Kolibrier kan fly nesten uten oksygen

Kolibrienes superraske vingeslag krever mye energi. Likevel kan fuglene fly i over 4000 meters høyde der det nesten ikke er oksygen. Nå vet forskere hvordan det er mulig.

Published
Kolibrier har endret på genetikken i sine røde blodlegemer for å kunne fly oppe i Andesfjellene, hvor det nesten ikke er oksygen. (Foto: Wikimedia Commons)
Kolibrier har endret på genetikken i sine røde blodlegemer for å kunne fly oppe i Andesfjellene, hvor det nesten ikke er oksygen. (Foto: Wikimedia Commons)

Fakta

Kolibrier er blant verdens minste fuglearter. Den minste kolibrien er denne bare fem centimeter lange bikolibrien, som bare veier 1,6 gram.

Kolibrier har evnen til å stå stille i luften, mens vingene slår opp mot 80 ganger i sekundet. Kolibrier er dessuten den eneste fuglearten som kan fly baklengs.

For å ikke bruke for mye energi kan kolibrier gå i dvale om kveld og natten, når temperaturen faller. Da kan energiforbruket falle til en femtendedel.

Kolibrier lever av nektar, som de suger ut av blomster med det lange nebbet.

Kilde: Smithsonian National Zoological Park

Kolibrier har, med sine svært raske vingeslag, et stort behov for oksygen – faktisk et av naturens største.

Likevel flyr det kolibrier rundt over fjelltoppene i Andesfjellene, der det nesten ikke er oksygen.

Nå har en internasjonal forskergruppe funnet ut at de små fuglene har helt spesielle genetiske tilpasninger i de røde blodlegemene. Det gjør at de tar opp oksygen på en ekstremt effektiv måte.

Samtidig har forskerne oppdaget at lavtflygende kolibrier har andre tilpasninger på de samme stedene på genomet.

De forskjellige kolibriartene har altså justert bare to steder på genomet for å tilpasse seg forskjellige oksygenmiljøer.

– Det er utrolig å se at så få mutasjoner kan ha så stor betydning for et dyrs evne til å leve i nye miljøer. Det vitner om en ekstrem grad av tilpasningsevne, forteller en av forfatterne bak den nye studien, førsteamanuensis Angela Fago fra Aarhus Universitets Institut for Bioscience.

Det nye forskningsresultatet er nettopp offentliggjort i det vitenskapelige tidsskriftet PNAS.

Kolibrier er omstillingsklare

Den nye studien tegner et bilde av noen svært tilpasningsvillige fugler.

Det betyr antagelig at det skal relativt få genetiske endringer til at kolibrier også i fremtiden kan tilpasse seg nye områder med andre oksygenkrav.

Dermed er kolibrienes framtid kanskje ikke like truet som andre dyr.

– Det ser ut til at noen dyr, som for eksempel kolibrier, kan tilpasse seg nye miljøer relativt raskt. For andre dyr kreves større genetiske omorganiseringer.

– Man bør kanskje ta ekstra hensyn til noen arter når man driver naturvern, mens andre arter er bedre rustet til å klare seg selv, sier Angela Fago.

Blod og gener undersøkt

Forskerne som står bak studien, har reist rundt i Andesfjellene og fanget inn kolibrier som de har tatt blodprøver fra.

Blodprøvene har de brukt til å kartlegge den genetiske sekvensen bak den oksygenbærende delen av de røde blodlegemene – hemoglobinet – hos de forskjellige artene.

Det viste seg at de spesifikke mutasjonene i de høytlevende kolibriene gjør at hemoglobinet binder oksygen mye bedre.

Derfor kan noen kolibriarter overleve i 4000 meters høyde.

De mer jordnære kolibriene har til gjengjeld rikelig med oksygen, så for dem er det viktigere at hemoglobinet kan gi slipp på oksygenet igjen, slik at den kan bli frigitt til musklene.

– På den måten har forskjellige kolibriarter skrudd opp-ned på hemoglobinets evne til å binde oksygen avhengig at det miljøet de lever i, forklarer Fago.

Hvis et menneske utsettes for et oksygenfattig miljø over tid, har vi ingen genetiske tilpasninger som kan hjelpe oss. Det eneste vi kan gjøre, er å produsere flere røde blodlegemer.

Lager stamtre over kolibriene

Den nye forskningen kan også brukes til å lage et stamtre over kolibrier som slekt.

Med den store mengden genetisk materiale kan forskerne nå identifisere genetiske forskjeller som skiller de ulike kolibriartene.

Denne informasjonen kan brukes til å lage et stamtre og finne ut hvem kolibrienes stamfar var, og hvordan denne arten så ut – i hvert fall genetisk.

– Dette har nok ikke den store relevansen for menneskers helse eller slike ting, men for oss zoofysiologer er det ganske interessant, sier Angela Fago.

Referanser:

Joana Projecto-Garcia mfl: Repeated elevational transitions in hemoglobin function during the evolution of Andean hummingbirds, PNAS, August 2013. DOI: 10.1073/pnas.1315456110. Sammendrag

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.