется, что он быстро замахивается на муху газетой, но для мухи его движение выглядит очень медленным, поэтому по ней почти невозможно попасть. А снаружи все выглядит наоборот — животное, которому кажется, что время быстро летит, движется медленно.

То есть 177 лет для черепахи — это не так уж много.

Так что первое, что можно извлечь из этой истории, — что черепахам не стоит завидовать. Второе, немного менее очевидное, — что уменьшение калорийности пищи может увеличить продолжительность жизни. Действительно, чем больше питательных веществ мы перерабатываем, тем выше метаболическая нагрузка на наш организм. Она не проходит бесследно, особенно у тех животных, которые, в отличие от голых землекопов, и стареют, и не обладают невероятной устойчивостью к повреждениям. Особенно обидно перерабатывать лишние калории, которые большинству современных людей, ведущих сидячий образ жизни, не нужны. Эксперименты по ограничению калорийности пищи проводились на мышах и крысах, а также некоторых рыбах и обезьянах, и дали неплохие результаты. У мышей, например, среднюю и максимальную продолжительность жизни удавалось увеличивать на 30–50%, уменьшая калорийность диеты на 55–65% (C. M. McCay, Mary F. Crowell, and L. A. Maynard, 1935. The Effect of Retarded Growth Upon the Length of Life Span and Upon the Ultimate Body Size: One Figure).

Почему черепахи долго живут?

Если ответить совсем коротко, то черепахи живут долго, потому что они а) холоднокровные и б) большие. Поясним эти два ответа.

Жизнь поддерживается химическими реакциями. Чтобы существо оставалось живым, химические вещества в нем постоянно должны превращаться друг в друга, или, как еще говорят, обмениваться. Скорость этих превращений, или обмена веществ, напрямую связана с тем, насколько активным может быть животное, сколько пищи ему нужно употреблять, сколько ему нужно спать и сколько оно проживет.

Скорость обмена веществ зависит от размера животного. У маленьких животных поверхность тела большая относительно объема, а с увеличением размера животного площадь поверхности растет медленнее, чем его объем. Например, у слона на 1 кубический сантиметр объема тела приходится примерно 0,03 квадратных сантиметров поверхности тела, а у хомячка — целых 0,6, то есть в 20 раз больше. Через эту большую поверхность улетучивается тепло, которое хомячок старательно вырабатывает, поэтому хомячку приходится есть и сжигать намного больше питательных веществ в расчете на единицу массы тела, чем слону. Обмен веществ хомячка с неизбежностью идет быстрее, потому что он много ест и вырабатывает много тепла, а от переработанной пищи быстро избавляется и немедленно поглощает новую.

Читать еще:  Красноухая черепаха в домашних условиях размножение

Животные с быстрым обменом веществ более активные (когда не спят), потому что у них вырабатывается много энергии и потому что им всё время нужна новая пища. При этом им нужно больше спать, из-за того что в их мозге быстрее накапливаются токсичные побочные продукты работы нейронов, для избавления от которых, по-видимому, необходим сон. Если мелкие грызуны спят до 20 часов в сутки, то слоны — всего 3–5 часов.

Позвоночные животные с медленным обменом веществ (то есть крупные животные) живут дольше животных с быстрым обменом веществ — это известная закономерность. Рекордсмены по продолжительности жизни среди позвоночных — это киты, слоны и галапагосские черепахи, тоже довольно крупные и растущие, по-видимому, в течение всей жизни.

Почему с медленным обменом веществ можно прожить дольше, чем с быстрым, это не такой простой вопрос. Ответ как-то связан с накоплением повреждений и старением, которые происходят быстрее у животных с быстрым обменом веществ, но не совсем напрямую. К примеру, мелкие грызуны голые землекопы знамениты своим отсутствием признаков старения и устойчивостью к раку (который может возникать из-за самых разных повреждений). Но даже без старения и с замечательной устойчивостью к повреждениям эти животные живут не дольше 30 лет. Это намного больше, чем средняя продолжительность жизни у других животных такого размера (которая составляет около двух лет), но все-таки существенно меньше средней продолжительностей крупных животных, которые при этом не свободны от старения. В теории, голые землекопы могли бы жить до тех пор, пока их кто-нибудь не съест или с ними не произойдет какой-то другой несчастный случай, но все-таки иногда они умирают, не дожив до этого.

Разумнее всего выглядит предположение о балансе рождений и смертей, который должен поддерживаться в популяции. В какой-то момент любая особь должна погибнуть, чтобы освободить жизненное пространство для нового, более приспособленного поколения. Но она должна делать это в определенный момент, сообразный с ее скоростью размножения. У животных с быстрым обменом по сравнению с остальными жизнь проходит как будто в ускоренной съемке — они проживают ее быстрее, но и более активно, оставляя большое количество потомков за достаточно краткий срок. Поэтому они быстро справляются со своей задачей участников популяции и быстро же освобождают место для нового поколения. Слоны или другие крупные животные размножаются намного реже мелких животных и приносят меньше потомства. Их жизнь как бы замедлена, так что им необходимо жить дольше, чтобы всё успеть.

Точно так же замедлена жизнь у холоднокровных животных по сравнению с теплокровными. Холоднокровные животные не тратят ресурсов на поддержание постоянно высокой температуры и тела, а значит, и высокой скорости обмена. Поэтому скорость обмена у них такая, как повезет: если ящерица погреется на солнышке, она будет активнее, а если нет, то ей придется немного замедлиться. Но в среднем скорость обмена веществ у холоднокровных животных всегда ниже, чем у теплокровных, потому что и солнечно бывает не всегда, и нагреться на солнце до таких температур тела, как у млекопитающих или птиц, обычно нелегко. Поэтому жизнь холоднокровных животных еще более замедлена, чем у теплокровных.

Черепаха — холоднокровное животное, и черепахи действительно живут довольно долго. А вот большие черепахи — жители Галапагосских островов, совмещают замедленность обмена крупных животных и холоднокровных животных. Такое удачное сочетание позволило им поставить рекорд среди позвоночных животных (если брать хорошо задокументированные свидетельства) — 177 лет жизни.

Но черепахам не стоит завидовать, потому что, как уже говорилось, их скорость метаболизма отличается от нашей. Скорость метаболизма связана с ощущением субъективного времени: чем она выше, тем медленнее в восприятии животного меняется мир вокруг. Эту скорость индивидуального времени можно узнать, измерив минимальную частоту вспышек света, начиная с которой свет начинает восприниматься как непрерывный, — так называемую критическую частоту слияния мельканий (КЧСМ).

У человека это число в среднем равно 60 вспышкам в секунду, а у черепахи — 15. Это означает, что по ощущениям черепахи время идет в 4 раза быстрее, чем для человека: за время, за которое человек успевает заметить 4 мелькания, черепаха может заметить только одно.

Легче это представить на примере с мухами, у которых КЧСМ в 4 раза больше, чем у людей, 240 мельканий в секунду. Человеку кажется, что он быстро замахивается на муху газетой, но для мухи его движение выглядит очень медленным, поэтому по ней почти невозможно попасть. А снаружи все выглядит наоборот — животное, которому кажется, что время быстро летит, движется медленно.

То есть 177 лет для черепахи — это не так уж много.

Так что первое, что можно извлечь из этой истории, — что черепахам не стоит завидовать. Второе, немного менее очевидное, — что уменьшение калорийности пищи может увеличить продолжительность жизни. Действительно, чем больше питательных веществ мы перерабатываем, тем выше метаболическая нагрузка на наш организм. Она не проходит бесследно, особенно у тех животных, которые, в отличие от голых землекопов, и стареют, и не обладают невероятной устойчивостью к повреждениям. Особенно обидно перерабатывать лишние калории, которые большинству современных людей, ведущих сидячий образ жизни, не нужны. Эксперименты по ограничению калорийности пищи проводились на мышах и крысах, а также некоторых рыбах и обезьянах, и дали неплохие результаты. У мышей, например, среднюю и максимальную продолжительность жизни удавалось увеличивать на 30–50%, уменьшая калорийность диеты на 55–65% (C. M. McCay, Mary F. Crowell, and L. A. Maynard, 1935. The Effect of Retarded Growth Upon the Length of Life Span and Upon the Ultimate Body Size: One Figure).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты 220 Вольт
Adblock
detector
×
×