Leven met extreme temperaturen: waterbeer en grondeekhoorn

Wanneer men kijkt naar de temperatuur, dan zijn er nauwelijks dieren die een lichaamstemperatuur kunnen krijgen van onder de 0 graden. Een temperatuur onder het nulpunt brengt namelijk allerlei problemen met zich mee. Dat maakt de waterbeer extra bijzonder: het diertje kan temperaturen van wel -270 graden Celsius overleven. Naast dit bijzondere organisme, is er ook een zoogdier dat een lichaamstemperatuur van onder de 0 graden kan krijgen, de grondeekhoorn uit Alaska!

De grondeekhoorn uit Alaska

De grondeekhoorn uit Alaska is een bijzonder zoogdier, het kan namelijk zijn lichaamstemperatuur onder het nulpunt brengen. Het is hiermee het zoogdier dat de koudste lichaamstemperatuur kan hebben, vaak wel -3 graden Celsius. De grondeekhoorn waarover het gaat leeft in Alaska, waar het 's winters erg koud kan worden. Een lichaam warm houden, kost veel energie. Hoe groter het verschil in temperatuur, hoe meer energie er nodig is om het dier op temperatuur te houden. Wanneer de omgevingstemperatuur in de winter bijvoorbeeld -25 graden is, en de lichaamstemperatuur van de grondeekhoorn 20 graden, kost het erg veel energie om deze lichaamstemperatuur te behouden.

Voor zoveel energie is voedsel nodig, maar voedsel is in de winter in Alaska zeer schaars. Om toch onder zulke omstandigheden te kunnen leven, moet de temperatuur van het dier dus wel onder de 0 graden komen. Het verschil tussen de lichaamstemperatuur met de buitentemperatuur is dan veel kleiner. Om een lage lichaamstemperatuur te kunnen weerstaan, heeft het dier aanpassingen gemaakt. Het vocht in het lichaam van de grondeekhoorn mag immers niet bevriezen, dat zou fatale gevolgen hebben. De temperatuur van de grondeekhoorn kan niet onder de -3 graden komen, daarom is er nog steeds energie nodig. Deze energie haalt de grondeekhoorn uit het bruine vet. Dit soort vet zien we ook terug in lichamen van andere pasgeborenen en andere dieren die in winterslaap gaan. Het voordeel van het bruine vet is dat het niet bevriest bij -3 graden, waardoor het bruikbaar blijft. Cellen van bruin vet bevatten minder mitochondriën dan andere lichaamscellen. Doordat er minder mitochondriën aanwezig zijn, verloopt er een ander proces dan normaal. In dit proces, genaamd ontkoppelde oxidatie, worden vetzuren (uit het bruine vet) omgezet in koolstofdioxide, water en warmte. Het voordeel van ontkoppelde oxidatie is dat er meer warmte ontstaat dan ATP (een drager van energie).

Men weet nog niet alles over de grondeekhoorn uit Alaska. Het dier komt bijvoorbeeld tijdens zijn winterslaap na ongeveer drie weken naar boven uit zijn hol. Boven de grond warmt het dier zich op tot een temperatuur van iets meer dan 36 graden. Twaalf uur later koelt de grondeekhoorn zich weer af en gaat hij weer de grond in. Wetenschappers denken dat grondeekhoorns dit doen om in REM-slaap te blijven. Tijdens de REM-slaap slaapt de eekhoorn niet echt, maar is hij meer in een rusttoestand.

De waterbeer

De waterbeer is een erg klein wezen, het dier wordt tussen de 0,1 en 1,5 mm groot. De waterdier is niet één soort, het is een stam met verschillende klassen. Er bestaan dus verschillende klassen en soorten waterberen. Onderzoek wijst uit dat er zo'n 760 soorten zijn in deze groep. Grotendeels komen de soorten wel overeen, daarom kunnen algemene aspecten van de waterbeer worden besproken.

Van zo'n klein wezen, zou men verwachten dat het dier simpel is opgebouwd. Toch heeft de waterbeer ogen, een mond en spijsvertering. Het waterbeertje houdt, zoals de naam al zegt, van vochtige omgevingen. Het stelt niet veel eisen aan zijn omgeving, overal ter wereld komen ze voor: van zoet- tot zoutwater, van hoge temperatuur tot extreme lage temperaturen. Grote hoogtes (zoals de Himalaya's) of extreme dieptes (diepzeeën) schrikken het waterbeertje ook niet af.

Om te overleven, heeft de waterbeer een mechanisme ontwikkeld. Ze kunnen namelijk schijndood zijn. Als de omstandigheden langdurig extreem zijn, hierbij spreken we van temperaturen van wel -270 graden, verschrompelen ze zichzelf. De poten van het dier verdwijnen dan, maar zodra het dier weer in contact is met water, kunnen ze in enkele uren weer actief worden.