В курсе школьной зоологии отряд грызуны традиционно изучается довольно глубоко, и меня всегда удивляло, почему одного из самых необычных его представителей абсолютно все школьные учебники обходят вниманием. Давайте исправим с вами эту несправедливость. Итак, знакомьтесь: голый землекоп.
Наш сегодняшний герой – довольно мелкий восточноафриканский грызун: длина его тела не превышает 10 сантиметров, а средний вес взрослой особи составляет около 35 граммов. Открыли эту диковинную зверюшку ещё в 1842 году немцы, описали коротенечко, сделали зарисовки и надолго забыли. Учёные вообще довольно долго относились к нему с пренебрежением, а эволюционисты даже называли "чрезвычайно уродливым видом" и дразнили "дарвинским тупиком".
Уникальность же нашего голыша была оценена заметно позже.
Название у меня не обидное – ведь всё правда!
И действительно, оба слова в наименовании вида максимально точны. По степени редукции шерстяного покрова голый землекоп не имеет себе равных среди наземных млекопитающих.
Даже мы, люди, по сравнению с ним выглядим очень мохнатыми: ведь какая-никакая растительность на поверхности тела у нас всё же имеется, а вот на морщинистом тельце голого землекопа вам вряд ли удастся насчитать больше сотни волос. Тонкие волоски расположены на морде, коротком хвосте и между пальцами. Все остальное тело зверька покрыто полупрозрачной кожей, придающей ему сходство с новорожденным детенышем.
Почему «землекоп» догадаться, конечно же, несложно, но прелесть тут заключается не в том, что он роет землю, а в том, как он это делает. А точнее, чем. Вы наверняка сразу заметили его длиннющие выпирающие зубы. Землекопы пользуются ими для разных целей, но главное предназначение этого мощного инструмента – рыть землю. Вообще-то, мощные резцы – отличительный признак всех грызунов, да и мастеров рытья среди них немало. Но почти никто, кроме землекопов, не роет зубами: ведь при этом рот должен быть постоянно набит землёй. Землекопов спасает от этого уникальное строение губ, способных плотно смыкаться позади резцов. Зверёк может широко раскрывать пасть, с силой вгонять резцы в пласт земли, дробить его – и всё это с плотно сжатыми губами.
Поземные хоромы королевского семейства
Предлагаю поподробнее остановиться на норах голых землекопов, ведь это не просто узкая длинная грязная нора, а целое произведение искусства. Прямо как у хоббитов, подземные помещения землекопов прекрасно благоустроены, в них есть спальни, кладовки и туалеты.
Живут они группами до 300 особей, почти никогда не выходят на поверхность и совсем не пьют воды, обходясь влагой из корней и клубней растений. Отправленные на поиск еды «разведчики» оставляют на своем пути химические метки для своих сородичей и, наткнувшись на клубни, не набрасываются на них сразу, а подают звуковой сигнал, означающий: «Все сюда, здесь есть чем поживиться!.
Структура сообщества землекопов имеет сходство с семьями пчёл и муравьёв. У них развита взаимопомощь, а также социальное неравенство и подразделение на касты. Большая часть землекопов в поселении – это «рабочие» и «солдаты», единственная задача которых – работать и умереть, защищая товарищей.
Главные и почти единственные враги голых землекопов – змеи. Ученые столкнулись со свидетельствами немалой отваги голых землекопов: перед лицом опасности землекоп- «солдат» посылает своим сородичам сигнал, чтобы те замуровали за ним вход, отрезая себе таким образом путь к отступлению, и после этого вступает в схватку с врагом.
Кроме рабочих особей, есть несколько самцов – как правило, два-три на всё поселение, ответственных за размножение. И наверху этой социальной пирамиды – самка-королева, рожающая потомство голых землекопов. Эти маленькие грызуны чрезвычайно плодовиты, и самка может рожать до шести раз в год по два десятка крохотных детёнышей весом чуть более грамма.
У лабораторной самки голого землекопа был зафиксирован рекорд рождённого в неволе потомства – 900 детёнышей за 11 лет. Рождённых в дикой природе землекопчиков нянчат несколько привлеченных для этого дела самок. В октябре 2015 года японские ученые наконец-то поняли, почему не рожавшие самки землекопов вдруг становятся «няньками» и проявляют большую заботу о чужом потомстве. Оказалось, они поедают фекалии самки-королевы, в которых содержатся большие количества женского гормона эстрадиола, и повышенный уровень этого гормона заставляет их относиться к чужим детками как к своим собственным.
Киднеппинг и рабство
Интересно то, что голые землекопы из разных колоний враждуют между собой. Команда учёных наблюдала за поведением голых землекопов в Кении в течение длительного времени: с 1990 по 2005 год. Зоологи отлавливали землекопов из разных колоний, помечали их и отпускали обратно. Под конец исследования специалисты заметили, что 26 колоний грызунов расширили свои норы на соседние колонии. Особи из 13 захваченных кланов исчезли. При этом у королевы одной из выживших колоний нашли раны на морде – явные боевые отметины. Более того, выяснилось, что доминирующие колонии не просто занимали чужие земли, но и похищали детёнышей своих конкурентов, чтобы превратить их в рабочую силу. Таких особей не допускали к спариванию с самкой. При этом в рабы землекопы забирали только молодняк, предпочитая не объединяться с проигравшими.
Вот это метаболизм!
Подземная атмосфера насыщена углекислым газом и бедна кислородом, но, как известно, мелким теплокровным животным для поддержания постоянной температуры тела необходим высокий уровень обмена веществ. А для этого, в свою очередь, требуется не только много пищи, но и высокая концентрация кислорода. Землекопы и тут нашли оригинальный выход: они «отказались» от теплокровности в том виде, в котором она свойственна млекопитающим. Нет, они, конечно, не превратились в ящериц, но их внутренние «термостаты» выставлены на более низкую температуру. Из всех млекопитающих голый землекоп – единственный, кто предоставил своему телу пребывать в тепловом равновесии с окружающей средой. Впрочем, температура среды, окружающей землекопов, довольно стабильна: в толще почвы резких колебаний температуры не бывает. К тому же тоннели зверьков проходят на разных глубинах – до двух метров. Желающие погреться могут подняться в самые верхние ходы, потолки которых находятся всего в нескольких сантиметрах от раскалённой поверхности африканской почвы. А когда они долго находятся на глубине, то прижимаются друг к другу своими голенькими тельцами, чтобы согреться.
Благодаря перестройке обмена веществ, землекопы могу продержаться до 20 минут в бескислородной среде без каких-либо повреждений. Это связано с тем, что в этих условиях их метаболизм резко снижается, в результате чего тело вырабатывает молочную кислоту, чтобы обеспечить клетки энергией. Наши чудесные зверьки имеют ещё одну удивительную особенность – клетки их кожи лишены нейротрансмиттера, который отвечает за передачу болевых импульсов в центральную нервную систему. Поэтому голые землекопы не чувствуют порезов и ожогов. Учёные воздействовали на кожу землекопов кислотой и экстрактом жгучего перца, и те довольно спокойно переносили такие «пытки».
До старости щенки
И всё же главное свойство этого грызуна – это почти полное отсутствие старости в привычном для нас с вами понимании этого слова. Голые землекопы не дряхлеют, не болеют атеросклерозом и диабетом, сохраняют иммунитет, а также мышечную силу. Почти до самых последних дней они ведут себя так же бодро, как и в молодости. А погибают или от стычек с врагом, или так, как обычно умирают люди-долгожители – от остановки сердца, выработавшего ресурс. Продолжительность жизни этого грызуна может составить целых 30 лет!
Как же так? Ведь всем известно, что чем крупнее и сильнее зверь, тем меньше у него врагов и тем длиннее максимальная продолжительность жизни. Эта закономерность прослеживается довольно чётко: мышь живет 3 года, кролик – 12 лет, волк – 16 лет, тигр – 25, бурый медведь – 30, бегемот – 40, слон – 70. Рекордсмен по долгожительству среди млекопитающих, венчающий эту цепочку – гренландский кит, который совсем не имеет естественных врагов и может прожить более 200 лет.
Наш герой не имеет крыльев и когтей, не может похвастаться панцирем и внушительными размерами. Но он смог найти оригинальное решение, обеспечившее ему защиту от хищников и долгую жизнь. Он ушел под землю, где его никто не достанет.
Всё дело в моей ДНК!
В 2011 году большая международная команда под руководством российского генетика Вадима Гладышева расшифровала геном голого землекопа. В геноме голого землекопа оказалось намного меньше мобильных генетических элементов, чем у других млекопитающих. Эта особенность делает их геном более устойчивым к негативным изменениям. Также было найдено около 200 новых генов, которые появились у землекопов после отделения их эволюционных линий от мышей и крыс. Нашлись и гены, ответственные за уникальную терморегуляцию, и гены, сделавшие их нечувствительными к боли.
Но самое главное, Вадиму Гладышеву и его коллегам удалось обнаружить целый ряд связанных со старением одинаковых генов у человека, мыши и голого землекопа, которые с возрастом работали по-разному у этих трёх видов. У голого землекопа в ходе эволюции появились изменения в работе генов, которые замедляют бесконтрольное размножение клеток и тесно связаны со многими возрастными патологиями. Во многом именно благодаря работе этих генов голые землекопы совершенно не подвержены опасным перерождениям клеток, и это делает землекопов неподверженными онкологическим заболеваниям. Еще один ген, который отвечает за здоровье нервных клеток, в мозге человека снижает свою активность с возрастом, а у голого землекопа, наоборот, работает ещё более интенсивно, чем в молодости.
А ещё у землекопов уникальная система репарации ДНК – то есть её способность к самовосстановлению. Например, если мышь облучить определенной дозой радиации, то у неё возникнет множество «поломок» в структуре ДНК. Для нанесения тех же повреждений генома голому землекопу понадобится вдвое большая доза радиации. И репарируют они при этом гораздо лучше.
Исходя из всего этого, голые землекопы представляют просто неимоверный интерес для учёных. В лабораториях по всему миру непрерывно изучают этот уникальный вид, чтобы найти лекарство от рака и ключ к долголетию. Геронтологи всего мира действительно верят, что именно этот удивительный зверёк поможет человечеству избавиться от старости.
На этом мы с вами заканчиваем сегодняшний урок. Но впереди ещё столько интересного!
Статьи, истории и картинки выкладываю также в тгк Записки учителя биологии.
