Софонты

Сколько пищи требовалось бы софонтам чтобы поддерживать их в добром здравии на протяжении суток? Так в молодом возрасте любой здоровый человек, не совершающий при этом каких бы то ни было физических нагрузок, ежесуточно расходует до 2000 ккал, мужчины — около 1700 — 1800 ккал, женщины немного меньше — 1600 — 1700 ккал. В среднем работающий же человек в сутки использует около 2130 ккал, из которых непосредственно на поддержание жизнедеятельности организма приходится около 800 ккал, что составляет 20 ккал на один килограмм веса или около 60% от всех поступающих в организм калорий. На данный вопрос ответит живой пример. Главными факторами в потребляемой пищи являются вес, климат и образ жизни. Среднестатистический бурый медведь может весить около 400 кг и ежедневно съедает от 10 до 15 кг пищи. 2/3 его рациона состоит из растительной пищи — орехов, ягод, корешков, хотя сюда же входят и насекомые, мелкие животные (к примеру, лягушки). Тем не менее, особенно зимой, голодный медведь-шатун отчаивается на охоту — равным ему противником является разве что лось, способный своими рогами и копытами нанести тяжёлые травмы. Медведь способен питаться падалью, отогнать от добычи других хищников или же охотиться самостоятельно. Во время нереста медведь ловит рыбу. Поэтому вполне логично предположить, что иногда его рацион состоит исключительно из мяса, при том в практически неограниченных количествах (рыбы можно наловить много, а оленья туша тяжёлая). Скажем, в пище, которую ест медведь, содержится 150 ккал на 100 г (предположим, это оленятина). Таким образом, в кг мяса окажется 1 500 ккал, а в 10 кг 15 000 ккал, в 15 кг целых 22 500 ккал. Единственную цифру для белого медведя, которую я нашёл, было не менее 12 000 ккал в сутки. Но сделаем поправку на то, что медведи набирают до 150 кг жира на зиму, а софонты не обладают мехом — их теплопотери выше. Таким образом после активного трудового дня софонту в холодном климате сытным покажется ужин в 22 000 — 26 000 ккал. В тропическом климате 19 000 — 24 000 ккал. Для неактивного образа жизни это будет 15 000 — 17 500 ккал. Как, по вашему мнению, можно было бы повысить эффективность их пищеварительного процесса, чтобы из одного и того же объёма пищи они могли бы извлекать гораздо больше пользы нежели это делаем мы? Ведь процесс расщепления пищи в желудке довольно энергозатратный, а количество затрачиваемой при этом процессе энергии зависит от калорийности поступающей еды. Так в течение нескольких часов после перекуса расход энергии возрастает до 90%. Людям, употрябляющим полезные продукты и имеющим сбалансированный рацион, требуется всего 10% от всей суточной энергии на переваривание. При поступлении же большого процента жиров, возрастает до 20%. Для лучшего всасывания пищи в кровь пищу следует ферментировать много раз. Жвачные животные имеют сложный многокамерный желудок, приспособленный для обработки пустых салатов. Они отрыгивают часть пищи для повторного пережёвывания. Софонты могли бы использовать свой кишечник в качестве сита, профильтровывая в нём по многу раз одну и ту же пищу. Каждый раз, когда питательная ценность снижается, она возвращается в желудок, где ферментируется дальше на протяжении долгого времени. Пища выводится из организма только когда пищевая ценность отработки станет отрицательной ( тратим больше энергии, чем получаем ). Находясь на ферментации в специальном кармане желудка, пища "складируется". Так вы можете сэкономить питательный ресурс до тех пор, пока он не понадобится — софонт может плотно позавтракать, а проголодаться лишь к ужину следующего дня. Это избавит их от тяжёлого и длинного кишечника. Такой механизм позволит им есть и пустые салаты, и падаль. Желудок софонта состоит из полостей двух типов: первичный — здесь пища проходит первичную обработку пепсином, который расщепляет белки до аминокислот, и вторичный — слепой карман, в который пища попадает из кишечника. Пища проходит через первичный карман желудка и кишку много раз, пока белки в ней не будут до конца отработаны. После этого пища попадает во вторичный карман, где смешивается с желчью для дальнейшего высвобождения сахаров и жиров. Это долгий процесс — так организм растягивает получение питательных веществ, а так же тратит меньше сил. Тонкая кишка толстая и сильная, чтобы много раз перегонять пищу обратно в желудок. В ней находятся вкусовые рецепторы, которые определяют её состав. Если пища больше не имеет питательной ценности, на ферментирование в желудок её не отправляют, а выбрасывают. В длинной (заместо нашей толстой) кишке остатки пищи полностью отрабатываются, и только после этого удаляются из организма. Пища попадает из гортани в первый желудочек, где находится на первичной ферментации. В зависимости от вкуса пищи ( анализа на содержание сахаров и белков ), готовится желудочная кислота. Зачастую она крайне крепкая, а потому стенки желудка крайне толстые и регулярно восстанавливаются. Далее пища попадает в ближнюю кишку, где рассасывается в кровь. В случае падали или "пустых" салатов, пища возвращается в желудок во второй желудочек. Кислота там мягче, стенки мельче. Здесь пища повторно ферментируется и рассасывается. Это происходит до тех пор, пока вкусовые рецепторы желудка не перестанут регистрировать достаточную концентрацию питательных веществ или их отношение к остаточным токсинам не станет слишком низко. После этого утильная пища уходит в прямую кишку и покидает организм. Благодаря второму желудочку, где пища может ферментироваться повторно, не нужен длинный кишечник — она прогонятеся "туда-сюда" до тех пор, пока не окажется полностью отработанной. В добавок, это позволяет ненадолго делать запас пищи — софонт может крепко поужинать, а следующий раз поесть лишь на обед. К тому же в случае отравления пища быстро покидает организм — ей не нужно преодолевать путь длинной кишки и отдавать токсины. Какую длину имеет их желудочно-кишечный тракт учитывая их всеядность? Так у преимущество растительноядных животных имеется значительна длина кишечника, причём сильного развития достигает толстая кишка, где происходит переваривание пищи ( брожение ), что также подкрепляется тем, что у некоторых травоядных желудок имеет несколько камер ( например, коровы имеют достаточно сложный четырехкамерный желудок ). Длина желудочно-кишечного тракта у человека, как и у коровы примерно в восемь раз больше общей длины всего тела, поэтому токсины, выделяющиеся при разложении съеденного мяса, очень долго находятся в организме, отравляя его и затрудняя работу почек. Короткий же кишечник преимущество хищных животных обусловлен вовсе не необходимостью "быстро выводить токсины гниющего мяса" – а более быстрым усваиванием упомянутого мяса, что делает длинный кишечник попросту ненужным, а вот длинный кишечник травоядных – дань необходимости: время прохождения пищевых масс по такому кишечнику достаточно велико для того, чтобы наиболее полно извлечь питательные вещества из трудноперевариваемой растительной пищи. Кишечник может сокращаться, тем самым много раз возвращая пищу обратно в желудок на повторную ферментацию. Это и ускорит усваивание, что делает длинный кишечник нерелевантным. Хотя "быстро выводить токсины гниющего мяса" не является конечной целью, это всё же важная задача. К тому же, при переваривании падали нужна особо крепкая кислота, что предъявляет требования по прочности к кишечнику. Не могу сказать, какой конкретно длины нужен ЖКТ для софонта, но восьмикратное увеличение его длины будет явно избыточным. ============================== Принятие пищи еще не означает, что питательные вещества, содержащиеся в поедаемой пище, поступают в организм, ведь питание органов и тканей организма осуществляется только через кровь, поэтому основная функция пищеварения заключается в превращении сложных веществ в простые химические вещества, способные всасываться стенками желудка или стенками кишечника. Например, целлюлоза является сложным углеводом, который не может усваиваться клетками организма, но под воздействием бактериальной ферментации в сетчатом желудке таких травоядных, жвачных животных как коровы она превращается в летучие жирные кислоты, которые в свою очередь поступают в кровь. После этого летучие жирные кислоты используются клетками для образования молочного жира, молочного сахара ( лактоза ) или "сжигаются" для получения энергии. Практически любой процесс пищеварения начинается с бактериального гидролиза исходных материалов. Нерастворимые органические полимеры, такие как углеводы, распадаются на растворимые производные, которые становятся доступными для других бактерий. Затем ацидогенные бактерии превращают сахара и аминокислоты в углекислый газ, водород, аммиак и органические кислоты. В процессе ацетогенеза бактерии превращают полученные органические кислоты в уксусную кислоту вместе с дополнительными аммиаком, водородом и углекислым газом среди других соединений. Наконец, усваивая образующиеся при брожении водород и углекислый газ, метаногены синтезируют метан CH4, где и появляется проблема к которому шёл этот разговор, ведь метан – легче воздуха и неизбежно скапливаясь при переваривание, в больших количествах он может вызвать вздутие и метеоризмы, что прекрасно можно было бы увидеть у тех же коров, которые ежедневно выделяют до 20 грамм метана на килограмм сухого вещества в съеденной пище или двухсот литров в сутки. ======================== Здоровый взрослый человек без специальной подготовки может выдержать полное лишение пищи в течение 25-30 дней при условии наличия воды и экономии физических усилий, но в исследовании, опубликованном в 1973 году в журнале «Postgraduate Medical Journal», была описана невероятная история 27-летнего шотландца, страдавшего ожирением и прекратившего есть в общей сложности на 382 дня в отчаянной попытке похудеть. Он не совсем выдержал экстремальное испытание, но остался в добром здравии и сумел похудеть с 206 до 81 килограмма. По словам врачей медицинской школы Университета Данди, вес мужчины оставался стабильным на уровне 88 килограммов даже через пять лет после прохождения необычно длительного голодания. «Несколько лет назад один молодой человек, страдающий ожирением, явился на лечение. Первоначально не было намерения делать его голодание столь затяжным, но поскольку он так хорошо адаптировался и стремился достичь своего идеального веса, его голодание продолжалось так долго, что является на сегодняшний день самым длинным из зарегистрированных ( Книга рекордов Гиннеса, 1971 )», - писали врачи в то время, когда был опубликован случай. Человек не ел никакой твердой пищи, вместо этого выживая на энергии своих обильных жировых отложений, а также калия, натрия и дрожжей, которые считаются необходимыми для биологических функций организма. Из-за этого работа его кишечника была замедлена ( мягко говоря ), а врачи писали, что опорожнение происходило только каждые 37-48 дней. Чтобы держать свое здоровье под контролем в течение всего процесса, пациент по имени Ангус Барбери часто посещал больницу, чтобы сдать кровь и мочу на анализ. Врачи использовали результаты этих тестов для введения новых питательных добавок и исправления любых недостатков. Как ни удивительно, план сработал, и Барбери остался в добром здравии. «Несмотря на гипогликемию – низкий уровень сахара в крови – пациент не проявлял симптомов недомогания, чувствовал себя хорошо и нормально двигался», - говорится в отчете. Объяснением этого удивительного случая служит множество факторов от количества имевщегося у человека жирового слоя, метаболизма, условий окружающей среды и совершаемых им физических действий. Но как известно после примерно двух или трех дней голодания большая часть вашей энергии начинает поступать от расщепления жира. Так если в крови или в печени нет глюкозы, мы также можем вырабатывать её из гликогена — полисахарида, образованного остатками глюкозы, который накапливается в печени и мышцах до тех пор, пока не понадобится. Кроме того, организм может расщеплять жировые отложения на глицерин, который в конечном итоге может превращаться в глюкозу, и свободные жирные кислоты, которые могут превращаться в кетоны, а так как у мужчины был чрезвычайно обильный запас глицерина, который находился в его массе жира, он смог пережить этот последний процесс удивительно долгое время с небольшой помощью от добавок. Однако вероятность его смерти была бы значительно выше, если бы не калиевые, натриевые и дрожжевые добавки, которые необходимы для биологических функций организма. Например, калий абсолютно необходим для нервных импульсов и мышечных сокращений, наряду со многими другими процессами в организме. Ангус Барбьери потерял в общей сложности 125 кг жира, что составляет 60,6% от его начальной массы тела. Медведь весит в среднем от 150 до 300 кг, но бывают индивиды весом в 450 кг. Чтобы пережить суровую зиму мишке нужно 150 кг жира. Средний софонт весит порядка 350-400 кг, и 150 кг жира, которые он может потерять совершенно этого не замечая, составляет всего 42,8% от массы тела. Учитывам, что софонты могут спать месяцами без последствий для здоровья (и даже вести при этом социальную жизнь), то их энергопотребление в простое не слишком больше человеческого. Озвученные пять-шесть месяцев вполне реалистичны при 150-160 кг жира, и, как показывает практика, даже не потолок. Но я бы рекомендовал софонтам иметь помимо жировых запасов запас жизненно необходимых веществ. Отложения калия, натрия и азота. Все сложные соединения софонты могут производить сами. Кстати говоря, растения могут синтезировать все 20 аминокислот из минеральных веществ, в то время как нам доступны лишь 12. Остальные 8 можно получить исключительно из растений, а потому мы капитально застряли на своём тропосферном уровне. Так же человеческий геном содержит участок, отвечающий за синтез витамина С, но он неактивен (не уверен, нужно перепроверить). Почему бы не дать софонтам механизмы для синтеза всего того, что нужно для жизни? Тогда они смогут питаться абсолютно любой перевариваемой органикой и оставаться здоровы. вы могли бы связывать нужные вещества в легкоусваеваемых соединениях. Здесь идёт органическая химия. В растениях калий содержится в вакуолях, а потому вы могли бы дать жировым клеткам вакуоли для содержания там нужных веществ. И, что самое важное, это рекуперация веществ в организме. Если оптимизировать этот процесс, то моча софонта может содержать огромное количество солей и мало влаги, а так же не содержать никаких веществ, которые могли бы пригодиться организму. В таком случае софонт в изоляции от окружающей среды мог бы прожить неограниченное в наших масштабах время. Любое вредное вещество не вредное, если тара хорошо закупорена. Для хранения нужных веществ в ионном виде достаточно закрыть их в вакуолях, как это происходит в клетках растений. До 80% всех ионов калия растения находятся в вакуолях, остальное — в цитоплазме. Попади ионы калия в кровоток, они могут вызвать серьёзные проблемы, но в белой жировой ткани они не представляют угрозы — они распределены равномерно и усваиваются вместе с жиром по мере надобности. Таким образом софонт не наберёт опасную дозу калия в организме, но сохранит их достаточно для равномерного и сбалансированного питания безопасным для себя способом. Для человека необходимы девять незаменимых аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин, лизин и гистидин ( о котором все почему-то часто забывают ). Остальные аминокислоты относятся к заменимым, но некоторые из них - лишь условно, поскольку заменимая аминокислота может синтезироваться в организме только из незаменимой. Такими условными аминокислотами являются аргинин, цистеин, глутамин, тирозин, глицин, орнитин, пролин и серин. К несущественным относятся аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, цистеин, глутаминовая кислота, глутамин, глицин, пролин, серин и тирозин. Наши тела вполне себе могут производить их самостоятельно, прочие же только выделяя из пищи. Да, как вы и упомянули, растения сами способны синтезировать все аминокислоты, необходимые для построения белков, используя неорганические соединения азота и, прежде всего, нитраты и аммиак. Существуют растения ( бобовые ), способные благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий, живущих на их корнях, обогащать почву связанным азотом. Бактерии с помощью азота воздуха получают аммиак, который используется бобовыми для синтеза аминокислот. Микроорганизмы почвы способны превращать аммиак в нитраты. Высшие растения, потребляя нитраты почвы, уже сами превращают их в нитриты и аммиак. Но тем не менее не все растения способны производить все виды аминокислот, так кукурузе, например, не хватает лизина и триптофана, а бобовые культуры, которые способны синтезировать лизин и триптофан, не способны производить метионин. Также бобовые используют канаванин — связывающего до 50% всего азота в семенах и составляет до 10% их сухой массы, однако проблема в том, что он токсичен для растительноядных животных. Синтез аминокислот у растений происходит в хлоропластах ( на момент записи это еще не доказано ) и цитоплазме. Синтез ароматических протеиногенных белков ( триптофан, фенилаланин и тирозин ) встречается у растений, грибов и бактерий, но не у животных. Он построен на цикле шикиматной кислоты, образующейся ассимиляцией СО2 в процессе фотосинтеза. Известно, что растение погибает не от недостатка ароматических аминокислот, а от интоксикации шикиматом, потому проводить синтез ароматических аминокислот следует в почках, где все побочные продукты быстро удалятся. Для получения азота вы можете использовать тех же бактерий. Они могут жить либо в кишечнике и перерабатывать в малых количествах поступающий в ЖКТ с пищей воздух, либо на поверхности в лёгких, но там они могут погибнуть из-за жестких условий, и регулировать их деятельность труднее. В качестве накопителя азота можно использовать непротеиногенные аминокислоты, к примеру цитруллин. Он, к слову, входит в путь синтеза аргинина, а потому вдвойне полезен. Шикимат токсичен и представляет собой бесцветные кристаллы. Его нельзя транспортировать по организму, а после применения избытки следует утилизировать. Самое очевидное место - почки., ведь они сразу выведут кислоту из организма. То же качается и цитрулина - он опасен, а потому цикл аргина должен протекать там же. Вы можете расположить азотофиксирующие бактерии в жкт. Воздух будет поступать с пищей. Нитраты будут синтезироваться там же, синтезируя непротеиногенные аминокислоты в качестве переносчика азота. Большинство из них токсичны, но уверен, найдутся и нейтральные. Поэтому в почках должен был бы быть специальный орган или железа, накапливающий сахара для получения энергии на синтез. В растениях энергия получается в хлоропластах - это энергозатратный процесс. Это требования безопасности для синтеза ароматических аминокислот и аргинина. К чему это могло бы привести? Софонты могут питаться любой органической пищей без вреда для здоровья. Главное соблюдать баланс поступающих микроэлементов. Софонты могут есть всё: кости, древесину, лишайники, любые салаты, водоросли... В особо тяжелых случаях чернозем, но насколько это оправдано я не скажу. Даже собственные жировые запасы обеспечат их белками. Так NASA заставляло своих космонавтов есть глину для пополнения кальция. Такая практика может стать нормальной для софонтов с целью извлечения микроэлементов. Софонты способны питаться любыми нетоксичными веществами, переваривание которых приносит положительный профит. Это весь человеческий рацион: фрукты, салаты, мясо, злаки, молокопродукты. И даже более: целюлоза, падаль, "пустые" салаты. Софонт может без проблем питаться заболонью ( слой между корой дерева и сердцевиной. По нему идут питательные вещества от листьев корням ), разлагающееся мясо давно мёртвых животных, клевер. Возможность питаться падалью очень ценна - софонту не обязательно охотиться, чтобы утолить голод. Это безусловно неприятно, опасно и вредно, но это лучше голода, а возможность есть "жвачные" салаты не даст им погибнуть от голода даже в пустой степи. Как могло бы обстоять дело с расщеплением целлюлозы? Целлюлоза — остаток глюкозы. Так же, как и крахмал, может быть подвергнут гидролизу, который в данном процессе называется осахаривание. Осахаривание целлюлозы происходит в кислой среде при температуре. Данный процесс можно проводить в специальном органе желудка. Это сильно увеличит эффективность переваривания "пустых" салатов и расширит рацион софонтов до любой растительной пищи. Иначе говоря, они смогут питаться сеном и даже древесиной.