زیست‌شناسی

موجوداتی که بدون آب زنده می‌مانند

 

انسان‌ها معمولاً بیش از چند روز بدون آب دوام نمی‌آورند. اما برخی حیوانان سال‌ها بدون آب زنده می‌مانند.

به گزارش آینده مغز به نقل فرادید، در حال حاضر گرما و حرارت بخش عمده‌ای از نیم‌کره شمالی را در برگرفته است. به گفته ناسا سال ۲۰۱۶ گرم‌ترین سال کره‌ی زمین خواهد بود. این گرما خشک‌سالی به همراه خواهد داشت: کشورهای شرق مدیترانه بدترین خشک‌سالی در ۹۰۰ سال اخیر را تجربه می‌کنند.

کمبود آب تلفات انسانی و حیوانی به دنبال خواهد داشت. ما روزانه بین ۴ تا ۹ فنجان آب مصرف می‌کنیم. اگر برای رفع تشنگی به‌اندازه کافی آب ننوشیم، با عواقب بدی روبرو خواهیم شد. علائم کمبود آب در بدن می‌تواند خستگی، سردرد و ضعف عضلانی، بالا رفتن ضربان قلب و درنهایت از دست دادن هوشیاری باشد.

بسیاری از حیوانات نیز این مشکل را دارند. اما برخی مخلوقات، بخصوص آن‌ها که در محیط‌های خشک زندگی می‌کنند، در مقابله با خشک‌سالی بسیار زیرک و مبتکر عمل می‌کنند.

لاک‌پشت بیابانی

ذخیره‌سازی برای روزهای خشک

84716_231

هیچ خانه‌ای در بیابان بدون مخزن آب وجود ندارد، اما برای برخی گونه‌های حیوانات این مخزن درونی است.

لاک‌پشت‌ها، از جمله لاک‌پشت‌ها بیابانی و لاک‌پشت‌ها غول‌پیکر در جزایر گالاپاگوس، آب را در مثانه خود ذخیره می‌کنند. هنگام بارندگی و زمانی که به برگ‌های آبدار می‌رسند، مثانه خود را با آب پر می‌کنند. در روزها و فصول خشک، آب را از دیواره قابل‌نفوذ مثانه استخراج می‌کنند.

گلن ولزبرگ از دانشگاه ایالتی آریزونا می‌گوید: “اگر لاک‌پشتی را بگیرید و او را اذیت کنید، پس از مدتی با یک چاله آب مواجه می‌شوید. آن‌ها در این مواقع ذخیره خود را بیرون می‌ریزند.”

84717_970

قورباغه استرالیایی آب را در آبشش ها، بافت بدن و مثانه‌اش ذخیره می‌کند. این دوزیست پف‌دار می‌تواند دو برابر وزن خود آب ذخیره کند. زمانی که ظرفیتش کاملاً پر باشد، می‌تواند تا ۵ سال بدون آب زنده بماند.

دیگر ساکنان بیابان نیز مکانیسمی مشابه دارند. مارها، پرندگان، قورباغه‌های بزرگ، تمساح‌ها و سگ‌های وحشی سیستم ذخیره آب‌دارند. در فصول خشک، جانوران شکارچی قورباغه‌ها را شکار می‌کنند و آن‌قدر آن‌ها را فشار می‌دهند تا آب فراوان در مثانه آن‌ها وارد دهانشان شود.

کُتی از گل و لجن

برخی موجودات در مناطق خشک بدن خود را می‌پوشانند تا از تبخیر آب جلوگیری شود. در بیابان‌های شمال آمریکا، وزغ کویری از پاهای پنجه مانند خود برای کندن حفره‌هایی عمیق در زمین استفاده می‌کنند. سپس سه- چهارم سال را آنجا پنهان می‌شوند. وزغ‌های کوچک در لانه امن، خود را در غشایی لزج فشرده می‌کنند تا آب را ذخیره کنند. ولزبرگ می‌گوید: “۱۰ ماه بعد زمانی که بار‌ش باران سنگین را حس می‌کنند، دوباره به سطح زمین می‌آیند.”

ولزبرگ در یک آزمایش یک قورباغه درختی را برای چندین ماه در یک جعبه کفش نگه داشت. “زمانی که جعبه را باز کردم، چیزی شبیه به قورباغه مومیایی‌شده دیدم. روی آن آب ریختم. قورباغه از پوسته اطرافش بیرون آمد و کاملاً حالش خوب بود.”

بی‌خیال آب، فقط بخور

84718_411

برای موجودات بیابانی، غذا بهترین منبع آب است. زمانی که آب را نمی‌توانند ذخیره کنند، غذا ذخیره می‌کنند. بز موش‌ها و موش‌های جیبی در آمریکای شمالی، زمانی که هوا مرطوب است دانه جمع می‌کنند و ادامه سال را با این ذخایر می‌گذرانند.

ولزبرگ می‌گوید: “می‌توانید یک موش جیبی و یک‌مشت دانه را در یک شیشه بیندازید و بعد از یک سال برگردید. ۵۰ درصد دانه و ۵۰ درصد مدفوع وجود خواهد داشت و موش کاملاً سرحال خواهد بود.

84719_934

درحالی‌که این جوندگان برای تأمین آب بر متابولیسم کربوهیدراتی تکیه‌دارند، پستانداران بزرگ مانند شتر و غزال بر متابولیسم چربی تکیه‌دارند. در ازای تجزیه هر گرم از چربی در بدن حیوانات، ۱.۱۲ میلی‌لیتر آب آزاد می‌شود. پس به‌جای ذخیره آب در کوهان، شترها چربی ذخیره می‌کنند. غزال عربی با ذخیره‌سازی چربی در کوهان کوچکش، یک‌چهارم نیاز روزانه خود به آب را تأمین می‌کند.

جلوگیری از نشت

84720_246

حشرات ذخیره آب زیادی ندارند؛ بااین‌حال بسیاری از حشرات بیابان به روش “خسیسی در آب” زنده می‌مانند. این موجودات صرفه‌جو روش‌هایی بسیار هوشمندانه برای جلوگیری از هدر رفتن آب ناشی از تعرق، تنفس و ادرار دارند.

بز موش‌ها کیسه‌های پوشیده از خز روی گونه‌های خوددارند که کاملاً فاقد غدد بزاقی است. این “کیسه‌های خشک” کاملاً از بقیه اعضای دهان جداست. بنابراین در حین انتقال دانه‌ها حتی یک قطره بزاق نیز هدر نمی‌رود. همچنین، بز موش‌ها توانای فوق‌العاده جدا کردن آب از ادرار را دارند.

بااینکه عرق کردن و نفس‌نفس زدن به خنک شدن حیوانات کمک می‌کند، اما هر دو فعالیت آب بسیاری هدر می‌دهد. به همین دلیل شترها نفس‌نفس نمی‌زنند و غدد عرق کمتری دارند. تفاوت دمای بدنشان در روز تنها ۶ درجه سلسیوس است. ولزبرگ می‌گوید: “ما انسان‌ها انرژی زیادی صرف می‌کنیم تا دمای بدنمان نزدیک به ۳۸ درجه بماند. یکی از روش‌های شترها آزاد بودن دامنه‌ی دمای بدنشان است. این روشی عالی برای کاهش وابستگی بدن به آب است.”

شترها، شترمرغ‌ها و بز موش‌ها همگی سیستم‌های تنفسی ویژه‌ای دارند که کمک می‌کند هوای کمتری بازدم کنند. هوا در ریه‌های بزموش گرم و اشباع از آب است. اما نوک بینی‌اش سرد است. در این میان یک مسیر طولانی و پیچیده وجود دارد. همان‌طور که هوا از ریه‌ها به بیرون می‌آید، بخارآب سرد شده بر روی غشاء بیرونی مخاط بینی موش می‌نشیند. زمانی که سرد شد، آب دوباره به درون بدن کشیده می‌شود.

84721_509

برخی حیوانات بیابان روش‌هایی برای ذخیره آب‌دارند؛ اما برخی دیگر راه‌های جالبی برای جذب قطرات آب ‌دارند. مثلاً “شیطان خاردار” که در مناطق در افتاده استرالیا زندگی می‌کند، توانایی نوشیدن از پوستش را دارد. پوستش پر از خار است و درمیان این خارها شیارهای جذب آب وجود دارد.

در بیابان‌های نزدیک دریا، مانند صحرای نامیب آفریقا، مه صبحگاهی یک نعمت بزرگ است. سوسک‌های Fogstand هرروز مانند نگهبان منتظر می‌مانند تا مه روی بدنشان بنشیند. قطره‌های آب نیاز روزانه آن‌ها را تأمین می‌کند.

اگر هوا خشک‌تر شود چه؟

84722_564

ماری پریس از دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید: ” تنها چون این موجودات بیابانی به آب‌وهوای خشک عادت دارند، به این معنا نیست که با خشک‌تر شدن هوا زنده می‌مانند. همه‌چیز بستگی به میزان خشکی دارد.”

زمانی که باران می‌بارد، رشد گیاهان تحریک می‌شود. اگر باران به‌اندازه کافی باشد، موش‌های صحرایی منبع کافی مواد غذایی خواهند داشت. “اما اگر فواصل تولید غذا طولانی باشد، اوضاعشان خراب خواهد شد. آن‌ها نیز درست مثل بقیه چیزها خواهند مرد.”

84723_945

ولزبرگ تأثیر تغییرات آب‌وهوایی بر گونه‌هایی خاص مانند قورباغه‌ها را بررسی کرده است. وی معتقد است پیش‌بینی تأثیر خشک‌سالی بر حیوانات مقاوم در برابر کمبود آب بسیار دشوار است.

Which Animals Can Live Without Water For Years?

The thorny devil found in the Australian deserts store water in their layered scales and hence can go without water for long periods. Image credit: anjahennern/Shutterstock.com

On average, a human can only go for an average of three days without water depending on the climate because the human body loses a substantial amount of water through sweating, breathing, and excretion. In arid areas, animals across the world have had millions of years to adapt to the hostile environments. Every drop of sweat, exhaled breath, and wet excrete increases the chances of death of any desert animal through dehydration. There are a few animals that can survive for years without drinking any water. Some of the popular examples include the desert tortoise, kangaroo rat, the thorny devil, water-holding frog, African lungfish, and desert spade-foot toads.

Kangaroo Rat

Desert kangaroo rat. Image credit: Been There YB

The kangaroo rat (genus Dipodomys) of North America is one of the most specialized animals living in the desert environments and can go for its entire life without water. The small rodent gets its name from is long hind legs (similar to the Australian kangaroo) that enable it to leap long distances as they search for food and water. Some of the adaptations to the arid environment include large cheek pouches that are lined with fur as opposed to saliva which enables the rodent to carry seeds without losing much-needed moisture. Other adaptations, such as highly specialized kidneys with additional tubules, help them in the conservation of water in the body through the extraction of water from urine. The urine of a kangaroo rat is about five times as concentrated as human urine. The kangaroo rat has an oily coat and does not sweat which goes a long way in conserving water in the body. In addition to that, kangaroo rats feed on seeds that are safely hidden in burrows. The seeds once consumed are metabolized to yield energy and water. The nasal passage of this unique animal is also adapted to ensure minimal loss of moisture to the atmosphere.

Water Holding Frog

Close-up of a water holding frog. Image credit: Ken Griffiths

The water holding frog (Cyclorana platycephala) is commonly found in Australian desert areas and has truly unique adaptation mechanisms to the harsh arid environment. During wet seasons, the water holding frog lives like ordinary frogs and then burrow into the soil when dry conditions set in to escape the hostile conditions. The frog has the unique capacity to absorb significant amounts of water through its skin which is then stored in its bladder and body tissues. Once the frog burrows into the soil, it encloses itself in a cocoon made up of its skin to keep from losing water. While in this condition the frog feeds on its skin and can stay in this condition for several years.

West African Lungfish

A West African lungfish. Image credit: Podolnaya Elena

The West African lungfish (Protopterus annectens) are truly a wonder to behold. These unique fish have been labeled prehistoric animals due to their survival for nearly 400 million years. These “living fossils,” as they are commonly called in scientific circles, survive through a process of estivation that is quite similar to hibernation. The lungfish has gills like any other ordinary fish which it uses to obtain oxygen from the water but also has a unique adaptation that enables the fish to obtain oxygen from the air. When dry conditions set in, the fish burrows into the mud and can continue living even after the mud dries up. During estivation, the fish excretes a mucus cocoon to protect it from harsh conditions and digests its muscle tissue to get nutrients and can live in this condition for five years.

Thorny Devil

Thorny devil sitting on an outback road in Francois Peron National Park, Western Australia. Image credit: Johanna Ralph

The thorny devil (Moloch horridus), which is also commonly referred to as the thorny dragon, is typically found in desert areas in Central Australia. The thorny devil captures rainfall and dew during drier conditions through layered scales on its body that have a hinge which enables it to trap moisture and water droplets between the scales. The collected water is then transported under the skin to the mouth. The process is enabled by tongue movements that create the needed pressure to draw water to the back of the mouth.

The Couch’s Spadefoot Toad

A Couch’s spadefoot toad. Image credit: Viktor Loki

The Couch’s spadefoot toad (Scaphiopus couchi), which was recently discovered in the Colorado Desert, has some of the greatest adaptations to desert conditions. These animals have managed to survive in a few isolations such as the edge of dunes and dry washes due to their unique environmental conditions. Spadefoot toads living in the dunes burrow into the permanently wet layer in the sand and remain there for the whole dry period. Others bury themselves beneath dense vegetation. Adult toads retain several layers of partially shed skin which reduce moisture loss by forming semi-impermeable membranes and can remain in that condition for years. The high osmotic concentration greatly increases its ability to retain water and perhaps even extract moisture from damp conditions. These toads also exhibit an extremely accelerated growth rate. Their eggs take less than 48 hours to hatch, and within ten days the tadpoles develop legs. In less than three months, the young toads grow to half the adult size.

Desert Tortoise

A desert tortoise in the Snow Canyon State Park, Utah. Image credit: IrinaK

The Gopherus agassizii, which is found in the Mojave Desert, in the Southwestern United States, and Gopherus morafkai, which is found in the Sonoran Desert of Northwestern Mexico, are the two main species of desert tortoise. Their hardy shells, often mistaken for rocks in the desert hold the secret to their survival by offering a huge water storage capacity. These species have an oversized bladder that can carry up to two-fifths of its weight in nitrogen-based wastes, urea, and water. During the wet period, the desert tortoise excretes waste and drinks extra water for storage. It is life-threatening to alarm a desert tortoise since it may abandon its water reserve in fear-based urination. The tortoise can survive for a year or more without water.

Activity Levels During Dry Spells

During dry periods, desert animals appear to enter a highly inactive state. This form of hibernation serves to prolong their water reserves allowing them to live longer. The kangaroo rat can survive by far the longest time without water for almost its entire life which is 10 years.

مشاهده بیشتر
آزمون آنلان زیست

داریوش طاهری

✍ اولین نیستیم ولی امید است بهترین باشیم

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا