Голые землекопы — супергерои в мире животных
Под сухими равнинами Восточной Африки обитают животные, которые удивляют и своей внешностью, и своими возможностями. Речь идет о голых землекопах. Их тело не покрыто шерстью, у них очень плохое зрение, но хорошее обоняние, осязание и сильные лапы. Эти животные могут выкапывать в земле длинные ходы протяженностью в несколько километров.
Живут они колониями вплоть до 300 обитателей. Главная в колонии — королева. Это единственная самка, которая воспроизводит потомство. Появившиеся на свет грызуны быстро взрослеют. Всю свою жизнь (около 30 лет) эти животные проводят в условиях малого количества еды и воды. Голые земплекопы — мелкие животные с длиной тела 8—10 см, хвоста — 3—4 см и весом 30—35 г. Самки крупнее: весят от 50 до 80 г.
Голый землекоп обитает в сухих саваннах и полупустынях Кении, Эфиопии и Сомали. Это скрытные роющие животные, питающиеся подземными частями растений, в том числе сочными клубнями и луковицами. Пищу запасают в специально обустроенных подземных кладовых. Голые землекопы совсем не пьют воду и питаются почти исключительно клубнями растений. Влагу они получают вместе с пищей.
Видимо, для того, чтобы хоть как-то нивелировать тяготы жизни голых землекопах, природа наградила их уникальными возможностями. Например, у них практически не бывает рака. Живут они гораздо дольше, чем другие грызуны — 30 лет и более. Кроме того, эти животные нечувствительны к кислотным ожогам и не чувствуют боли при температурных ожогах. Да и без ожогов грызун не чувствует боли при воздействии высокой температуры. Кроме того, землекопы отличаются выносливостью к высоким концентрациям CO2. Интересно, что несмотря на почти полное отсутствие внешней слуховой раковины, слух животных острый, о чём свидетельствует обширный репертуар звуков, издаваемых землекопами.
Ученые долгое время изучают голых землекопов, стараясь понять, чем обусловлены их уникальные особенности. Недавно в авторитетном издании Cell Reports появилась статья, объясняющая нечувствительность голых земплекопов к боли. Как оказалось, эволюционные изменения привели к модифицированию аминокислот в их болевых рецепторах. Кроме того, специалисты отмечают практически полное отсутствие «болевого нейротрансмиттера» у взрослых особей.
Ученые предполагают, что голые землекопы вряд ли получили свои уникальные возможности, если бы не жили в экстремальных условиях, включая социальные особенности. Специалистам известны всего два вида животных, чей образ жизни настолько похож на образ жизни общественных насекомых — это голые землекопы и их близкие родственники — слепыши.
Самки в колонии дерутся до смерти за право быть королевой, после чего занимают это социальное положение вплоть до 15 лет подряд. Сменив социальный статус, животное увеличивается в размере, причем не только благодаря набору веса, но и благодаря увеличению расстояния между позвонками. После смерти королевы начинается смертельная драка между фертильными самками колонии, и после окончательной победы главой становится самка-победитель. Успешные колонии могут быть очень большими, с разветвленной системой ходов. Землю голые слепыши копают при помощи лап и зубов. Несмотря на то, что гнездовые камеры довольно большие, туда может набиваться много обитателей, что, вероятно, причиняет им некоторые неудобства.
Землекопы, как и другие животные, имеют склонность к термальной гипералгезии. Это явление характерно и для человека. Пояснить природу термальной гипералгезии не так сложно. Представьте себе, например, сильно обожженную солнцем кожу на спине. Что вы почувствуете, если направить на этот участок теплую воду? Не горячую, а действительно теплую, какой мы чувствуем температуру воды в обычном состоянии. Но для обожженного участка эта вода покажется крайне горячей.
Все дело в том, что сенсоры температуры, расположенные на поврежденном участке, химически «перестимулированы» в результате действия огня, солнечных лучей или любого другого источника энергии. Поэтому даже нежное прикосновение к ожогу воспринимается сенсорами, как болевое ощущение. Сигнал боли отсылается в мозг, и живое существо чувствует боль. Все логично.
В случае голых земплекопов дело обстоит немного по-другому. Когда животное копается в сухом грунте, то сенсоры, расположенные в коже, перевозбуждаются. Но в это время грызун не чувствует боли, как это происходит, например, с человеком. А все благодаря особым изменениям в структуре аминокислот кожных сенсоров животного. Эти изменения привели к тому, что голый землекоп не чувствует боли при воздействии высокой температуры. После инъекции нейротрансмиттера, известного, как «вещество P», болевые ощущения у землекопов проявляются в полной мере.
«Мы считаем, что эволюционные изменения привели к тому, что болевая чувствительность грызунов не исчезла совсем, поскольку она представляет собой несомненную пользу для животного. Но природа ослабила болевые ощущения землекопов до такой степени, что они не доставляют грызуну особых неудобств. Голые землекопы живут под землей в пустынных регионах, им достается не так много еды. Уровень метаболизма землекопов значительно ниже уровня метаболизма любого из млекопитающих. В этих условиях эволюция убрала то, что не является исключительно необходимым», — говорит Гэри Левин, ведущий автор исследования.
Левин с коллегами также обнаружил, что землекопы рождаются с нормальной кожной чувствительностью к теплу. Но, вырастая, они эту способность теряют. Это помогает им сохранять больше энергии, которая нужна в условиях, при которых существуют землекопы. Что интересно, так это то, что небольшие изменения в структуре аминокислот организма грызунов привели к значимым последствиям.
Теперь грызуны живут без постоянного дискомфорта, который, несомненно, они бы испытывали, если бы у них была нормальная чувствительность к высокой температуре. И это правильно, поскольку боль вовсе не всегда нужна живому организму. В некоторых случаях она только мешает. В случае голых землекопов боль была бы препятствием к выживанию всего вида. И эволюционный процесс привел к исчезновению восприимчивости животного к «тепловой боли», как таковой.
DOI: 10.1016/j.celrep.2016.09.035
