Стань травкой

Как жуткие подземные существа превращаются в растения

Кадр из фильма «Хоббит: пустошь Смауга»

Международная группа ученых выяснила, что голые землекопы способны превращаться в «растения», выживая в условиях, смертельных для многих других животных. «Лента.ру» рассказывает, как этим странным млекопитающим, напоминающим насекомых, удается изменять метаболизм и выдерживать бескислородную среду.

Голые землекопы (Heterocephalus glaber) — обитающие в Африке животные, которые в некоторым смысле больше напоминают насекомых, чем млекопитающих. Подобно муравьям и пчелам, они создают эусоциальные колонии, в которых есть плодовитая «королева» и стерильные «рабочие». Эти холоднокровные и почти слепые грызуны роют подземные туннели, общая длина которых достигает несколько километров. Ходы соединяют жилые камеры, кладовые и отхожие помещения. Общаются животные между собой звуковыми сигналами, «язык» у них богаче, чем у других видов грызунов.

Многие слышали, что голые землекопы не болеют раком. На самом деле это не совсем так: злокачественные опухоли образуются и у них, однако это происходит редко. Впервые рак у H.glabe был обнаружен в прошлом году американскими учеными — сообщалось о двух случаях заболевания, зафиксированных в Национальном зоопарке в Вашингтоне и Брукфилдском зоопарке в Иллинойсе. Это дало ученым информацию о том, что голые землекопы не защищены от канцерогенеза на сто процентов, хотя есть мнение, что именно содержание в неволе спровоцировало развитие опасных новообразований.

По мнению некоторых исследователей, невосприимчивость к раку у этих подземных грызунов обусловлена их образом жизни. Дело в том, что голые землекопы обитают в среде с относительно низким содержанием кислорода (2-9 процентов), в то время как люди дышат воздухом с долей кислорода 21 процент. Это каким-то образом должно активировать антиопухолевую защиту, хотя подтверждения этой гипотезы пока нет.

Однако гипоксия, в условиях которой живут голые землекопы, отвечают за еще одно необычное свойство этих животных. Их кожа нечувствительна к кислоте и жгучему веществу капсаицину (содержится в перце). Для чего нужна подобная адаптация животным, которые почти никогда не выбираются на поверхность? Дело в том, что в подземных ходах накапливается углекислый газ. При его растворении в воде образуется угольная кислота, которая может вызвать у грызунов жжение на влажных слизистых оболочках. Чтобы комфортно существовать в таких условия, у H.glabe частично теряется болевая чувствительность («Лента.ру» писала об этом).

Голые землекопы могут длительное время выдерживать высокую концентрацию углекислого газа. Они никак не реагируют, если СO2 внутри норы достигает 7-10 процентов, не пытаются уйти в места, более насыщенные кислородом; у них нет признаков гипервентиляции легких и ацидоза тканей. Они выживают в течение пяти часов, даже когда концентрация углекислоты составляет 80 процентов (концентрация кислорода при этом — 20 процентов).

Каким же образом голые землекопы могут выживать под землей, где так мало кислорода? На самом деле эти грызуны похожи не только на насекомых, но и на растения. В условиях дефицита O2 слепые млекопитающие изменяют свой метаболизм, начиная анаэробно расщеплять фруктозу. Этот процесс производит достаточно энергии, необходимой для клеток мозга, и предотвращает их гибель.

Ученые поместили голых землекопов внутрь атмосферных камер и воссоздали условия гипоксии. Концентрация кислорода составляла пять процентов. Подземные грызуны хорошо себя чувствовали в течение пяти часов, а обычные мыши (Mus musculus) умерли менее чем за 15 минут. Но исследователи на этом не остановились. Они полностью лишили камеры кислорода, в результате чего мыши не выдержали и минуты. Голые землекопы потеряли сознание через 30 секунд, но попытки дышать продолжались в течение нескольких минут. В конце концов дыхание прекращалось, однако стоило перенести их в комнатные условия, H.glabe оживали и не проявляли никаких признаков повреждения мозга. Грызуны оставались в живых после 18-минутного пребывания в полностью бескислородной среде.

Ученые обнаружили, что при длительной гипоксии в кровь животных поступает большое количество фруктозы и сахарозы (дисахарида, который содержит фруктозу). Углеводы поступают в клетки мозга грызунов с помощью молекулярных насосов, которые до этого обнаруживались лишь в кишечнике других млекопитающих. Фруктоза метаболизируется через процесс, называемый гликолизом, который в обычной ситуации протекает с участием глюкозы.

Однако глюкозу невозможно использовать из-за того, что на одном из этапов гликолиза необходимо наличие активного фермента, называемого фосфофруктокиназой-1. Его функционирование зависит от энергетического состояние клетки, которое сильно ухудшается без кислорода. В результате весь цикл гликолиза останавливается, и клетка полностью теряет возможность производить энергию, необходимую для жизнедеятельности. Фруктоза же позволяет обойти этот барьер. При этом образуется лактат (молочная кислота), и производство энергии, хоть и в незначительных количествах, происходит с большой скоростью.

По словам исследователей, такая способность переключать метаболизм, чтобы выжить в тяжелых условиях, характерна для растений, но не для млекопитающих.

Ученые надеются, что их открытие позволит разработать новые методы предотвращения повреждений сердечных тканей из-за гипоксии, связанной с ишемической болезнью сердца.

Обсудить
«В Шаламове чувствовался лагерный человек»
Перестройка в СССР началась с публикаций узника ГУЛАГа
Если не мы, то кот
Кино недели: от «Геошторма» до «Двуличного любовника»
Не царское это тело
Хитросплетения русской власти и неземной любви в «Матильде» Алексея Учителя
«Попробовал экстази — и понял, что такое секс»
Молочные оргии, голые девушки и беспробудный кайф Владимира Епифанцева
Тигуанище
Мы поехали на тест одного удлиненного VW Tiguan, а встретили сразу два
Дайте грязи: конкуренты вседорожному хэтчу Kia Rio X-Line
Renault Sandero Stepway, Lada Vesta SW Cross и другие приподнятые бюджетники
Как через Instagram продают машины за миллионы
Соцсети, молодеющие покупатели и другие причуды современного рынка суперкаров
Семиместность не порок
Как из пятиместной Mazda CX-5 получился семиместный кроссовер CX-9
Братва помнит
Чем украшают могилы криминальных авторитетов
Интим предлагать
Секс стал способом решения квартирного вопроса
«Я тупо решила, что теперь ем одну гречку»
Одинокая мать год сидела на крупе, чтобы накопить на квартиру
Раз, два, взяли!
Жилье в Крыму пока еще можно купить за копейки