Алісія Рейєс Рамірес та Алехандро Кордова Агілар
Лабораторія поведінкової екології членистоногих
Двигун життя
Кажуть, що "їсти та дряпати все починається", але ця популярна приказка не враховує переваги здорового та збалансованого харчування. Для живих істот збалансоване харчування не є простим завданням. Тваринам потрібна їжа, щоб процвітати, завойовувати території та споріднених пар, а також захищатись від патогенних мікроорганізмів, серед іншого, і їх специфічні харчові потреби змінюються з часом. Пошук і споживання їжі самі по собі передбачають значні витрати енергії. Крім того, тварина, яка шукає їжу, може стати їжею іншого, тому це також небезпечна діяльність. Тому навіть якщо ця тварина прагне збалансувати свій раціон відповідно до різноманітних потреб, тиск, з яким вона стикається, означає, що це не завжди вдається. У цьому сенсі харчова екологія намагається зрозуміти, як їжа впливає на людей прямо чи опосередковано в різних аспектах їхнього життя.
Потреба в збалансованому харчуванні привела нас до вивчення екології тварин, які, як вважалося, були неселективними при годуванні. Наприклад, вважалося, що м’ясоїдні тварини просто отримують більше енергії, з’їдаючи більше здобичі. Однак це не зовсім так. Зараз відомо, що вони здатні вибірково добувати певні жири та білки, якщо це потрібно. Крім того, хижаки не звільняються від виконання ключових функцій, таких як розмноження. У зв’язку з цим, під час досліджень у нашій лабораторії ми спостерігали, що коли дорослий самець самки Hetaerina americana (це м’ясоїдні тварини) заражається певними бактеріями (див. “Здоров’я та хвороби”), крім того, що вони використовують свій час для пошуку самок, збільшують видобуток їжі час порівняно з самцями, які не хворіють, на отримання поживних речовин, які допоможуть їм відновити своє здоров’я.
Для неконтрольованого апетиту
Годування - це переривчастий процес. Тобто періоди годування чергуються з періодами, в які здійснюються інші заходи. Ці цикли сильно варіюються між тваринами. Наприклад, у випадку виховуваних лабораторно щурами з капюшоном (Rattus norvegicus) кількість їжі, яку вони споживають, коли інтервали між прийомами їжі відносно великі (від 24 до 72 годин), змінюється залежно від розміру їжі; в той час як через відносно короткі проміжки часу (від 3 до 12 годин) кількість споживаної їжі вже не залежить від розміру. У щурів добове споживання може також змінюватися, якщо змінюється температура навколишнього середовища. Японський перепел (Coturnix japonica) - це випадок, який дуже добре ілюструє явище зміни інтервалів годування в залежності від типу їжі, яку вводять, оскільки експериментально було встановлено, що вони їдять частіше і довше. годують розведеним пюре, що містить 40% целюлози, ніж при споживанні нерозведеного пюре або гранул.
Якщо ви не можете з’їсти лише одну: регулюйте щоденне споживання
Незважаючи на тиск, тварини вибирають їжу та регулюють споживання поживних речовин, виходячи з двох параметрів. Одним із них є склад та харчова якість їжі, що означає, що вони визначають ключові поживні речовини за допомогою певних рецепторів; тобто вони якось сприймають цукру, деякі амінокислоти, солі та воду. Інший - харчовий статус тварини. Наприклад, рослиноїдні комахи, які піддавалися незбалансованому харчуванню, регулюють споживання, щоб споживати більше поживних речовин, яких їм не вистачає, і менше поживних речовин, які вони мають в надлишку. Для досягнення цієї рівноваги вони навіть поглинають речовини з несприятливим впливом, наприклад, алелохімічні сполуки в тканинах рослин, оскільки вони допомагають їм у процесі травлення.
Енергія тріумфу
Вивчення фізіології тварини та ролі мікробів, пов'язаних з її організмом, та різноманітності його раціону, є однією з найбільш активних сфер харчової екології. Було встановлено, що не всі стосунки між мікробами та господарями (в даному випадку господарем є тварина) є корисними для тварин, і є дані про "перегони озброєнь", коли обидві сторони прагнуть контролювати харчову поведінку. Наприклад, господарі можуть займатися самолікуванням за допомогою дієти. Сюди входить споживання органічних сполук, таких як вторинні метаболіти, які рослини виробляють для залучення або відштовхування інших організмів і які зміцнюють імунітет господаря. Наприклад, личинки плодової мухи отримують етанол, споживаючи плоди, що розкладаються, що ускладнює паразитичну осу відкладання яєць у своїй порожнині або гемоцеле. Навіть якщо у личинки мухи вже є паразити, етанол призводить до загибелі значної кількості личинок ос.
Самолікування - не єдина стратегія боротьби з хворобою; курйозний випадок - відсутність апетиту. Така поведінка, в принципі, не здається найзручнішою стратегією, враховуючи високі енергетичні потреби, які спричиняє імунна відповідь, необхідна для зустрічі з патогеном. У комах було встановлено, що аполіфорин III - це той самий білок, який бере участь як в імунній відповіді, так і в травленні (у транспорті ліпідів). Таким чином, епізоди відсутності апетиту або анорексії у хворому організмі насправді дозволяють уникнути фізіологічних конфліктів між травленням та імунітетом, змушуючи аполіпофорин III працювати виключно для боротьби зі збудником. Очевидно, подібні механізми можуть діяти у хребетних, тому не панікуйте, якщо ви не відчуваєте голоду, стикаючись із хворобою.
Все починається з гарного кадру
В даний час наука прагне зрозуміти вплив харчової поведінки на екологію та фенотипову еволюцію організмів та на їх різних рівнях організації. Це теми, які також допоможуть зрозуміти такі аспекти харчового здоров'я людей, як збільшення частоти діабету та інфарктів.
Мудрість і ожиріння
Всесвітня організація охорони здоров’я зазначає, що рівень ожиріння у людей (та їх домашніх тварин, собак та котів) зростає. Насправді, за оцінками цього органу, понад один мільярд людей у всьому світі страждають від надмірної ваги або ожиріння. Але ризик споживання жиру властивий не тільки нашим видам. Взаємозв'язок між вмістом жиру в організмі та ризиком передчасної смерті також вивчався у таких комах, як омари та цвіркуни, гусениці або плодові мухи. Однак, на відміну від нас, ці тварини, здається, мають "харчову мудрість", оскільки вони підтримують цільове споживання макроелементів, що дозволяє мінімізувати ризик смерті на ранніх стадіях від хвороб, пов'язаних з жирами.
Якщо іншим видам вдалося збалансувати споживання та їх фізіологію, то чому нам, людям, так погано? Щоб зрозуміти це, нам слід повернутися до великого переходу в харчуванні людини, який стався, коли спосіб життя мисливця-збирача змінився на спосіб життя фермера. Незважаючи на те, що це відбувалося в різний час у різних частинах світу, результати були подібними. Одним з найбільш актуальних є збільшення доступних вуглеводів. Протягом нашої історії включення вуглеводів у раціон поступово збільшувалось, особливо з часів промислової революції, яка принесла із собою технологію переробки цукру та велику установку для транспортування його з місця виробництва до кінцевого споживача. Отже, сьогодні ми маємо безпрецедентний доступ до всіх видів їжі, і швидкість, з якою змінюється наше харчове середовище, перевищує швидкість нашого метаболізму, щоб адаптуватися, в еволюційному плані.
Використовуючи геометричну структуру, можна було дізнатись більше про роль відсотка споживаного білка в раціоні людини. Наприклад, вчені виявили, що коли у нас в раціоні є дефіцит білка, ми часто намагаємось це компенсувати, вживаючи надлишок солодких напоїв (фруктових соків і газованих напоїв) та закусок з високим вмістом жиру та вуглеводів. Однак врешті-решт ці продукти не вгамовують голоду білка, але вони накопичуються в нашій жировій тканині. Ось чому в питаннях охорони здоров’я та дієти ми маємо, так чи так, брати до уваги біологію; інакше наші зусилля по боротьбі з білковим голодом будуть приречені.
В даний час в лабораторії ми працюємо з борошняним жуком (Tenebrio molitor), щоб зрозуміти, як різні пропорції вуглеводів і білків у синтетичних раціонах впливають на різні аспекти життя цієї тварини. Ідея полягає у використанні цієї комахи як зразкового предмета дослідження, щоб знайти "ідеальний баланс" у харчуванні, щоб досягти найбільшого успіху з точки зору фізичної форми.