Jedinstvene adaptacije omogućavaju divljim životinjama da prežive temperaturne ekstreme koji bi brzo ubili nezaštićenog čoveka. Na primer, neke životinje mogu da izdrže jaku hladnoću, zahvaljujući izolacionim svojstvima šupljih dlaka koje čine njihov kaput.
Malo se zna o ovim dlačicama, ali sada su istraživači otkrili da se njihova unutrašnja struktura menja sa godišnjim dobima. Istraživači će svoje rezultate predstaviti danas (17. marta) na prolećnom sastanku Američkog hemijskog društva (ACS).
„Kod nekih životinja, dlaka izgleda drugačije leti i zimi“, kaže Tejlor Milet, koja sprovodi istraživanje. Na primer, zec-krvalj postaje beo zimi, a smeđi leti. „Ali kod životinja koje proučavamo, otkrili smo da se ne menja samo spoljašnja boja dlake. Unutrašnji mikroskopski detalji se takođe menjaju kako bi omogućili ovim životinjama da nastave da preživljavaju u svom okruženju.“
Mileta, studenta osnovnih studija na programu mašinstva na Univerzitetu Utah Tech, mentori su Vendi Šacberg, vanredni profesor hemije, i Semjuel Tobler, profesor fizike. Cristina De La Vieja Medina je još jedan student koji radi na projektu.
Šacberg i Tobler uče studente osnovnih studija da koriste skenirajući elektronski mikroskop (SEM), koji bombarduje uzorak elektronima da bi proizveo sliku koja jasno otkriva mikroskopske detalje.
„Kada učenici nauče kako da koriste SEM za istraživanje malih čestica, dajemo im slobodu da proučavaju druge uzorke koji ih zanimaju“, kaže Šacberg. „Tejlor je odlučila da izabere životinjsku dlaku. Nikada me nije posebno zanimala životinjska dlaka dok nam nije skrenula pažnju na nju, ali je fascinantno.“
Millett, koja za sebe kaže da je na otvorenom, čula je da je dlaka antilope pronghorn šuplja, ali niko nije znao mnogo više o tome. „Zato sam odlučila da ga otvorim i koristim SEM da vidim šta se dešava“, priseća se ona. Za kontekst, dimenzije dlake antilope pronghorn kreću se od 5 do 15 centimetara (manje od 6 inča) u dužinu, u zavisnosti od njene lokacije na životinji. Prosečan prečnik dlake antilope je 440 mikrometara.
Zatim je pitala svoje mentore da li bi mogla dodatno da studira. Odabrala je velike divljači, jer su se prethodna istraživanja u drugim institucijama fokusirala na pripitomljene životinje kao što su ovce ili lame. „Niko nije prešao na divlje životinje jer im je teže dobiti kosu“, kaže Milet.
Pored antilope pronghorn, odabrala je jelena mazge i losa Stenovitih planina — životinje plena koje se mogu naći u blizini kampusa. Uzela je uzorke zimske i letnje životinjske dlake od lokalnog taksidermiste za divlje životinje i od Odseka za resurse divljih životinja Jute, koji sakuplja životinje koje su udarile automobile.
Millett i De La Vieja Medina su otvorili dlake, pozlatili ih da bi se poboljšala rezolucija SEM slike, a zatim su pregledali i izmerili spužvaste unutrašnje strukture. Ove strukture, koje se sastoje od nasumične kolekcije sitnih šupljih šupljina, ili vazdušnih džepova, podsećaju na neuredno saće.
Učenici su otkrili da su i kod letnjih i kod zimskih dlačica vazdušni džepovi blizu perimetra vlasi bili mnogo manji od onih u jezgru. Pored toga, zimske dlake su imale veće vazdušne džepove od letnjih dlaka kod sve tri vrste. Kod jelena mazge, na primer, zimski vazdušni džepovi su imali prosečni prečnik od 26 mikrometara, dok su letnji vazdušni džepovi u proseku imali 13 mikrometara u prečniku.
Jezgro letnje kose je, dakle, bilo mnogo gušće zbijeno od zimske. „Ovo je veoma intrigantno, jer ti džepovi stvaraju izolativnu barijeru koja održava životinje toplim zimi“, kaže Millett.
Da bi utvrdio da li se ovi nalazi odnose na druge životinje, uključujući vrste grabljivica kao što su medvedi, planinski lavovi i riži, Millett kontaktira zoološke vrtove širom sveta za uzorke dlake. Istraživači takođe žele da procene kako geografska lokacija i klima utiču na rezultate, napominje Šacberg.
„Da li je samo naš kraj takav? I kolika je razlika u temperaturi između godišnjih doba? Ponekad ovde gore imamo veoma veliku temperaturnu razliku između leta i zime“, kaže ona. „Dakle, postoje sve ove varijable koje treba ispitati.“
Millett razmišlja kako da primeni rezultate. Jedna potencijalna primena je sintetička izolacija za kuće i opremu za kampovanje.
