Голые землекопы - надежда человечества?

---

Казалось бы - что удивительного может быть у этого животного?

Уникальные животные

Голые землекопы (Heterocephalus glaber) представляют собой уникальную группу грызунов, обитающих в подземной среде пустынных и саванных районах Восточной Африки, преимущественно в Кении, Эфиопии и Сомали.

Их предпочтительные места обитания включают рыхлую почву и подземные среды, что облегчает создание и обслуживание сложных нор (общая дину туннелей, прокладываемая землекопами в течение года составляет от 3 до 5 километров, а масса почвы, выносящаяся наружу, составляет 3-4 тонны).

Эти небольшие млекопитающие (длина тела 8—10 см, хвоста — 3—4 см, масса 30—35 граммов, самки крупнее: весят от 50 до 80 граммов) привлекают внимание научного сообщества своими адаптациями к экстремальным условиям жизни под землей и феноменальными социальными структурами, которые дополняют их биологическую уникальность.

Живут голые землекопы на порядок дольше других грызунов подобного размера (до 28 лет и даже 40 ), тогда как у обычной мыши длительность жизни от полутора до двух лет.

Волосяной покров почти отсутствует (голая кожа является адаптацией к подземной жизни, отсутствие меха уменьшает риск застревания в узких туннелях, а также позволяет им поддерживать теплообмен с окружающей средой). Густые волоски растут только между пальцами лап, увеличивая их поверхность, что помогает зверькам лучше отбрасывать землю, конечности короткие и тонкие.

Интересная особенность: около 25 % массы всего тела приходится на мышцы челюстей (у человека такая доля приходится на мышцы ног). Почему так?

Дело в том, что грызун роет норы в основном не лапами, а ртом, точнее резцами — самым важным инструментом голого землекопа. Кстати, они растут всю жизнь и самозатачиваются во время работы.

Большие выступающие резцы сзади изолированы выростами губ, благодаря чему земля во время рытья не попадает в ротовую полость.

Голые землекопы — единственные млекопитающие, отказавшиеся от теплокровности. Их температура тела зависит от окружающей среды и может колебаться очень сильно от 12 до 32 градусов Цельсия. Тем не менее, землекопы могут регулировать свою температуру, продвигаясь либо выше к поверхности (там теплее), либо наоборот, в жаркие дни — опускаясь как можно ниже (самые глубокие туннели находятся на глубине более 2 метров).

Кроме того, в холодное время они могут собираться в «камерах» большими группами и греться друг об друга.

Голый, хладнокровный, неуязвимый

Отказываясь от теплокровности, животные очень сильно снижают энергозатраты — а питаются они в основном луковицами, корнеплодами, и различными корневищами. И это ведет к более низкому потреблению кислорода (и — к пониженному обмену веществ).

Живут зверки практически в полной темноте, поэтому зрение землекопов очень плохое (только отличают свет от тьмы), но экстремальные условия жизни дополняют невероятно низкое содержание кислорода и высокое — углекислого газа.

Замедленный метаболизм (скорость которого вдвое ниже, чем у других грызунов) позволяет землекопам выживать в подземных туннелях при очень низком уровне кислорода и высокой (смертельной для других животных) концентрации диоксида углерода.

В норме содержание кислорода в атмосфере составляет около 21%, но землекопам для вполне нормальной жизни нужно всего 5% (при таком содержании кислорода человек впадает в обморок за несколько секунд).

Зверьки могут выдерживать довольно длительное ПОЛНОЕ кислородное голодание — в течение 30 минут (в 6 раз больше, чем выдерживают мыши), т.к. нейроны голых землекопов способны полностью восстанавливать свою функцию!

Это рекорд для млекопитающих. Голые землекопы сохраняют на всю жизнь способность сопротивляться нехватке кислорода, которая у человека присутствует только в самом начале жизни, при родах.

Ещё одно интересное «качество» голых землекопов — они обладают пониженной чувствительностью к боли (по крайней мере, они не воспринимают боль, как остальные животные).

Скорее всего это связано с тем, в их клетках кожи отсутствует так называемое «вещество P», которое и отвечает за болевые ощущения. Они не чувствуют боли при воздействии кислоты, не чувствуют жгучести, которая присутствует в перце.

Но самое удивительное, что делает землекопов «сверхживотными» — это то, что они живут гораздо дольше, чем другие животные таких же размеров (дольше в ДЕСЯТЬ раз, чем мыши) и то, что они практически не болеют раком (раньше считалось, что ВООБЩЕ не болеют).

Ещё удивительный факт — животные практически не стареют, физические качества двулетних и двадцатилетних землекопов практически одинаковы.

Социальная организация

Социальная организация голых землекопов является удивительным примером сотрудничества и деления труда в животном мире.

Голые землекопы эусоциальны — социальная структура их колоний похожа на структуру колоний общественных насекомых, т.е. их образ жизни похож на пчёл или муравьёв.

Как голый землекоп стал биологическим чудом?

Чем так необычен этот грызун, чему мы можем у него научиться и как современная наука переходит от поиска конкретных механизмов к работе с большими данными?

Они образуют сложные социальные группы, называемые колониями, которые включают одну «королеву», несколько самцов и множество «работников» и «солдат». Эта иерархическая структура имеет функциональное значение для выживания.

Функции, выполняемые рабочими, зависят от их размеров, т.е. это не задаётся сразу при рождении.

Мелкие особи поддерживают систему туннелей, помогают заботиться о детёнышах и разыскивают пищу.

Самые крупные стерильные особи являются «солдатами», защищающими колонию от главных врагов землекопов — змей. Большую часть года, помимо сезона дождей, на их долю приходится всего 5 % общей работы (при 25—40 % численности внутри колонии). После сезона дождей они активно расширяют сеть туннелей и частично расселяются, основывая новые колонии. Поведение рабочих средних размеров носит промежуточный характер.

«Касты» у голых землекопов с возрастом переходят одна в другую, и между ними нет чёткого разграничения, наблюдаемого, например, у муравьёв.

Размножение

«"Королева» голых землекопов играет ключевую роль в размножении. Она способна рожать потомство и является основной материнской фигурой в колонии. «Самцы» специализируются на оплодотворении и поддержании репродуктивной активности.

Королева – это доминирующая самка, которая имеет монополию на размножение внутри колонии. У неё развиты яичники и специализированные репродуктивные органы. Она может производить потомство и отличается от других особей колонии своим размером и физиологическими адаптациями.

Как и у многих общественных насекомых, если удалить из колонии матку, несколько рабочих самок вступают в яростную борьбу за место королевы. Когда самка становится королевой, она заметно увеличивается в размерах; у взрослых особей это происходит за счёт увеличения расстояния между позвонками.

Чтобы другие самки не участвовали в размножении, королева их, можно выразиться, третирует, т.е. относится к ним агрессивно, постоянно «унижая».

Ученые раньше думали, что королева выделяет какой-то гормон, который подавляет способность других самок к размножению.

Но оказывается, что на прочих самок постоянно действует стресс (вызванный постоянной агрессией королевы) , что и подавляет рост их яичников.

Интересный факт — размножающаяся самка живет от 13 до 18 лет, т.е. примерно в половину от прочих, т.е. за способность оставить потомство возникает вот такая «расплата»...

Самка занимается исключительно деторождением, за годы жизни производя сотни детёнышей (в одном случае за 12 лет было задокументировано около 900 детёнышей).

Голые землекопы внутри одной колонии имеют близкородственные связи, что порождает явление инбридинга – скрещивания между родственниками. Это явление обусловлено ограниченной подвижностью и ограниченной возможностью населения. В то же время, инбридинг способствует поддержанию стабильности генетической структуры и может повышать вероятность передачи адаптивных генов.

Изучение

Голые землекопы стали объектом изучения не только для понимания адаптаций к подземной жизни, но также для исследований в области биологии старения и онкологии. Они обладают удивительным долголетием и высокой устойчивостью к развитию рака, что привлекает интерес исследователей в поиске механизмов, связанных с этими явлениями.

Есть мнение, что большая длительность жизни голых землекопов — это следствие того, что эволюционны зверьки остаются на стадии новорожденного.

Победившие старение и рак?

У землекопов есть более 40 признаков «новорожденности», в том числе:

• Маленький вес по сравнению с другими видами семейства.
• Отсутствие шерсти (она всегда есть у грызунов).
• Отсутствие ушных раковин.
• Ограниченные возможности для поддержания постоянной температуры тела (как у новорождённых млекопитающих).
• Высокие когнитивные способности (любопытство).
• Низкая восприимчивость к боли.
• Способность нейронов к регенерации и увеличение срока жизни нейронов.

Интересные факты

Выдвинута гипотеза, что неотения (остановка на стадии новорожденности вместе с достижением половозрелости) землекопов, появившаяся в результате эволюционного отключения «программы старения» организма на генетическом уровне (которая для обычного вида привела бы к его вымиранию), была компенсирована его эусоциальностью (социальная организация как у насекомых).

P.S.

То есть… чтобы увеличить продолжительность жизни чрезвычайно важно оставаться на самой первой стадии развития и жить как муравьи. Или пчёлы :)

 

Интересное Природа В мире животных