Самое странное млекопитающее в мире Голый землекоп (Heterocephalus glaber)

– Вы не сумеете причинить мне вред, мистер Бонд. Я неуязвим для кислоты. Я не смогу заболеть раком. Я могу жить в самой грязной, тёмной и глубокой дыре, которую вы сможете отыскать. Вам не найти у меня слабого места, мистер Бонд!

– А когда у вас в последний раз был секс с женщиной?

– Неплохой ход, мистер Бонд. Неплохой ход.

****

Неважно, насколько искренне вы считаете, что хорошо знаете голого землекопа: в итоге он всегда окажется гораздо удивительнее, чем вы о нём думали. Это холоднокровный, безволосый, почти слепой грызун с торчащими наружу зубами, который может не только выдерживать воздействие кислоты и перца чили, но ещё и бегать задом наперёд и сопротивляться раку. Если добавить к этому его бесформенные сперматозоиды и колонии, словно у насекомых, то он мог бы получить звание самого странного млекопитающего на планете.

Голые землекопы, также известные как «песчаные щенки» и «саблезубые сосиски»[41], являются коренными обитателями суровых, засушливых областей Восточной Африки, охватывающих южную Эфиопию, Кению и Сомали. В среднем они вырастают примерно до 10 сантиметров в длину и веса 35 граммов, и живут на глубине почти 2 метров под землёй, плотно закупоренными в сложной системе непроглядно тёмных нор. Здесь они с удовольствием дышат воздухом, который настолько беден кислородом и насыщен углекислым газом, что убил бы любое другое млекопитающее: в атмосфере тоннеля голого землекопа содержание углекислого газа достигает 10 процентов, в то время как нормальное содержание углекислого газа в атмосфере – 0,04 процента.

Голые землекопы – это один из всего лишь двух видов млекопитающих, известных жизнью в эусоциальных колониях, как у насекомых. До 300 особей голого землекопа живут вместе в колонии, управляемой массивной 80-граммовой королевой. Буквально спихнув остальных самок-соперниц со своего пути один раз в своей жизни, королева становится единственной самкой в колонии, которая может размножаться, выбрав единственного самца в качестве брачного партнёра. Пока королева правит, репродуктивная функция большинства прочих «подчинённых» самцов и всех остальных самок подавлена, но иногда отцом её потомства может стать подчинённый самец.

В 2007 году на конференции Европейского общества репродукции человека и эмбриологии Крис Фолкес из Школы биологических и химических наук Лондонского университета сообщил, что стресс, вызываемый доминантным поведением королевы, оказался способным блокировать наступление половой зрелости у остальных самок, оставляя их репродуктивные органы недоразвитыми. Но Фолкес открыл, что это состояние может быть обратимым: когда королева умирает, особи самого высокого ранга из числа прочих самок сражаются за право стать новой королевой, и побеждает та из них, которая быстрее всех приобретёт способность к воспроизводству.

При ограничении конкуренции за воспроизводство до одной самки и от одного до трёх самцов на всю колонию, сперматозоиды голого землекопа в процессе эволюции приобрели упрощённое строение, стали странными и медлительными. В 2011 году исследователи из Южной Африки изучили сперму самцов различного социального статуса и обнаружили, что сперматозоиды мало того, что выглядели причудливо, с головкой неправильной формы, плохо выраженной шейкой и самой короткой средней частью (область в основании головки сперматозоида) среди всех известных млекопитающих, но и всего лишь жалкие 1 – 15 процентов из них действительно могли плавать, и только 1 процент можно было считать плавающими «быстро». Для сравнения, 70 процентов сперматозоидов у собаки, 60 процентов у лошади и более 50 процентов у человека будут здоровыми и способными плыть вперёд. Тем не менее, несмотря на отвратительную подвижность и строение сперматозоидов, исследователи выяснили, что самцы голого землекопа способны стать отцами достаточного количества здоровых отпрысков в каждом помёте.

Под защитой всей своей колонии королева может позволить себе иметь исключительно долгий период беременности – 70 дней (период беременности у крысы – 20-24 дня), и приносит самый многочисленный выводок среди всех млекопитающих[42], в среднем по 28 детёнышей пять раз в год. А по сведениям Пола В. Шермана из Корнелльского университета в Нью-Йорке, они нарушают все правила, когда речь идёт о вскармливании потомства. Млекопитающие обычно производят примерно половинное количество детёнышей по сравнению с числом молочных желёз за один помёт, но матери голого землекопа поступают противоположным образом. «Большинство млекопитающих подчиняется «половинному правилу», – говорит Шерман, опубликовавший свой материал в «Journal of Mammalogy» в 1999 году. – То есть, они производят половинное количество детёнышей от числа их сосков за один помёт. Вообще, у самок достаточно сосков для каждого детёныша в самом большом выводке, чтобы у каждого из них был свой сосок[43]. Это справедливо даже для людей, когда средний размер нашего выводка – один детёныш, но иногда появляются близнецы».

Шерман и его коллеги предположили, что причина того, что у голых землекопов нет вдвое большего количества сосков по сравнению с числом детёнышей, состоит в том, что при большем количестве молочных желёз могли бы легче распространяться инфекции. И, несмотря на конкуренцию за пищу, детёныши, похоже, не борются за соски. Они спокойно ждут своей очереди, или их кормит молоком другая самка колонии. «Это ещё одна причина, по которой Heterocephalus glaber так интересен для биологов, – говорит Шерман. – Они живут подобно общественным насекомым: взрослые совместно решают задачи, связанные с обеспечением пищей и защитой, у них самый многочисленный выводок среди всех известных млекопитающих, они связаны близким родством, и сейчас оказывается, что молодняк охотно питается молоком разных матерей. Эти животные эволюционировали, чтобы нарушать правила из-за своей чрезвычайно развитой социальности».

Пусть у них нет защитного слоя из меха или волос, а их кожа не слишком толстая, но голый землекоп обладает невероятной стойкостью к боли, причиняемой его коже. Хотя они реагируют на высокую температуру и давление точно так же, как другие грызуны, в процессе эволюции они утратили в своём теле химическое соединение под названием «вещество P», представляющее собой нейротрансмиттер, связанный с некоторыми типами боли. Когда типичное млекопитающее получает ранение или ожог, дающие длительное чувство боли, болевые волокна, которые передают сигнал к центральной нервной системе, высвобождают «вещество P», вызывая чувство боли. В 2008 году исследователи из Чикаго и Берлина ввели голым землекопам модифицированный вирус герпеса, чтобы встроить гены «вещества P» в нервные волокна на одной из их лап. После восстановления у грызунов чувства боли с использованием этой техники исследователи проверили их реакцию на капсаицин, активный компонент перца чили, на всех четырёх лапах. Они обнаружили, что ответную реакцию демонстрировала только лапа с «веществом P» в её нервных волокнах.

Исследователи, как сообщается в «PLoS Biology», неожиданно для себя обнаружили, что голые землекопы с привнесённым «веществом P» по-прежнему не показывали никакой реакции, когда на их кожу воздействовали кислотой. «Голый землекоп – это единственное животное, которое не показывает совершенно никакой ответной реакции на кислоту, – говорит соавтор работы Томас Парк из Иллинойского университета.

В конце прошлого года немецкие исследователи изучили выраженную нечувствительность голого землекопа к кислоте. В тканях тела большинства млекопитающих углекислый газ преобразуется в кислоту, которая при возрастании её количества непрерывно воздействует на болевые рецепторы тела. Поскольку этот грызун живёт в обстановке с невероятно высоким содержанием углекислого газа, исследователи предположили, что в ходе эволюции он в итоге приобрёл видоизменённые натриевые каналы в болевых рецепторах, которые инактивируются кислотой любого рода. Известны редкие случаи, когда рождались люди без этих типов ионных каналов, называемых Nav1.7, которые не могут чувствовать боль, и есть тип анестетиков для местной анестезии, применяемых зубными врачами, в который входят вещества, блокирующие ионные каналы с целью появления такой же нечувствительности к боли.

Примерно в это же время исследователи из Института интегративной биологии Ливерпульского университета в Англии секвенировали полный геном голого землекопа и поняли, как он способен жить до трёх десятков лет в суровых подземных условиях (всё это время успешно избегая развития рака), хотя другим грызунам вроде мышей удаётся доживать всего лишь до четырёх лет. Работая совместно с учёными из Гарвардского университета, команда обнаружила, что особые гены голого землекопа, связанные с митохондриями (крошечными органеллами, которые обеспечивают клетку энергией, необходимой для движения и деления), а также с дыхательной системой и системой принятия клетками решений, экспрессируются с невероятно высокой интенсивностью по сравнению с теми же самыми генами у обычных диких мышей. Исследователи, опубликовавшие итоги своей работы в «PLoS One» в конце 2011 года, предположили, что высокий уровень активности генов, связанных с выработкой энергии и с процессами принятия клетками решений, может быть ключом к особенностям внутриклеточной среды животного, сопротивляющейся процессу старения и возникновению рака.

Из-за всех этих действительно удивительных свойств голого землекопа некоторые учёные пропагандируют более широкое использование его в научных исследованиях и замену им чрезвычайно широко употребляемой и разводимой на фермах обыкновенной мыши. Если они научат нас тому, как им удаётся полностью избежать опасности заболеть раком, даже когда опухоли преднамеренно вводятся внутрь их тела, чтобы узнать, станут ли они расти, то это была бы действительно великая вещь.