Náttúran

Gíraffinn dularfulli: Hjartað kemur vísindamönnum í opna skjöldu

Danskir vísindamenn hafa nýverið komist að því að hjarta í gíraffa er ekki tiltakanlega stórt, þvert gegn því sem menn hafa talið. Eftir er hins vegar að svara þeirri spurningu hvernig þetta hálslanga jórturdýr nær að halda uppi hæsta blóðþrýstingi dýraríkisins með hjarta sem ekki er stærra en gengur og gerist.

BIRT: 04/11/2014

Hjarta í spendýri vegur um 0,5% af líkamsþyngd dýrsins. Þetta má lesa í líffræðikennslubókum.

 

Vísindamenn hafa þó lengi staðið í þeirri trú að gíraffinn svindlaði á þessu „náttúrulögmáli“ þar eð gamlar mælingar voru taldar hafa sýnt að hjarta í gíraffa væri tvöfalt stærra í hlutfalli við líkamsþyngdina.

 

En nú verða vísindamennirnir að varpa þessari hugmynd fyrir róða, því þetta er alls ekki rétt.

 

Sú nýja uppgötvun að hjartað í gíraffa sé eftir allt saman ekki hlutfallslega stærra en í öðrum spendýrum, er afrakstur dansks rannsóknaverkefnis sem kallast DaGiR (Danish Cardiovascular Giraffe Research Programme).

 

Verkefninu veita forystu þeir John Michael Hasenkam prófessor við háskólasjúkrahúsið í Árósum, prófessorarnir Christian Aalkjær og Tobias Wang og svo læknisfræðistúdentinn Emil Toft Brøndum.

 

Þátttakendur í verkefninu hafa m.a. vigtað hjörtu úr allmörgum gíröffum, bæði fullvöxnum dýrum, sem af ýmsum ástæðum þurfti að aflífa, og dauðfæddum kálfum.

 

Vigtunin leiddi í ljós að hjörtu gíraffa eru hlutfallslega engu stærri en önnur. Í öllum sjö gíröffunum reyndist hjartað vera 0,5% af líkamsþyngdinni. Þær gömlu mælingar sem kenningin um stærra hjarta byggðust á, hafa sem sagt einfaldlega verið rangar.

 

Það hefði á hinn bóginn getað verið fullkomlega eðlilegt að hjartað í gíraffa væri hlutfallslega stórt, enda er blóðþrýstingur gíraffa mjög hár.

 

Uppgötvunin kom DaGiR-vísindamönnunum því alveg í opna skjöldu.

 

Upphaflega var tilgangur þeirra að rannsaka ástæður þess að hið stóra hjarta gíraffans skyldi ekki valda honum neinum sjúkdómum, en t.d. í mönnum skapar of stórt hjarta lífshættulegt ástand.

 

Nú standa þeir hins vegar frammi fyrir gjörólíku vandamáli. Þeir þurfa að útskýra hvernig þetta tiltölulega „litla“ gíraffahjarta getur haldið uppi svo háum blóðþrýstingi.

 

Áður höfðu DaGiR-vísindamennirnir mælt blóðþrýsting í vakandi gíraffa. Í hjartahæð reyndist blóðþrýstingurinn 198 yfir 160 mm kvikasilfurs.

 

Hjá gíraffa er þessi blóðþrýstingur eðlilegur en fyrir mann jafngilti þetta dauðadómi. Maður getur ekki lifað við svo háan blóðþrýsting um lengri tíma, heldur myndi deyja úr einni eða fleiri heilablæðingum.

 

 

Milljónir manna um allan heim hafa of háan blóðþrýsting. Það fólk sem hefur aðeins lítils háttar of háan blóðþrýsting getur bjargað málunum með aukinni hreyfingu og breyttu mataræði, a.m.k. um tíma, en langflestir enda á lyfjum sem þeir verða að taka það sem eftir er ævinnar.

 

Gíraffar taka engin þrýstingslækkandi lyf og eiga heldur ekki sérstaklega á hættu að fá heilablæðingu þegar þeir flytja höfuðið úr 5 metra hæð niður að jörðu til að fá sér vatn að drekka.

 

En þá bætist þyngdaraflið við og eykur þrýstinginn í höfðinu til mikilla muna. Í höfuðhæð hafa vísindamennirnir mælt blóðþrýsting í uppréttum gíraffa og fengið niðurstöðuna 110 yfir 55.

 

Þrýstingur í hálsslagæðinni fór hins vegar í 340 yfir 280 þegar gíraffinn laut höfði niður að jörðu.

 

Það þarf mikinn þrýsting til að koma blóðinu tveggja metra leið frá hjartanu upp til höfuðsins.

 

Þrýstingurinn í æðum gíraffans er svo mikill að okkur mannfólkinu myndi finnast að augun væru að springa út úr höfðinu. Rannsóknir á vegum DaGiR-verkefnisins benda til að stóra bláæðin í hálsi gíraffans jafni þrýstinginn út að hluta.

 

Þessi bláæð víkkar sig þegar gíraffinn lýtur höfði niður að jörðu. Þá safnast svo mikið blóð í þessa æð að það dregur úr blóðmagni annars staðar í líkamanum. Afleiðingin verður sú að blóðþrýstingur í hjartahæð minnkar og það leiðir aftur til minni blóðþrýstings í heila.

 

DaGiR-vísindamennirnir mældu þversniðsflatarmál hálsbláæðarinnar í dýrum sem þeir deyfðu og hengdu upp. Þegar höfuðið var í uppréttri stöðu var þversniðsflatarmálið 0,12 fersentimetrar en fór upp í 3,16 þegar höfuðið var látið síga. Jafnframt lækkaði blóðþrýstingur í miðlægum slagæðum úr 205 niður í 139 mm kvikasilfurs og vísindamennirnir telja að 2,5 lítrar af blóði safnist fyrir í hálsbláæðinni þegar höfuðið fer niður að jörð.

 

Fíngerðar æðar vernda heilann

 

Til viðbótar þessu er fíngert net æða rétt fyrir neðan heilann, kallað „rete mirabile“ sem einnig jafnar út blóðþrýstinginn. Þetta net er mögulega talið loka fyrir blóðflæði og vernda þannig heilann fyrir of háum blóðþrýstingi.

 

 

Óvíst er þó hver er hin líffræðilega ástæða þess að gíraffar skuli spígspora um með lengsta háls í heimi.

 

Hefðbundin skýring vísindamanna á þessum langa hálsi er sú að hann sé þróunarsöguleg aðlögun sem geri gíraffanum kleift að ná blöðum í meiri hæð en önnur jórturdýr.

 

Með þessu móti hefur gíraffinn ná forskoti á keppinauta sína meðal grasbíta, ekki síst á þurrkatímanum þegar skortur á grænum blöðum veldur sulti meðal margra grasbíta.

 

Það er hárrétt að gíraffinn nær blöðum sem aðrir grasbítar ná ekki til. Stóru karldýrin geta sótt sér æti upp í 5-6 metra hæð en kvendýrin eru lægri og verða að sætta sig við blöð um einum metra neðar.

 

En það gæti þó verið allt önnur skýring á hálslengd gíraffans. Nákvæm rannsókn í Namibíu hefur gefið mun nákvæmari mynd af matarvenjum gíraffa. Á þurrkatímabilinu þegar lítið var um fæðu og samkeppnin því álitin hörðust, reyndust gíraffarnir helst sækja í laufblöð í runnagróðri, en nýttu sér ekki hálslengdina. Þeir átu bæði hraðar og oftar með hálsinn boginn og háls kvendýranna var oft því sem næst í láréttri stöðu.

 

Líffræðingarnir sem að þessari rannsókn stóðu, drógu þá ályktun að á hálslengdinni sé önnur skýring en möguleikinn til að ná hátt upp í tré.

 

Þeir telja nú drifkraftinn að baki þessari þróun ekki vera fæðu heldur mökun.

 

Gíraffakarlar keppa innbyrðis um stöðu og aðgang að kvendýrunum og í þeirri baráttu er hálsinn þeirra skæðasta vopn. Þeir nota hann svipað og hamarsskaft til að berja hausnum í andstæðinginn.

 

Lögmál eðlisfræðinnar segir að því lengri sem hálsinn er, því meiri verði höggþunginn. Og lögmál gresjunnar bætir svo við:

 

Af meiri höggþunga leiðir hærri staða í goggunarröðinni og þar af leiðandi mök við fleiri kvendýr. Það gætu sem sagt allt eins verið lögmál eðlisfræðinnar og gresjunnar sem á sínum tíma hófu kapphlaup milli karldýranna og þar með lengsta og öflugasta hálsinn.

 

Sannkallað drápsvopn

Bardagar karldýranna eru sérkennileg sjón. Þegar tveir karlgíraffar koma sér ekki saman um samfélagslega stöðu sína, taka þeir sér stöðu hlið við hlið og berja hvor annan í hálsinn, rifbeinin eða fæturna og sveifla eigin hálsi til að ná sem bestu höggi.

 

Þannig reyna þeir að sannfæra andstæðinginn um að hann geri rétt í að halda sig á mottunni, berja hann til jarðar eða jafnvel slá hann í rot.

 

Helst mætti líkja þessu við kylfubardaga sem sýndur væri hægt, en höggin eru engu að síður svo þung að þau geta heyrst um langan veg.

 

 

Og iðulega líkur bardaganum með því að annar er sleginn niður. Sá sem tapar getur verið illa særður og jafnvel beðið bana í stöku tilvikum.

 

Líffræðingarnir hafa t.d. séð fullorðna tarfa í toppformi brjóta fót undan andstæðingnum, rota hann með vel heppnuðu höggi eða jafnvel drepa með höggi sem hitti beint undir eyrað sem braut efsta hálsliðinn og skar þar með á mænuna.

 

Líffærarannsóknir styðja þessa kenningu. Háls tarfanna er 30-40 sm lengri en háls kúnna og 1,7 sinnum þyngri.

 

Og haus tarfanna er ekki aðeins þyngri, heldur einnig beinaþykkari.

 

Höfuðkúpa tarfs er að meðaltali 3,5 sinnum þyngri en höfuðkúpa kýr.

 

Öfugt við höfuðkúpur kúa halda höfuðkúpur tarfa áfram að vaxa alla ævi. En þessi gríðarlangi háls og stóra höfuð geta líka komið sér illa.

 

Stórir tarfar geta átt í vandræðum með að forða sér frá ljónum.


Þrátt fyrir styrk sinn og líkamsþunga upp á allt að 1.300 kg, enda tarfar ævi sína í ljónskjafti tvöfalt oftar en kýrnar sem eru minni og snarpari á sprettinum. Af þessu leiðir að mjög víða eru miklu fleiri kýr en tarfar.

 

Ljónin eru einu rándýrin sem fullorðnum gíraffa stafar raunveruleg ógn af.

 

Ljónahópur í veiðihug reynir að fella gíraffann með því að slá undan honum lappirnar á hlaupunum.

 

Þrátt fyrir nokkuð klunnalegan vöxt og tilburði getur gíraffi náð 55 km hraða á hlaupum. Sá hraði næst þó aðeins á stuttum spretti og venjulegur hlaupastíll getur í besta falli talist varfærnislegur.

 

Þarf lítinn svefn

 

Göngulag gíraffans er afar óvenjulegt. Hann skeiðar nefnilega, þ.e. flytur aðra hliðina í einu. Á hlaupum lenda afturfæturnir fyrir framan framfæturna og það er kraftaverki líkast að þessir löngu fætur skuli ekki flækjast saman.

 

Langir fætur og langur háls setja gíraffann í hættu þegar hann þarf að slökkva þorstann.

 

Hann þarf þá að færa framfæturna langt í sundur og er þar með í erfiðri stöðu, vegna þess að það tekur hann alllangan tíma að koma sér aftur í upprétta hlaupastöðu.

 

 

Og sofandi gíraffi er ljónum líka auðveld bráð. En gíraffinn þarf reyndar ekki nema tveggja tíma nætursvefn.

 

Ástæðan er að líkindum einmitt sú hve langan tíma það tekur sofandi gíraffa að umbreyta sjálfum sér í hlaupandi gíraffa.

 

Nætursvefninn skiptist líka í marga stutta lúra, gjarnan um 5 mínútur í senn. Einnig að þessu leyti er gíraffinn alveg sérstakur í samanburði við önnur dýr.

 

Langflest dýr eiga auðveldara með að þola sult en svefnleysi og það reynist mörgum tegundum beinlínis banvænt ef þau eru rænd svefninum.

 

Fullorðið fólk sefur um þriðjung sólarhringsins og smávaxin spendýr svo sem leðurblökur og pokarottur sofa 18-20 tíma á sólarhring.

 

Vísindamönnum er þó enn ekki ljóst, hvers vegna svefninn er í flestum tilvikum svona mikilvægur og þeir vita heldur ekki hvers vegna gíröffum nægir svo lítill svefn.

 

Mikil matarlyst

 

Gíraffar eru ekki aðeins háfættastir og hálslengstir allra dýra, heldur eru þeir einnig stærstu jórturdýrin og þurfa ekki minna en 7 kg af laufblöðum á dag og geta innbyrt allt að 29 kg á einum degi.

 

 

Þótt varirnar séu þunnar er munnhúðin leðurkennd og gíraffinn getur því vandræðalaust tekið til matar síns þótt runnarnir eða trén séu alsett þyrnum.

 

Iðulega grípur gíraffi um heila grein með tungunni – án tillits til þess hvort hún er alsett þyrnum – og dregur síðan höfuðið að sér þannig að blöðin sitja eftir í tönnunum.

 

Augntennurnar virka svipað og greiða og gíraffinn getur því skafið öll blöð af kvistum og greinum.

 

Augnahárin eru svo löng að þau gætu sem hægast vakið öfund hjá ljósmyndafyrirsætum og þau útiloka alla hættu á mögulegri sköddun augnanna.

 

Augnahárin eru sem sé ekki til prýði, heldur eins konar aukavörn gegn þyrnum eða oddhvössum greinum.

Þótt gíraffar teygi sig oft upp í þyrnum stráðar krónur akasíutrjánna til að fá sér matarbita, er ekki endilega þar með sagt að hálsinn hafi þróast til að ná laufblöðum í svo mikilli hæð, heldur gæti hann hafa þróast sem vopn í baráttu tarfanna um hylli kúnna.

 

Þetta langa vopn gerir miklar kröfur varðandi blóðþrýstinginn og á næstu árum munu DaGiR-vísindamennirnir halda áfram rannsóknum sínum á því hvernig þetta stórvaxna jórturdýr heldur uppi svo háum blóðþrýstingi í lengsta hálsi veraldar með hjarta sem ekki er hlutfallslega stærra en í öðrum spendýrum.

 
 

Náttúran

Hvernig bárust kettir til Ameríku?

Heilsa

Er mikið um kyrrsetu hjá þér í vinnunni? Þá getur kaffi lengt líf þitt samkvæmt stórri rannsókn.

Heilsa

Er mikið um kyrrsetu hjá þér í vinnunni? Þá getur kaffi lengt líf þitt samkvæmt stórri rannsókn.

Heilsa

Lækning gegn útbreiddum meltingartruflunum finnst í flestum eldhúsum.

Heilsa

Lækning gegn útbreiddum meltingartruflunum finnst í flestum eldhúsum.

Tækni

140.000 veirutegundir hafa fundist í þarmaflórunni

Maðurinn

Kornabörn þekkja móðurmálið sitt

Alheimurinn

Tvíburi Vetrarbrautarinnar finnst í útjaðri alheimsins

NÝJASTA NÝTT

Náttúran

Risaeðlubeinagrind seld fyrir meira en sex milljarða króna á uppboði.

Alheimurinn

Fullt tungl 2024 – Hvenær er tunglið fullt?

Heilsa

Líkamleg snerting er mikilvæg milli föðurs og ungabarns

Maðurinn

Vísindamenn vara við langvarandi notkun á snuði

Lifandi Saga

Ísraelski vígamaðurinn: Vill lifa í friði með Palestínumönnum

Maðurinn

Er hægt að verða gráhærður á einni nóttu?

Heilsa

Hrotur geta verið vísbending um hjartasjúkdóm: Einn hópur er í sérstakri áhættu

Náttúran

Af hverju eru lauf trjáa með mismunandi lögun?

Jörðin

99 stórborgir eru að sökkva

Maðurinn

Munnvatnið er fullt af eitri

Náttúran

Risaeðlubeinagrind seld fyrir meira en sex milljarða króna á uppboði.

Alheimurinn

Fullt tungl 2024 – Hvenær er tunglið fullt?

Heilsa

Líkamleg snerting er mikilvæg milli föðurs og ungabarns

Maðurinn

Vísindamenn vara við langvarandi notkun á snuði

Lifandi Saga

Ísraelski vígamaðurinn: Vill lifa í friði með Palestínumönnum

Maðurinn

Er hægt að verða gráhærður á einni nóttu?

Heilsa

Hrotur geta verið vísbending um hjartasjúkdóm: Einn hópur er í sérstakri áhættu

Náttúran

Af hverju eru lauf trjáa með mismunandi lögun?

Jörðin

99 stórborgir eru að sökkva

Maðurinn

Munnvatnið er fullt af eitri

Fáðu aðgang að vÍSINDI.IS

Ókeypis í 2 vikur!

 

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

 

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Lifandi Saga

Af hverju er rússneskur bær í Noregi?

Lifandi Saga

Af hverju er rússneskur bær í Noregi?

Jörðin

Leiða loftslagsbreytingar til fleiri jarðskjálfta?

Jörðin

Leiða loftslagsbreytingar til fleiri jarðskjálfta?

Maðurinn

Heilsa okkar ræðst af blóðinu

Náttúran

Topp 5: Hvaða dýr stunda lengsta mökun?

Lifandi Saga

Sósíaldarwinistarnir lýstu yfir stríði gegn fátækum

Lifandi Saga

BNA á barmi borgarastyrjaldar: Nasista-prestur vildi bylta lýðræðinu

Vinsælast

1

Alheimurinn

Fullt tungl 2024 – Hvenær er tunglið fullt?

2

Maðurinn

Er hægt að verða gráhærður á einni nóttu?

3

Maðurinn

Vísindamenn vara við langvarandi notkun á snuði

4

Heilsa

Líkamleg snerting er mikilvæg milli föðurs og ungabarns

5

Heilsa

Hrotur geta verið vísbending um hjartasjúkdóm: Einn hópur er í sérstakri áhættu

6

Lifandi Saga

Ísraelski vígamaðurinn: Vill lifa í friði með Palestínumönnum

1

Alheimurinn

Fullt tungl 2024 – Hvenær er tunglið fullt?

2

Maðurinn

Vísindamenn vara við langvarandi notkun á snuði

3

Heilsa

Líkamleg snerting er mikilvæg milli föðurs og ungabarns

4

Lifandi Saga

Ísraelski vígamaðurinn: Vill lifa í friði með Palestínumönnum

5

Náttúran

Risaeðlubeinagrind seld fyrir meira en sex milljarða króna á uppboði.

Lifandi Saga

Nasistaveiðar meðal óvina 

Lifandi Saga

Nasistar leituðu arísks menningarheims í Tíbet

Glæpir

Newton upprætti peningafölsun í Englandi

Lifandi Saga

5 ástæður þess að BNA er einungis með tvo flokka 

Maðurinn

Hve lengi hefur krabbamein hrjáð mannkynið?

Maðurinn

Við getum lifað án heilastofns

Náttúran

Vísindamenn kortleggja nú heimshöfin

Heilsa

41 næringarríkustu fæðutegundir jarðar

Menning og saga

Leynirými í 4.400 ára gömlum egypskum pýramída

Heilsa

Vísindamenn hafa fundið mikilvægan eiginleika sem er sameiginlegur öllum sem náð hafa 100 ára aldri.

Lifandi Saga

Belgía biður Kongó afsökunar – með tönn

Lifandi Saga

Af hvaða kynstofni var Kleópatra?

Risaeðlubeinagrind seld fyrir meira en sex milljarða króna á uppboði.

Risaeðlubeinagrindin ,,Apex” seldist fyrir 44,6 milljónir dollara eða sem svarar 6,2 milljörðum króna.

Náttúran

ÁSKRIFT AÐ VÍSINDI.IS

Prófaðu í 14 daga ókeypis!

  • Fullur aðgangur að vefnum okkar með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Lifandi vísindi/Lifandi saga í rafrænni útgáfu á vefnum,
  • Aðeins 1.690 krónur á mánuði.
  • Engin skuldbinding – Þú getur hætt hvenær sem er.

ÁSKRIFT AÐ TÍMARITINU

Þrjú tölublöð + gjöf: Skemmtilegur sjónauki
  • Þrjú næstu tölublöð Lifandi vísinda/Lifandi sögu – sent heim til þín – eins færðu lítinn og vandaðan sjónauka að gjöf.
  • Fullur aðgangur að vefnum okkar – visindi.is – með tæplega 3000 skemmtilegum og spennandi greinum um allt milli himins og jarðar á sviði vísinda og sögu.
  • Spennandi greinar og flottar myndir sem svala forvitni þinni.
  • Þú getur hætt eftir tilboðið en ef þú heldur áfram skuldbindur þú þig aðeins þrjú tölublöð í einu og þú getur sagt upp hvenær sem sem og klárar þá tímabilið sem er hafið.
  • Venjuleg áskrift – þrjú tölublöð – kostar aðeins 7.590 kr

Sjónauki og þriggja blaða áskrift – Alls 3.800 kr.

Lifandi vísindi

Lyf

Lifandi saga

Search

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Innskráning

Ertu áskrifandi að tímaritinu?

Áskrifendur að tímaritinu geta fengið frían aðgang að vefnum hér.

Viltu lesa greinina?

Fáðu aðgang að visindi.is

Ókeypis í 2 vikur!

Eftir það kostar eingöngu 1.390 kr. á mánuði og enginn uppsagnarfrestur.

Innifalið er aðgangur að öllum greinum á vefnum ásamt rafræna útgáfu af nýjustu tölublöðunum.

  • Fullur aðgangur að visindi.is
  • Frábærar myndir og myndbönd
  • Aðgengilegt í öllum snjalltækjum
  • Fullur aðgangur að gríðarlegu magni eldri greina
  • Nýjustu tölublöðin í rafrænu formi

Núverandi áskrifendur að tímaritinu fá að sjálfsögðu ókeypis aðgang að vefnum og þurfa bara að virkja aðgang sinn hér.

Ef þú ert þegar áskrifandi að visindi.is