Schmidt-Nielsen fisiologoak egindako aurkikuntzarik azkarrena

Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutia

Ura

Itsas hegaztien txanda heldu da dagoeneko, itsasoko urarekin harreman estua izanik, horiek ere arazo osmotikoei aurre egin behar baitiete. Hala ere, badago nolabaiteko joera itsastarrak diren hegaztien izaera itsastarra kolokan jartzeko. Itsastartzat ditugun hegazti askok, batez ere itsasertzekoek, bizitza gehiena lehorrean edo airean egiten dute, eta zentzu horretan itsasoaren baldintza osmotikoetatik ihes egiteko gaitasun handia dute. Uretan luzaroan murgilduta ez egoteak arazo osmotikoak arindu egiten ditu, eta beharrezkoa denean hegan eginez ur geza dagoen tokira joan ahal izateak erraztu egiten du barneko fluidoen kontzentrazio osmotikoa konstante mantentzea.

Hala ere, badira nagusiki itsastarrak diren hegaztiak. Batetik, pinguinoak ditugu; hauek, gainera, hegan egiteko gaitasuna galdu duten hegaztiak izanik, uretan edo lehorrean egon behar dute. Izan ere, ugaltze-sasoian lehorrean egonaldi luzeak egiten badituzte ere (ikus “Pinguino enperadorearen bizitza harrigarria” izenburuko atala), hauek bai, uretan murgilduta ematen dute bizitza gehiena, eta, beraz, etengabe “borrokatu” behar dute uraren eta gatzen kontzentrazio-gradiente baten aurka. Bestalde, itsaso zabalean bizi diren txoriak ere baditugu; hauek lehorrean (uharteetan) eta airean dihardute gehienbat, baina ez dute ur geza lortzeko modurik. Beraz, itsastarrak diren hegaztiek itsasoko beste ornodun guztien arazo bera dute: gatzik gabeko ura lortzea, gatz-kontzentrazio altua duen uretan bizi direla.

Itsas hegaztiek itsasoko ura edaten dute, ez dute beste ur-iturririk. Baina itsas ugaztunek ez bezala, hegaztiek ezin dute gatz-kontzentrazio altua duen gernurik ekoitzi, euren giltzurrunek ez baitute ugaztunenek duten kontzentrazio-ahalmena. Izan ere, hegaztien giltzurrunek gatzak kanporatzeko duten gaitasuna gizakienek dutena baino kaskarragoa da, eta kontu jakina da gizakiok ere ezin dezakegula itsasoko ura ur-iturri modura erabili (ez dezagun ahaztu, hala ere, gizakia ez dela ugaztun itsastarra, nahiz eta batzuetan itsasoratu).

Hortaz, nola moldatzen dira itsas txoriak itsasoko ura edanda ur horrek dituen gehiegizko gatzak kanporatzeko? Gatzen kanporatze aktiboa baliatuz! Itsastarrak diren hegazti guztiek dute gatz-guruin edo sudur-guruin izenaz ezagutzen diren guruin pare bana. Gehienetan begi-zuloen goiko aldean garezurrak agertzen dituen sakonune azal batzuetan kokatzen dira gatz-guruinak, eta ekoizten duten jariakin gazia kanporatzeko, sudur-guneraino eramaten da hodi baten bidez. Jariatutako fluidoa sodio eta kloruro ioietan joria da kasu guztietan, eta jariatutakoaren kontzentrazio osmotikoa altua da beti.

Giltzurrunak ez bezala, gatz-guruinek ez dihardute etengabe lanean. Beste modu batera esanda, estres osmotikoa dagoenean soilik jariatzen dute. Lehorreko hegazti gehienetan ere aurkitu ditzakegu gatz-guruinak, nahiz eta, lan gutxi egin behar dutenez, oso txikiak izan. Izan ere, gatz-kontzentrazio altuko jakiak irentsiz gero edo likido gaziak edanez gero, gatz-guruinen tamaina emendatu egiten dela eta ohikoa baino handiagoak izatera hel daitezkeela frogatu zuten behin baino gehiagotan Animalien aferak liburuan aipatua den Schmidt-Nielsen fisiologo ospetsuak 1964an lankide batekin egindako azterketa batean.

Hala ere, hegaztien elikatze-ohituren eta bizimoduaren arabera espezieen arteko desberdintasun esanguratsuak aurki ditzakegu. Horrela, ubarroiaren kasuan, eta arrainak ehizatzen dituen kostako txoria izanik, gatz-guruinek ekoitzitako jariakinaren sodio-kontzentrazioa 500-600 mM-ekoa da, nahiko apala. Kaio hauskarak ornogabe gehiago jaten dituenez, gatz gehiago barneratzen ditu eta sudur-gunera jariatutako fluidoak 600-800 mM-eko kontzentrazioa izaten du. Bestalde, ozeanikoagoa den petrelak krustazeo planktonikoak baliatzen ditu gehienbat, eta haren sudurreko jariakinaren sodio-kontzentrazioa 1100mM-eraino irits daiteke. Kloruro-kontzentrazioa sodioarenaren oso antzekoa izaten da. Potasioarena, aldiz, oso apala.

Arestian aipatutako Schmidt-Nielsenek 1960. urtean honako esperimentu hau egin zuen: 1.420 g pisatzen zuen kaio bati 134 ml itsasoko ur sartu zion urdailean, hau da, txoriaren pisuaren % 10 gutxi gorabehera (gizakiaren kasuan 7 litro sartzearen parekoa), eta ikusi zuen itsasoko uraren sarrerak eragindako gatz-zama guztia hiru ordutan kanporatuta zuela. Sudurreko jariakina eta kloakakoa aztertu zituenez, hiru ordutan kanporatutako 131’5 ml-etatik (ia sartutako guztia), sudurretik 56’3 ml kanporatu ziren (erdia baino gutxiago), eta gainerako 75’2 mililitroak giltzurrunaren lanari esker. Baina sodioaren eskrezioari dagokionez, sudurreko guruinetik kanporatutako kantitatea (43’7 mmol 3 ordutan) kloakatik iraitzitakoa (4’41 mmol denbora berean) baino 10 aldiz gehiago zela behatu zuen. Gatz gehienak, gainera, lehenengo bi orduetan izan ziren kanporatuak gatz-guruinaren bidez. Lan horretan argi gelditu zen gatz-guruinek gatzak kanporatzeko gaitasun ikaragarria dutela!

Sarrera honen izenburu luzea argituz bukatuko dugu. Horretarako ez dago modu hoberik Knut Schmidt-Nielsenek berak The camel’s nose izeneko autobiografian, 154. orrialdean dagoen paragrafo hau jasotzea baino, ubarroien gatz-guruinen ekoizpena aurkitu zuen uneari dagokiona, hain zuzen ere:

We caught some young cormorants, and to find out what effect sea water has on salt excretion, I gave one of them a liberal amount by stomach tube and placed the bird in a carefully cleaned plastic container. Within a minute or two I made the fastest scientific discovery I ever made: I noticed that the bird, with a quick movement of the head, shook off droplets of fluid that appeared at the tip of its beak. I sampled the clear liquid with a micropipette; it gave a massive precipitate with silver nitrate, revealing a high concentration of chloride. We were astounded, but the result confirmed what I had suggested decades before! that if salts do not come out one end of the bird, they must come out the other.

«Ubarroi gazte batzuk harrapatu genituen eta itsasoko urak gatzen iraizkinetan zuen eragina zein zen jakin nahi genuenez, kantitate ederra eman genion horietako bati eta plastikozko ontzi garbi batean jarri genuen hegaztia. Minutu batean edo bitan inoiz egin dudan aurkikuntzarik azkarrena egin nuen: ohartu nintzen hegaztiak, buruko mugimendu azkar batez, bere mokoaren puntan agerturiko likido-tantak jaurtiki zituela. Likido horren lagin bat hartu nuen mikropipeta baten laguntzaz; eta zilar nitratoa gehitzerakoan, jalkin nabaria eman zuen, eta kloruroaren kontzentrazio altua agerian geratu zen. Harriturik geunden, baina zenbait hamarkada lehenago nik iradokitakoa baieztatu egin zuen emaitzak! Hau da, gatzak ez badira hegaztiaren punta batetik irteten, beste puntatik irten beharko dute.»

Egileez: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) eta Miren Bego Urrutia Biologian doktoreak dira eta UPV/EHUko Animalien Fisiologiako irakasleak.

Artikulua UPV/EHUren ZIO (Zientzia irakurle ororentzat) bildumako Animalien aferak liburutik jaso dugu.