Eine der grundlegendsten Biologie Fakten, die wir in der Schule unterrichtet aufwachsen: Vögel und Säugetiere sind Warmblüter, während Reptilien, Amphibien und Fische sind kaltblütig.

In einer kürzlich in Science veröffentlichten Arbeit erklären Wegner et al., dass

Endothermie (die metabolische Produktion und Retention von Wärme auf warme Körpertemperatur über Umgebungstemperatur) die physiologische Funktion verbessert und die Ganzkörperendothermie Säugetiere und Vögel im Allgemeinen von anderen Tieren unterscheidet., Hier beschreiben wir eine Ganzkörperform der Endothermie bei einem Fisch, die Opah (Lampris guttatus), die durch das ständige „Flattern“ von flügelartigen Brustflossen Wärme erzeugt und den Wärmeverlust durch eine Reihe von Gegenstrom-Wärmetauschern in ihren Kiemen minimiert. Im Gegensatz zu anderen Fischen verteilt Opah erwärmtes Blut im ganzen Körper, auch auf das Herz, verbessert die physiologische Leistungsfähigkeit und puffert die Funktion der inneren Organe, während es in den kalten, nährstoffreichen Gewässern unterhalb der Thermolinie des Ozeans nach Nahrung sucht.,

Das Geheimnis liegt in einem speziell entwickelten Satz von Blutgefäßen in den Kiemen des Fisches, mit denen der Fisch warmes Blut im gesamten Körper zirkulieren kann.

Wissenschaftler vermuteten bereits, dass die Opah etwas Besonderes war. Die meisten Fische, die dort leben, wo die Opah lebt — das heißt, Hunderte von Fuß tief, an einigen der dunkelsten und kältesten Stellen des Ozeans — sind träge, dank der niedrigen Temperaturen. In diesen Tiefen neigen sogar Raubfische dazu, sich langsam zu bewegen und geduldig darauf zu warten, dass Beute vorbeikommt, anstatt sie aktiv zu jagen., Aber die Opah, die ihre ganze Zeit an diesen tiefen Orten verbringt, hat viele Eigenschaften, die normalerweise mit einem sich schnell bewegenden, aktiven Raubtier verbunden sind, wie ein großes Herz, viele Muskeln und große Augen. Diese Eigenschaften machten das Opah „zu einer Kuriosität“.

Das Geheimnis der opah begann zu kommen, als NOAA Forscher und Hauptautor des Papiers an einer Kiemenprobe sah und bemerkte etwas faszinierend.

Alle Fische haben zwei Arten von Blutgefäßen in ihren Kiemen: Gefäße, die Blut aus dem Körper transportieren, um Sauerstoff aufzunehmen, und andere Gefäße, die sauerstoffhaltiges Blut wieder herausführen., In der Opah ist das ankommende Blut warm, nachdem es durch den Körper des Fisches zirkuliert ist. Dies liegt daran, dass die Opah schwimmt, indem sie schnell mit den Brustflossen flattert, anstatt ihren Körper wie viele andere Fische zu wellig zu machen, um sich durch das Wasser zu treiben — ein Prozess, der hohe Hitze erzeugt. Aber das Blut, das gerade mit Wasser in den Kiemen in Kontakt gekommen ist, ist kalt. Wegner bemerkte, dass in den Kiemen der Opah die beiden Gefäßsätze fest gegeneinander gebündelt sind, so dass die ankommenden Blutgefäße das ausgehende Blut aufwärmen können, bevor es anderswo hingeht., Diese Einrichtung, bekannt als“ Gegenstrom-Wärmeaustausch“, ermöglicht die Abgabe von warmem Blut durch den Körper.

Einige andere Fischarten, wie Thunfisch, haben in bestimmten Teilen ihres Körpers ähnlich gestaltete Blutgefäße, die eine „regionale Endothermie“ ermöglichen — Warmblutung, die auf bestimmte Organe oder Muskeln wie Augen, Leber oder Schwimmmuskeln beschränkt ist. Aber der Opah ist der einzige Fisch, von dem Wissenschaftler wissen, dass er dieses Design in seinen Kiemen hat, wo die meisten Fische den Großteil ihrer Körperwärme an das umgebende kalte Wasser verlieren., Durch das Aufwärmen des Blutes in den Kiemen, bevor es anderswo hingeht, erreicht das Opah nicht nur regionale Endothermie, sondern Ganzkörperendothermie, so die Autoren des Papiers. Tests zeigten, dass das Opah in der Lage ist, eine Kernkörpertemperatur von etwa 5 Grad Celsius aufrechtzuerhalten, die wärmer ist als das umgebende Wasser.

Während derzeit nur eine Opah-Art anerkannt ist-Lampris guttatus -, beginnen Wissenschaftler zu glauben,dass sie die Opah aufgrund genetischer Variationen in verschiedenen Populationen auf der ganzen Welt tatsächlich in mehrere verschiedene Arten unterteilen sollten., Die Opah in dieser Studie wurden vor der Westküste Nordamerikas gefunden, Daher besteht der nächste Schritt darin, Opah in anderen Teilen der Welt zu probieren, um zu sehen, ob sie alle die gleichen spezialisierten Kiemen haben.

Zukünftige Studien könnten auch andere verwandte Fischarten untersuchen, um herauszufinden, wie und wann sich diese speziellen Kiemen entwickelt haben. Und da eine Vielzahl verschiedener Fische bereits eine regionale Endothermie aufweisen, einschließlich Thunfisch und bestimmten Arten von Haien, kann es möglich sein, dass sich diese Art der physiologischen Anpassung in verschiedenen Fischlinien mehrfach entwickelt hat.,

Es ist möglich, dass andere Tiefwasserarten ähnliche Anpassungen wie die Opah haben, obwohl es unwahrscheinlich ist, dass Wissenschaftler jemals einen Fisch entdecken werden, der wirklich warmblütig ist, so wie Wale oder andere Meeressäuger warmblütig sind.

In der Zwischenzeit ist Opah ein unwahrscheinlicher Star!