Da hvaler og delfiner udviklede sig til at leve i vand var det bl.a. ændringer i stofskiftet, der gjorde det muligt. Disse ændringer har betydning for, hvordan vi skal vurdere, hvor meget dyrene påvirkes af menneskeskabte aktiviteter.
Menneskelige aktiviteter som skibsfart, turisme, offshore-konstruktion og flådeøvelser har indflydelse på havpattedyrs fødemuligheder, hvilket igen kan påvirke deres evne til at reproducere. Når delfiner og hvaler forstyrres for ofte, er de ikke i stand til at spise nok til at holde deres kalve i live. Det er i det mindste det, vi tænker baseret på vores forståelse af, hvordan jordbaserede pattedyr håndterer 'underskud' i deres energi.
Men ny forskning offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Conservation Physiology fra Aberdeen Universitet og Danmarks Tekniske Universitet (DTU Aqua) viser, at måden, hvorpå havpattedyr omsætter energi, har ændret sig meget i forhold til landlevende pattedyr. De lever i et miljø, hvor de er nødt til at have tykke fedtlag for at undgå underafkøling, og hvor de er afhængige af føde, der er rig på protein og fedt, men til gengæld kun indeholder få kulhydrater. Dyrenes energimetabolisme har ændret sig så drastisk, at vi ikke kan antage, at det fungerer på samme måde som hos landpattedyr, især på den måde, de klarer den, hvis der pludselig er for lidt mad.
"Denne undersøgelse viser, at vores lærebogsforståelse af, hvordan stofskiftet fungerer hos pattedyr, skal revideres fuldstændigt for at forstå stofskiftet hos delfiner og hvaler”, siger en af forskerne bag undersøgelsen, professor David Lusseau fra DTU Aqua.
Gener tilpasset livet i havet
Delfiner og hvaler er nære slægtninge til landpattedyr som køer og får. For omkring 53 millioner år siden gik deres forfædre ud i havene igen og udviklede sig til at blive de havpattedyr, vi kender i dag. Det er ikke kun formen på deres krop, der ændrede sig under disse tilpasninger til det marine liv, men også deres fysiologi.
"Forskere har adgang til mange genomer fra hvaler og delfiner, og derfor kunne vi undersøge, hvordan disse ændringer hobede sig op, og om ændringer på tværs af mange gener førte til ændringer i den måde, deres metabolisme fungerer på," siger Dr. Davina Derous fra University of Aberdeens School of Biological Sciences.
Forskerne sammenlignede sekvenserne af gener forbundet med energimetabolisme i delfiner og hvaler og i deres slægtninge, som lever på land.
”Vi fandt ud af, at havpattedyrenes gener har tilpasset sig til at klare en diæt med lav glukose; for at overvinde de skadelige virkninger forårsaget af mangel på ilt under dykning, og at den måde, fedtlagring signalerer energitilstand til resten af kroppen på, adskiller sig meget fra landpattedyr, ”fortæller Dr. Davina Derous.
Delfiner og hvaler har udviklet sig til at have et tykt lag fedt lige under deres hud kaldet spæk, og den måde, de tærer på dette fedtlag, når føden er begrænset, kan være helt anderledes end landpattedyr. Det skyldes, at spæk også fungerer som et isolationslag i det kolde havvand og til at hjælpe dyrene med at flyde og dykke, og derfor kan de ikke bruge det hele som energibrændstof.
”De har muligvis det, vi betragter som en normal mængde fedt, men det afspejler ikke nødvendigvis, hvad der sker under overfladen på celleniveau. Vi konkluderer, at den måde, hvorpå dyrene prioriterer energi til reproduktion, når de ikke får nok føde på grund af forstyrrelser sandsynligvis er mere kompleks, end vi tror. I nogle tilfælde vil de måske nedsætte forbruget af energi til reproduktion tidligere, end vi tror,” forklarer hun.
Resultater kan hjælpe med at vurdere effekten af menneskelige aktiviteter
Professor David Lusseau fra DTU Aqua tilføjer:
“Denne forskning og de nye tilgange til at studere delfiner og hvaler giver os nogle grundlæggende indsigter i den måde, energimetabolisme fungerer hos dem. Det kan have betydning for, hvordan vi vurderer de potentielle effekter af forstyrrelser forårsaget af menneskelige aktiviteter på havet. Det gør vi nemlig for eksempel ved at måle deres fedtlag for at se, hvor sunde de er. Der er en række havpattedyrarter, som vi nu ved, er truet af menneskelige forstyrrelser, og dette grundlæggende fysiologiske arbejde vil hjælpe os med bedre at vurdere, hvordan vi kan afbøde det og estimere, hvilket niveau af aktivitet, det er sikkert at udsætte dyrene for.”
”Vi er nødt til at starte fra bunden for at forstå, hvordan fedtceller taler med resten af kroppen for at regulere appetit og reproduktiv investering hos hvaler og delfiner. Nu har vi værktøjerne og den genomiske viden til at stille mere præcise spørgsmål,” siger han.
Forskningsprojektet blev finansieret af US Office of Naval Research.
Læs den videnskabelige artikel i Conservation Physiology:
Comparative genomics of cetartiodactyla: energy metabolism underpins the transition to an aquatic lifestyle