Природа полна загадок, которые не перестают поражать своей оригинальностью. Одной из таких загадок является феномен бурозубки — крошечного млекопитающего, способного уменьшать размер своего мозга в холодное время года. Эта особенность называется “феноменом Дехнеля”. Она позволяет животному экономить ресурсы и выживать в суровых зимних условиях. До последнего момента для ученых оставалось загадкой как этому зверьку удается так адаптироваться к условиям окружающей среды и почему вообще это происходит. Однако последнее исследование позволило пролить свет на этот процесс.
Бурозубка может уменьшать размер своего мозга и органов. Источник: tursar.ru
Уникальное животное бурозубка
Евразийская бурозубка, она же малая землеройка (Sorex araneus) — небольшое насекомоядное животное, относящееся к семейству землеройковых, которое обитает в лесах, лугах и болотах Европы и Азии. Размеры зверька не превышают 5–8 см, а вес составляет всего 5–16 граммов, что делает его одним из самых крохотных млекопитающих в мире. А еще она известна тем, что имеет самые прочные кости среди всех животных.
Бурозубка – одно из самых маленьких млекопитающих в мире. Источник: wikimedia.org
Жизнь малой землеройки коротка – в среднем она живет около одного года. За это время ей нужно успеть пережить суровую зиму и вырастить потомство. Животное остается активным круглый год, так как его быстрый метаболизм требует постоянного поступления пищи. Бурозубка вынуждена питаться каждые несколько часов.
Это означает, что животное не может позволить себе долгий отдых или перерывы в поиске пищи. Его рацион состоит из насекомых, червей и других мелких беспозвоночных, которых зимой найти не так просто. Но в отличие от многих других животных, которые зимой впадают в спячку, бурозубка остается активной.
Поэтому, чтобы выжить в зимний период, она вынуждена искать нетривиальные способы экономии энергии, и одним из них является уменьшение размера мозга и других некоторых органов. При этом животное сохраняет основные функции, необходимые для поиска пищи и защиты от хищников.
Бурозубка обладает высокоразвитым обонянием и осязанием, что позволяет ей находить добычу даже в самых сложных условиях. Однако ее зрение слабо развито.
Бурозубка уменьшает размер своего мозга в зимний период. Источник: storage.yandexcloud.net
Что такое феномен Дехнеля?
Феномен Дехнеля — это сезонное уменьшение массы тела землеройки, которое затрагивает мозг, печень, сердце и другие органы. Феномен назван в честь польского ученого зоолога Августа Денеля. Суть его заключается в том, что зимой бурозубка теряет до 18% общей массы, из которых более четверти приходится на мозг, самый энергозатратный орган в организме. Весной размеры утраченных органов восстанавливаются, что делает этот процесс уникальным среди млекопитающих.
Уменьшение массы мозга происходит за счет разрушения клеток. То есть, фактически, животное лишается части своего мозга, подобно тому, как это происходит у людей при нейродегенеративных заболеваниях. Например, при болезни Альцгеймера тоже происходит потеря нервных клеток, что приводит в конечном итоге к потере умственных способностей.
Почему бурозубка уменьшает мозг?
Ученые продолжают изучать феномен землеройки. Источник: vokrugsveta.ru
Ученые из США, Германии и Дании провели масштабные исследования феномена Дехнеля. Они сравнивали экспрессию генов в гипоталамусе землеройки с экспрессией генов у 15 других видов млекопитающих из различных отрядов. В результате удалось выяснить, что изменения в организме бурозубки связаны с активностью определенных генов, регулирующих гибель клеток и процессы энергообмена.
Гипоталамус играет важную роль в регуляции метаболизма у животных. Поэтому ученые пытались обнаружить гены, которые отличаются от генов других животных. Такой подход позволил выявить набор последовательностей, работа (экспрессия) которых изменяется в зависимости от сезона. Среди них было несколько последовательностей, регулирующих передачу кальциевых сигналов, связанных с кровеносной системой и мозгом, что указывает на адаптации, которые открывают каналы в гипоталамус и усиливают способность этой области быстро реагировать на изменения окружающей среды.
Особое внимание ученых привлек ген BCL2L1. Эта последовательность управляет разрушением клеток мозга в зимний период. Кроме того, он же регулирует переработку мембранных белков погибших клеток, что позволяет эффективно сокращать объем тканей.
Изучение малой землеройки, возможно, поможет в лечении нейродегенеративных заболеваний. Источник: mospravda.ru
Как феномен Дехнеля поможет помочь людям
Интересно, что некоторые из обнаруженных учеными генов, участвующих в сокращении объема мозга, имеют аналоги у человека, и связаны с болезнью Альцгеймера, а также и другими нейродегенеративными заболеваниями. Об этом исследователи сообщают в своей работе, опубликованной в журнале eLife. Надо сказать, что в последнее время ученые все чаще обнаруживают взаимосвязь, между такими процессами, как обмен веществ и нейродегенеративные.
Поэтому, дальнейшее изучение способности землероек намеренно уменьшать размер своего мозга может дать более глубокое понимание диагностики и лечения снижения когнитивных способностей у людей. Возможно, поняв механизмы разрушения мозга, ученые также смогут найти методы лечения подобных заболеваний. Что касается самой бурозубки, она является уникальным примером животного с подходом к жизни в духе – ”живи быстро, умри молодым”.
