Биологи изучили грызунов, тела которых охлаждаются во время спячки на 40 градусов

Арктическая зима – серьёзное испытание для флоры и фауны этого сурового края. Однако животные и растения приспособились к непростым условиям обитания: полной темноте на протяжении нескольких месяцев и ультранизким температурам.

Особняком среди других живых существ Арктики и вообще всего земного шара стоят американские суслики (Spermophilus parryii). У них учёные зафиксировали самую низкую температуру тела среди всех млекопитающих – минус 3 градуса по Цельсию.

Впервые биологи заговорили об этом ещё 25 лет назад. Но с тех пор исследователям так и не удалось определить, как эти грызуны каждую зиму проворачивают удивительный фокус с собственным организмом.

Американские суслики роют в почве длинные каналы, забираются в них, запечатывают "домишки" и ложатся в спячку на 8 месяцев. При этом температура тела животных падает до значений ниже ноля градусов по Цельсию, а внутренние часы организма (циркадные ритмы) попросту отключаются.

Про этих зверьков можно было бы сказать, что кровь стынет в их жилах. Однако она арктической зимой должна была бы не просто остывать, а превращаться в лёд. Если рыбы, обитающие в северных морях, используют для защиты жидкостей в своём организме от замерзания особые белки-антифризы, то в арсенале американских сусликов ничего подобного обнаружено не было.

Чтобы разобраться в том, как им удаётся переохладить кровь, команда арктического биолога Брайана Барнса (Brian Barnes) из университета Аляски внедрила в желудки живущих в неволе зверьков радиопередатчики.

Приборы передавали учёным информацию о температуре тел сусликов до спячки, в процессе строительства ими нор и во время гибернации. Благодаря датчикам, исследователи выяснили, что тела животных охлаждаются с 36 °C до -3 °C.

Оказывается, существа избавляют кровь от всех веществ и частиц, которые могли бы вызвать появление в ней кристаллов льда. В результате она остаётся жидкой даже при температуре ниже нуля. По-прежнему не ясно, что при этом происходит с метаболическими процессами животного. Вероятно, природа придумала какой-то очень эффективный способ переработки накопленных за лето жиров.

Недавно коллеги Барнса во главе с молодым специалистом Мелани Ричтер (Melanie Richter) попытались выяснить, насколько низкую температуру могут вынести американские суслики. Для этого они поместили спящих грызунов в аэродинамическую трубу. Учёные определили, что температура тел животных держалась на уровне -4 °C до тех пор, пока окружающий воздух не остыл до -26 °C (±2,7 °C).

Когда температура начала опускаться ниже, зверьки стали вздрагивать и ворочаться, просыпаться. Температура их тел начала повышаться. По-видимому, для американских сусликов это нижняя отметка, при которой они ещё могу пережить суровую зиму, сделали вывод учёные в своём докладе, представленном на ежегодном съезде Общества интегративной и сравнительной биологии в Сан-Франциско.

Тут стоит вспомнить, что не только низкие температуры, но и отсутствие солнца, заставляют ультравыносливых млекопитающих залегать в спячку.

Сложно подстроить свои внутренние биологические часы под полугодовую смену дня и ночи. Поэтому многие животные в арктическом регионе не имеют их вовсе (к таковым относят белых куропаток и северных оленей).

Чтобы выяснить, обладают ли внутренними биоритмами американские суслики, биологи надели на них специальные светочувствительные воротнички. Датчики определяли, когда животные выходили из норки.

Учёные выяснили, что самцы просыпались на три недели раньше самок. Всё это время они поедали пищу, заготовленную до зимы. Находясь в полной темноте, грызуны сохраняли температуру тела на одном уровне, а значит, их циркадные ритмы по-прежнему не работали.

Но, когда по весне животные покидали свои зимние пристанища, температура их тел начинала расти днём и опускаться ночью. В течение лета, когда солнце не садится на протяжении многих дней, грызуны устраивали себе день и ночь, прячась в норки. Таким образом они, видимо, заставляли работать и свои внутренние часы.

Правда, по-прежнему не ясно, как же они при этом определяли, что пора отправляться на отдых. Барнс и его коллеги предполагают, что американские суслики могут каким-то неведомым образом определять высоту солнца над горизонтом или же чувствовать, насколько красным становится излучение по ходу арктического дня.

Какие гены в мозгу зверьков отвечают за смену дня и ночи в организме животных, биологи планируют выяснить в дальнейшем.

Также по теме:
Раскрыт секрет устойчивости грызунов к яду скорпионов
Геном двугорбого верблюда раскрыл секреты выносливости "кораблей пустыни"
Жир не мешает арктическим куропаткам оставаться в форме
Китовые акулы нашли свой способ согрева после глубоководной кормёжки
Скарабеи используют Млечный Путь в качестве компаса