Пустынные гоферы не могут есть любимую пищу при высоких температурах
Пустынные гоферы (род Neotoma) сталкиваются с множеством трудностей, включая хищников и жару. Их основной источник пищи — креозотовый куст (Larrea tridentata), растение, настолько токсичное, что его избегают почти все животные.
Однако уникальная адаптация, позволяющая гоферам обезвреживать токсины креозота, может оказаться под угрозой из-за роста температур, как показало исследование Университета Юты, опубликованное в Molecular Ecology. Причина в том, что печень млекопитающих (включая человека) может быть менее эффективна в детоксикации при более высоких температурах.
«Кажется, что в печени при более низких температурах происходит больше процессов», — говорит Патрис Курнат Коннорс, первый автор исследования.
Выносливые гоферы
Профессор Денис Диринг изучает пустынных гоферов более 20 лет. Это одни из немногих грызунов, специализирующихся на поедании растений. Например, гофер Стивенса в северной Аризоне питается почти исключительно можжевельником. «Он ежедневно потребляет дозу скипидара, которая убила бы человека», — говорит Диринг.
Предыдущие исследования показали, что при повышении температуры пустынные гоферы едят меньше креозота. Учёные предположили, что причина — в изменении функции печени, которая перерабатывает токсины.
Печень в состоянии стресса
В новом исследовании учёные проанализировали, какие гены в печени гоферов включаются или выключаются при повышенных температурах. Температуры были не экстремальными для пустынного животного: 26 °C (79 °F) против 22 °C (71 °F) в «прохладной» группе.
«Это температуры, которые для них не проблема. Но мы всё равно видим различия в экспрессии генов в печени», — отмечает Коннорс.
Активность основных путей детоксикации существенно не изменилась, но у животных в тепле общая активность генов печени была примерно вдвое ниже, чем у животных в прохладе. Наиболее значимые различия были в генах, связанных с метаболизмом. Один ген регулирует метаболизм витамина А, который может быть предшественником ферментов детоксикации. Другой ген связан с глюконеогенезом — процессом образования глюкозы из белков и липидов.
«Это то, что ваша печень делает, когда ей не хватает энергии. Это не идеальный способ получения энергии в печени», — объясняет Коннорс.
Это касается не только гоферов
Замедление функции печени у гоферов не совсем удивительно, поскольку «температурозависимая токсичность» влияет и на других млекопитающих, включая людей. В 1959 году фармакологи из Университета Майами протестировали токсичность 58 соединений на крысах при температурах от 8 °C (46 °F) до 36 °C (96 °F). Две трети этих соединений были наиболее токсичны при высоких температурах и наименее токсичны при промежуточных.
Для человека это означает, что таблетка парацетамола, принятая в июле, может действовать дольше, чем принятая в январе, поскольку печень при более низких температурах эффективнее выводит лекарства и токсины из организма.
Причина эффекта может быть связана со стратегиями терморегуляции организма. Печень — крупный орган, выделяющий тепло в ходе обычных биологических процессов.
«Вы не хотите, чтобы ваша печень работала сверхурочно летом, иначе она станет слишком горячей. Мы думаем, здесь есть компромисс между ролью печени в терморегуляции и детоксикации», — говорит Коннорс.
Последствия для экосистемы
По данным метеостанций, с 1989 года максимальные месячные температуры в среде обитания гоферов сильно не выросли. Однако средние минимальные температуры в июле сейчас примерно на 2,8 °C (5 °F) теплее.
Если пустынные гоферы больше не смогут переносить свою предпочтительную диету, они могут быть вынуждены сместить ареал в более прохладные районы. Это может иметь волновые эффекты для более мелких млекопитающих, населяющих брошенные гнёзда гоферов, а также для сов и койотов, для которых гоферы являются источником пищи.
Сейчас коллеги Диринг и Коннорс в Австралии задаются теми же вопросами о крупных сумчатых, питающихся листьями эвкалипта. «Это другая токсичная проблема. Это может быть серьёзным вызовом для травоядных млекопитающих», — заключает Коннорс.