Н. Ю. Феоктистова

Удивительные способности «детей подземелья»

Голые землекопы (Heterocephalus glaber) — животные уникальные. Внешне они совсем непривлекательны – практически безволосые, розовые, с торчащими изо рта зубами, крохотными глазками и маленькими ушками. Масса взрослых голых землекопов колеблется от 17 до 28 г, а длина тела вместе с хвостом от 11 до 13 см. Живут эти странные животные в пустынях на востоке Африки и практически все время проводят под землей.

Но особенности жизни и физиологии этих грызунов оказались столь удивительными, что их исследованием занялись во многих лабораториях во всем мире.

Впервые голые землекопы были описаны в 1842 г. немецким биологом Рюппеллем, а относительно недавно, в начале 1980-х гг., они привлекли к себе внимание исследователей своей совершенно уникальной для млекопитающих социальной организацией, скорее напоминающей общественных насекомых, таких, как всем известные пчелы, осы, муравьи и термиты!

Голые землекопы отличаются высоким уровнем колониальности. Природные группы обычно включают 75–80 особей, но встречаются колонии и по 250 особей.

«Повседневная работа» выполняется как самцами, так и самками (правда, самцов в колонии всегда больше) и распределяется в зависимости от размеров особей. Мелкие зверьки обоих полов занимаются «техническим обслуживанием»: строят многочисленные ходы и гнезда из коры и тонких корешков, добывают и складируют пищу, следят за чистотой туннелей. Более крупные землекопы выбрасывают грунт из вновь вырытых туннелей на поверхность, а при проникновении основных врагов землекопов – змей – атакуют их и пытаются убить или засыпать землей. Они же охраняют колонию от вторжения голых землекопов из других колоний. Некоторые особо крупные и малоподвижные особи могут запасать в себе полупереваренные растения и при наступлении для колонии неблагоприятных времен кормить «собой» других членов сообщества.

У некоторых общественных насекомых, например медоносных пчел, роли меняются с возрастом; этот феномен называется полиэтизмом. У голых землекопов полиэтизм основан на разнице в размерах. Молодняк возрастом 2–3 месяца пополняет рабочую силу колонии, специализируясь на обслуживающих и строительных операциях. Позднее те же особи могут стать охранниками либо производителями.

Для общения голые землекопы используют несколько типов сигналов: химические, тактильные и звуковые. Отмечено 17 различных категорий применения голоса: есть специальные сигналы тревоги, сбора, призыва на помощь, разнообразные контактные и агрессивные звуки, призывы, издаваемые только производителями, голодными или обеспокоенными детенышами. Репертуар голосового общения голых землекопов самый обширный среди грызунов и приближается по богатству к голосовому репертуару ряда приматов.

Но не только сотрудничество и кооперация существуют в сообществах голых землекопов. В таких отношениях таится и конкуренция. Большинство конкурентных отношений малозаметны. Это или просто слабая толкотня за предпочтительные спальные места, или (хотя и редко) шумные ссоры за доступ к пище. Но кровопролитных драк у землекопов не бывает, так как за порядком строго следят «королева» колонии и самцы-производители. Матка вообще самая активная и агрессивная особь в колонии. Толкая и пиная других зверьков, она побуждает их к работе, причем ленивым и крупным особям и даже самцам-производителям достается от нее гораздо чаще. Агрессивностью самки-производительницы поддерживается и ее репродуктивный статус. Дело в том, что другие самки в колонии тоже могут размножаться, но «королева» своим поведением держит всех претенденток в состоянии постоянного стресса, не позволяя им принести потомство. Подобная стратегия характерна для общественных насекомых. Если же матка погибнет или заболеет, одна или несколько самок начинают набирать вес и состязаться друг с другом до тех пор, пока одной из них не удастся убить, покалечить или достаточно сильно запугать соперницу. После того как самка превращается в производительницу, у нее меняется форма позвонков (они удлиняются, и все тело становится более вытянутым). Такое длинное тело позволяет матке вынашивать крупный помет, не раздаваясь вширь до такой степени, что это мешало бы ее перемещениям по тоннелям. Став производительницей, самка вынашивает детенышей круглый год. Беременность длится 10 недель. Новорожденный весит всего около 2 г, но число детенышей в помете больше, чем у других грызунов таких размеров. Оно колеблется от 12 до 27, но, хотя сосков у самки всего 12, обилие молока позволяет детенышам кормиться по очереди.

Таким образом, у голых землекопов основа социального поведения закладывается еще в раннем возрасте. Самка выкармливает детенышей около 4 недель, хотя переходить на твердую пищу они начинают уже в возрасте 2 недель. Детеныши также поедают фекалии рабочих особей, получая таким образом бактериальную флору, необходимую для переваривания растительной пищи. Молодые землекопы начинают выполнять функции рабочих в возрасте 3–4 недель. Физиологически способными к размножению они становятся в возрасте около 1 года. Продолжительность жизни голых землекопов беспрецедентна для мелких грызунов: в неволе они доживали до 26 и даже до 28 лет! «Королевы» живут не менее 13–18 лет.

Такая продолжительность жизни является рекордом среди грызунов! Но не это самое удивительное – для голых землекопов характерно отсутствие старения! Просто доживая до определенного возраста, грызун внезапно умирает. Сердечно-сосудистая система у 20-летних животных находится в таком же хорошем состоянии, как у 2-летних, самка-«королева» не теряет способности к деторождению почти до окончания жизни. Иными словами, необычные грызуны сохраняют молодость до самой смерти! Почему землекопы живут так долго? Возможно, одна из причин столь продолжительной жизни – способность к обратимому и безвредному замедлению обменных процессов в ответ на, например, недостаток еды или изменение температуры среды. Таким образом, они как бы живут медленнее, а поэтому дольше. Одно из возможных объяснений продления жизни при гипотермии состоит в том, что снижение температуры приводит к резкому понижению скорости «вредных» побочных ферментативных реакций, но мало влияет на скорость «полезных» ферментативных реакций. Предполагается также, что уникальная способность этих зверьков к снижению температуры тела напрямую связана с пониженным уровнем в их крови гормона щитовидной железы – тироксина. Американские ученые исследовали четырех видов грызунов с различным сроком жизни и обнаружили, что чем дольше зверь живет, тем ниже концентрация тироксина в его крови. Но к настоящему времени еще не установлены механизмы, связывающие гормон щитовидной железы с понижением температуры и увеличением продолжительности жизни. Понимание этих механизмов является важной задачей для исследователей, решение ее поможет не только разобраться в фундаментальных принципах старения, но и использовать полученные знания для продления жизни человека.  Во многих опытах на беспозвоночных снижение температуры тела животных вызывало увеличение продолжительности жизни, иногда в десятки раз. У млекопитающих такого эффекта пока не достигнуто.

Но не только необыкновенным долголетием могут похвастаться голые землекопы – они еще и удивительно устойчивы к недостатку кислорода. Их мозг может прожить без кислорода более 30 минут! Это рекорд для млекопитающих и богатая пища для размышлений. Джон Ларсон (John Larson) и Томас Парк (Thomas Park) из университета Иллинойса в Чикаго проанализировали, как работают системы организма землекопа при недостатке кислорода. Оказалось, что нейроны способны полностью восстановить свою функцию после более чем получасового кислородного голодания. Это в шесть раз превосходит аналогичный период для мышей, имеющих те же размеры. Понятно, что этот феномен вызван адаптацией к тяжелым условиям жизни. Ведь Сомали – не самое благодатное место на земле.

Кроме того, недавно было обнаружено, что у этого  зверька не бывает сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, рака, у него мощнейшая иммунная система, которая сохраняется в течение всей жизни – вот так! Не грызун – а настоящий кладезь удивительных особенностей.