Піст там; повний шлунок Для науки
Царський пінгвін зберігає їжу в шлунку під час інкубації, щоб годувати пташеня після вилуплення.
Пелагічні птахи, такі як пінгвіни та альбатроси, харчуються у відкритому морі, місця їх годівлі знаходяться за десятки і навіть тисячі кілометрів від місць їх розмноження. Ці місця не тільки розпорошені, але й продовольчих ресурсів часом мало або їх взагалі немає (кількість їжі, що є на цих сайтах, змінюється нерегулярно і непередбачувано). Як за цих умов птахам вдається приносити їжу своїм пташенятам? Вони несуть його в шлунку на дуже великі відстані. Тому споживання їжі обмежене як за частотою, так і за обсягом. Ці стреси стають критичними в момент висиджування, коли батьки повинні швидко нагодувати пташеня, щоб вижити.
В рамках програми з вивчення екології пелагічних птахів Французького інституту полярних досліджень і технологій ми вивчили стратегію, прийняту королівським пінгвіном (Aptenodytes patagonicus), щоб годувати пташеня при виведенні: самці, які виводять своє яйце, здатні зберігають їжу в шлунку протягом декількох тижнів під час посту, яку вони відригують для пташеняти, якщо самка ще не повернулася з морського плавання під час спалаху. Таким чином, тварина стає коморою, щоб передбачити наслідки змін морських ресурсів.
Пінгвіни - це птахи, які не літають: під час еволюції від літаючих предків вони втратили цю здатність, оскільки надзвичайно пристосувалися до морського життя. Не дуже досвідчені на суші, пінгвіни приїжджають туди лише для розмноження або линьки (пінгвіни щороку змінюють своє оперення), а потім змушені постити.
Батьки по черзі розплодують
У південній півкулі мешкає 17 видів пінгвінів (на відміну від пінгвінів, які мешкають у північній півкулі). Пінгвіни розробили різноманітні оригінальні стратегії для адаптації до обмежень, пов’язаних з їхнім середовищем та до успіху їх розмноження. Деякі види, такі як імператорський пінгвін (Aptenodytes forsteri) та королівські пінгвіни, кілька місяців постяться на суші, переходячи від стану ожиріння до стану надзвичайної худорлявості. У морі ці два види проїжджають тисячі кілометрів і здатні пірнати на глибину 300 метрів більше шести хвилин, щоб харчуватися, завдяки різним фізіологічним механізмам, таким як зниження температури живота на 20 ° C, яка переходить від близько 38 ° C до 18 ° C, що призводить до зменшення споживання кисню і, отже, продовження тривалості занурення. Імператорський пінгвін - єдиний птах, який розмножується під час антарктичної зими: об’єднавшись у групи, самці (які висиджують яйце протягом усього періоду інкубації, на відміну від випадку з королівським пінгвіном, де батьки чергуються) мінімізують свої енергетичні витрати.
Харчовий болюс зберігається
Екофізіологи стежили за супутниковим рухом королівських пінгвінів під час їх поїздок у море за допомогою їжі, завдяки ярликам Argos, приклеєним на їх спинах. Протягом австралійського літа, в періоди інкубації та на початку вирощування пташенят, більшість дорослих пінгвінів досягають полярного фронту, щоб знайти рясну їжу: ця океанічна зона, на межі впливу вод Антарктиди, розташована на 400 або 500 кілометрів на південь від колоній архіпелагу Крозе, містить високі концентрації мезопланктону та міктофідних риб. Однак з року в рік полярний фронт іноді рухається на кілька сотень кілометрів на південь, змінюючи тривалість перебування в морі пінгвінів, які туди прямують. Залежно від цієї тривалості батьком на землі, коли яйце виводиться, буде або батько, або мати.
Самці, які прибувають від трьох тижнів до десяти днів до вилуплення, зберігають близько 200 грамів їжі, хоча їх шлунок вміщує кілька кілограмів. Можливо, після їжі, щоб поповнити три-чотири кілограми жиру, вони приймають ці 200 грамів, не перетравлюючи їх. Цієї кількості достатньо для забезпечення виживання пташеняти протягом десяти днів. Коли самець повертається в колонію за кілька днів до вилуплення (див. Випадок с на малюнку 4), він зберігає близько 600 грамів, оскільки йому доведеться годувати пташеня через один-кілька тижнів після вилуплення. Кількість їжі, яку він приносить назад, регулюється відповідно до часу, що залишився до вилуплення та потреби їжі пташеняти після вилуплення. Це спостереження свідчить про існування внутрішнього годинника у дорослих.
Шлунок королівського пінгвіна виконує дві різні функції: функцію травлення під час засвоєння їжі в морі та функцію зберігання під час інкубації на суші, що передбачає велику гнучкість травних механізмів. Сьогодні ми з нашими страсбурзькими колегами намагаємося з’ясувати фізіологічні та біохімічні механізми, пов’язані з зупинкою травлення та збереженням їжі без бродіння в шлунку королівського пінгвіна (внутрішня температура якого становить близько 38 ° C).
Зберігання передбачає закриття пілоруса (який з’єднує шлунок з дванадцятипалою кишкою), що перешкоджає евакуації болюсу в кишечник. Ми знаємо, що мисський пінгвін (Spheniscus demersus) затримує цю евакуацію, але лише на 24 години.
У королівських пінгвінів зниження загальної концентрації ліпідів може бути результатом "витоку" через пілор або їх деградації бактеріями. У разі деміксування водної та ліпідної фаз висота пілору по відношенню до шлунку сприятиме витоку супернатанту олій над водною фазою.
У нещодавно вимерлого виду австралійської жаби (Rheobatrachus silus) травлення також продовжилося під час розмноження. Яйця і пуголовки розвиваються в шлунку самки, виробляючи гормони, які інгібують кислу секрецію зі слизової шлунка. Чи існує порівнянне гормональне гальмування у королівських пінгвінів? Чи продукує слизова шлунка пептиди, які, як і ті, що утворюються на шкірі жаб або слизовій оболонці кишечника ссавців, інгібують певні виділення, блокують активність ферментів або відіграють протимікробну роль?
Оригінальна стратегія
При вирощуванні пташеня у магелланового пінгвіна (Spheniscus magellanicus) кислотність вмісту шлунку знижується протягом дванадцяти годин до повернення в колонію. Такі зміни в королівському пінгвіні уповільнюють активність шлункових ферментів, що призведе до збереження харчового болюсу в неперетравленому стані, поки пташеня не вилупиться.