Izkārnījumu zinātne ir devusi dažus aizraujošus rezultātus, taču jaunākā daļa šajā ritmā var būt līdz šim pārsteidzošākā. Pēc desmitiem gadu ilgas ievērošanas, wager vispār nesaprotot, kāpēc rāpuļi “urinē” kristālus, pētnieki beidzot uzskata, ka viņiem ir atbilde.
In a Amerikas Ķīmijas biedrības žurnāls Šodien publicētajā rakstā organisko ķīmiķu un herpetologu komanda apraksta urinēšanas kristālu izpēti no vairāk nekā 20 rāpuļu sugām. Vienkārši rāpuļi lieko slāpekli iesaiņo sīkās, teksturētās sfērās, kas sastāv no vēl mazākiem mikrokristāliem. Pēc pētnieku domām, šie mikroskopiskie procesi piedāvā evolūcijas priekšrocības čūskām, kā arī norāda uz plašāku ietekmi uz cilvēku veselību.
Urīna zinātne
Projekts sākās ar dīvainu vaicājumu, ko Dženifera Svifta, Džordžtaunas universitātes kristalogrāfe, saņēma no herpetologa Gordona Šūta. Konkrētāk, Šuts vēlējās uzzināt, kāpēc, neskatoties uz to, ka viņa aprūpē esošie rāpuļi baroja ar vienu un to pašu barību un ūdeni, viņu urinēšanas kristālos ir tik dīvaina dažādība.
“Viņš novēroja, ka no visiem dzīvniekiem, kas viņam atradās viņa muzejā, daži no tiem izdalīja urātus, kas izžūst līdz akmens cietai masai, un daži no tiem izžūst līdz kaut kam, kas izskatījās pēc putekļiem,” telefona zvanā Gizmodo pastāstīja pētījuma vecākā autore Svifta. “Viņš jautāja, vai es zinu, kas notiek, un es atbildēju:” Man nav ne jausmas. Kāpēc jūs man neatsūtiet dažus paraugus?
Līdz šim Sviftas uzmanības centrā bija urīnskābes kristālu uzkrāšanās cilvēkos, kas izraisa nopietnas veselības problēmas, piemēram, podagru vai nierakmeņus. Urīnskābe ir viena no trim galvenajām formām, ko ražo dzīvnieki, sadalot to organismā lieko slāpekli. Mēs, zīdītāji, lieko slāpekli izvadām kā urīnvielu, kas kopā ar lielu daudzumu ūdens kļūst par urīnu.
No otras puses, rāpuļi un putni (abi cēlušies no dinozauriem) izdala slāpekli kā cietu urīnskābi, kas, pēc pētnieku domām, varēja ļaut dzīvniekiem saglabāt ūdeni sausā klimatā.
“urinējošo” kristālu noslēpuma atdalīšana
Ņemot vērā cietās urīnskābes nepatīkamo ietekmi uz cilvēkiem, pētnieki novērtēja iespējamos ieguvumus, uzzinot, kā rāpuļi, šķiet, šķērso šos kristālus bez pārāk lielām grūtībām. Taču daži mēģinājumi pareizi aprakstīt spēlē esošos molekulāros mehānismus nebija īpaši veiksmīgi, norāda Svifta.
“Tā kā mēs arī nezinājām, ar ko mums ir darīšana, mēs burtiski apvienojām visas analītiskās metodes, ko varējām zem Saules, un pētījām to visos virzienos,” viņa teica.
Tas ietvēra rentgenstaru difrakcijas pētījumus un augstas izšķirtspējas mikroskopijas urātu vai cietās urīnskābes analīzi no aptuveni 20 dažādām rāpuļu sugām, galvenokārt čūskām.
Viņu atklājumi atklāja rāpuļu ārkārtīgi sarežģīto slāpekļa novadīšanas mehānismu. Pirmkārt, tie ražo sīkas urīnskābes nanokristālu sfēras. Dažas sugas tieši iznīcina šīs mikrosfēras, savukārt citas “pārstrādāja” kristālus, lai reaģētu ar šķidru amonjaku, nāvējošu neirotoksīnu.
Tas ļauj čūskām pārveidot amonjaku par kaut ko cietu — daļiņas, kas ir daudz mazāk toksiskas un pēc izvadīšanas būtu “putekļi, kas aizpūstu vējā”, paskaidroja Svifta. Tas potenciāli nozīmē, ka urīnskābe varētu spēlēt čūskas aizsargājošu lomu.
Protams, tas joprojām ir diezgan liels lēciens domāt, ka tas pats varētu attiekties uz cilvēkiem, atzina Svifta. Tomēr tas liecina, ka par urīnskābes lomu bioloģijā ir jāmācās vairāk, viņa sacīja, piebilstot: “Problēma ir pārāk daudz. To pilnībā novērst nav risinājums.”
Jebkurā gadījumā jaunie atklājumi parāda “biomimētisko pieeju izmantošanas vērtību sarežģītām problēmām”, piebilda Svifta. “Miljoniem gadu ilga evolūcijas vēsture ir ļāvusi lietām attīstīties tādā veidā, par ko mēs parasti neiedomājamies. Dabā ir daudz ievērojamu procesu, kurus mēs vienkārši nesaprotam, jo neesam veltījuši laiku, lai tos aplūkotu.”
