Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

Подписаться Бесплатная «Золотая» новостная рассылка Подписчиков 12.972 RSS
←   Октябрь 2007   →
 1
01.10.2007
07:34:12
13:49:31
 2
 3
03.10.2007
04:57:16
15:56:39
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://elementy.ru
Открыта: 09-05-2006

Автор
Редакция сайта "Элементы"

Статистика

12.972 подписчиков
+2 за неделю
←   Все выпуски   →

Подземная жизнь требует экономии


«Хронология далекого прошлого»

Хронология далекого прошлого

18 тысяч лет назад...
330 миллионов лет назад...
Откуда берутся эти цифры? Насколько им можно доверять?

Статья доктора биологических наук Александра Маркова открывает на «Элементах» раздел Методология науки

Подземная жизнь требует экономии

03.10.2007

Окраска у обыкновенной слепушонки бывает черная (на снимке) и бурая. Черные особи — «меланисты» — отличаются пониженным уровнем обмена веществ и спокойнее переносят стрессы. Фото О. Э. Костерина с сайта szmn.sbras.ru
Окраска у обыкновенной слепушонки бывает черная (на снимке) и бурая. Черные особи — «меланисты» — отличаются пониженным уровнем обмена веществ и спокойнее переносят стрессы. Фото О. Э. Костерина с сайта szmn.sbras.ru

Подземный образ жизни спасает обыкновенную слепушонку от хищников, но требует огромных расходов энергии на передвижение. Оказалось, что зверек компенсирует эти расходы благодаря строгой экономии во всём остальном. У слепушонки резко понижены общий уровень обмена веществ, способность к терморегуляции, реакция на стресс, скорость роста и размножения, а также иммунная защита.

Ресурсы, находящиеся в распоряжении любого живого существа, всегда ограничены. Для выживания в каждой конкретной экологической нише очень важно оптимальным образом распределить эти ресурсы между всеми функциями организма: поддержанием жизнедеятельности, передвижением, ростом, размножением, иммунной защитой, терморегуляцией и т. д. (о «теории жизненных стратегий» см. также: Размножаться лучше на сытый желудок, «Элементы», 30.03.2006).

Обыкновенная слепушонка (Ellobius talpinus), подобно другим грызунам, перешедшим к подземному образу жизни, представляет собой интересный объект для изучения жизненных стратегий. Передвижение под землей требует в 500–1000 раз больше энергии, чем по поверхности. Ни одно животное не пошло бы на такие расходы, если бы они не компенсировались какими-то важными приобретениями, которые позволили бы сэкономить на других важных функциях. Для подземных грызунов такими приобретениями являются, в первую очередь, защищенность от хищников (это позволяет сэкономить на скорости роста и размножения) и сглаженность температурных колебаний (благодаря этому можно тратить меньше энергии на поддержание постоянной температуры тела). Кроме того, подземная жизнь создает предпосылки для формирования сплоченных семейных коллективов ! и уменьшения контактов с чужаками — это снижает риск заражения всевозможными паразитами и позволяет сэкономить также и на иммунной защите организма.

Отдельные фактические данные, подтверждающие эти теоретические ожидания, были ранее получены для некоторых роющих грызунов из высокоспециализированных семейств гоферовых (Geomyidae) и землекоповых (Bathyergidae). Однако остается неясным, насколько универсальной является подобная «экономическая» стратегия для роющих грызунов, и в какой мере в нее вовлечены разные функции организма.

Для ответа на эти вопросы Е. А. Новиков из Института систематики и экологии животных СО РАН в течение 11 лет, с 1994-го по 2004 год, отлавливал обыкновенных слепушонок, проживающих в Новосибирской области (всего было поймано 1180 зверьков), а также, для сравнения, их наземных родственников с той же территории — лесных полевок (слепушонка тоже относится к семейству полевок — Microtidae) и мохноногих хомячков. Животные содержались в неволе и подвергались всестороннему изучению. При помощи специальных приборов и вычислений оценивалась двигательная активность, потребление кислорода и уровень обмена веществ; проверялась способность поддерживать температу! ру тела при охлаждении.

«Затраты» на размножение определялись по многим параметрам: учитывалось количество и размеры выводков, концентрация половых гормонов в крови, масса репродуктивных органов, для самцов — уровень агрессивности и интенсивность запаховой маркировки (чтобы эффективно метить территорию, самцы грызунов выделяют с мочой особые белки, функция которых состоит в связывании и постепенном высвобождении пахучих веществ; по количеству этих белков в моче можно судить о затратах самца на запаховую маркировку). Затраты на иммунную защиту определялись по количеству антителообразующих клеток в селезенке после инъекции стандартного тестового «антигена» (обычно для таких тестов животным вводят эритроциты барана).

Стресс-реактивность (сила реакции на стресс) оценивалась по тому, насколько возрастает концентрация «гормонов стресса» (глюкокортикоидов) в крови животных после стрессирующего воздействия. В качестве модельных стрессоров использовались: 1) резкое охлаждение, 2) лишение возможности двигаться (иммобилизация), 3) социальный конфликт (помещение в одну клетку с чужаком), 4) инъекция тех же бараньих эритроцитов.

Выяснилось, что слепушонка, по сравнению со своими наземными родичами, действительно тратит гораздо больше энергии на передвижение, причем не только в толще грунта, но и на поверхности (потому что ноги у нее коротенькие, приспособленные для рытья). При этом общий уровень обмена у нее существенно ниже, и она почти не может поддерживать температуру тела при охлаждении. Правда, ослабление способности к терморегуляции у слепушонки наблюдается только летом. Полевые наблюдения показали, что летом амплитуда спонтанных колебаний температуры тела у слепушонки достигает 8 градусов, а в холодное время года — не более 4 градусов.

Затраты на размножение у слепушонки по всем основным параметрам оказались намного ниже, чем у наземных грызунов (низкая концентрация половых гормонов в крови, малый вес репродуктивных органов, малое число и размер выводков, позднее половое созревание и т. д.). То же самое справедливо и для иммунной защиты: если у хомяков и полевок в ответ на введение бараньих эритроцитов резко повышалось количество антителообразующих лимфоцитов в селезенке, то у слепушонки этого не наблюдалось. Наконец, слепушонка гораздо слабее реагировала на все виды стрессирующих факторов: уровень «гормонов стресса» у нее повышался во всех случаях далеко не так сильно, как у наземных грызунов.

Таким образом, у слепушонки выявлен целый ряд уникальных физиологических особенностей, сближающих ее с самыми специализированными роющими грызунами — землекопами (см.: Ленивые землекопы совершают подвиги в дождливую погоду, «Элементы», 10.04.2006). Однако в отличие от тропических подземных грызунов низкий уровень обмена и терморегуляции у слепушонки отмечается только в теплое время года, а в холодное слепушонка по этим параметрам не отличается от живущих на той же территории полевок и хомяков.

Источник: Е. А. Новиков. Экономия ресурсов как основа адаптации обыкновенной слепушонки (Ellobius talpinus: Rodentia) к подземному образу жизни // Журнал общей биологии. 2007. Т. 68. № 4. С. 268–277.

Александр Марков

Эта новость на «Элементах»
 

В избранное