Исследователи прослушали сердце летучих мышей в полете
Ученые из Констанца измерили частоту сердечных сокращений летучих мышей в дикой природе в течение нескольких дней, включая полные полеты — впервые для вида летучих мышей. Чтобы записать ЧСС самцов рыжих вечерниц в полете, ученые прикрепили к животным датчики ЧСС весом менее одного грамма, а затем сопровождали их на самолете, пока мыши летали, иногда более часа, в поисках пищи.
Их результаты, опубликованные в Proceedings of the Royal Society B, показывают, сколько энергии летучие мыши потребляют в течение дня и какие стратегии энергосбережения используют для выживания.
Исследователи из Института поведения животных Общества Макса Планка (MPI-AB) и Констанцского университета использовали специальный метод для изучения самцов рыжих вечерниц, обитающих по всей Европе. Их целью было понять, сколько именно энергии летучие мыши потребляют в течение дня и как это меняется в течение года.
«Летучие мыши — удивительные животные, которые часто делят среду обитания с нами, людьми, — говорит ведущий автор исследования Лара Кейхер. — Но летучие мыши все еще окутаны тайной. У нас до сих пор нет четкого ответа на простые вопросы: сколько пищи им нужно и могут ли они найти ее достаточно в разные сезоны, чтобы выжить?»
Чтобы предсказать, как летучие мыши справятся в меняющемся климате, по словам Кейхер, крайне важно знать их потребности в энергии.
Летучие мыши с датчиками ЧСС
Чтобы выяснить это, ученые оснастили летучих мышей небольшими датчиками ЧСС весом всего 0,8 грамма. Как и у людей, по частоте сердечных сокращений можно определить расход энергии. Передатчики, которые мыши носили всего несколько дней, отправляют звуковой сигнал сердцебиения, который затем записывается с помощью радиоприемника. Однако это работает только если приемник находится в пределах нескольких сотен метров от мышей.
«Днем не было проблем записывать сердцебиение без серьезных перерывов, потому что летучие мыши отдыхали в дуплах деревьев или домиках для рукокрылых», — говорит Кейхер, проводившая исследование в рамках докторской диссертации в Констанцском университете и MPI-AB.
Ночью же летучие мыши вылетают на охоту за насекомыми и могут преодолевать несколько километров за короткое время. Чтобы сопровождать мышей круглосуточно, включая ночной полет, исследователи летали на небольшом самолете, следя за отдельными особями в течение целых полетов продолжительностью более часа.
«Думаю, мы удивили жителей Констанца, когда наш маленький самолет кружил поздно ночью над островом Майнау», — вспоминает Кейхер.
Бодрствование днем
Команда, в которую также входили сотрудники Швейцарского института исследований снега и лавин и Фрайбургского университета, обнаружила, что ЧСС летучих мышей достигает около 900 ударов в минуту во время полета. По словам Кейхер, анализировавшей сигнал, «для наших ушей это звучало как один высокий тон».
Используя уникальные записи сердцебиения, ученые обнаружили удивительные стратегии, которые летучие мыши используют для распределения энергопотребления в разные сезоны. Они выяснили, что самцы рыжих вечерниц потребляют летом до 42% больше энергии по сравнению с весной. Это в основном связано с тем, что весной мыши впадают в своего рода кратковременную дневную спячку, известную как «оцепенение» (torpor) — энергосберегающее состояние, при котором ЧСС может снижаться до шести ударов в минуту.
«Мы видели, что весной летучие мыши могли резко увеличивать частоту сердечных сокращений при пробуждении, достигая максимальной скорости в 900 ударов в минуту всего за несколько минут», — говорит Кейхер.
Команда была удивлена, что самцы летом вообще не использовали оцепенение. Кейхер объясняет: «В теплые месяцы, когда пищи много, самцы бодрствуют днем, чтобы вкладывать энергию в производство спермы и быть готовыми к спариванию осенью».
Чтобы восполнить затраченную энергию, самцы летом охотятся в два раза дольше, чем весной, и съедают за ночь до 33 хрущей или более 2500 комаров.
Результаты позволили получить представление об энергетических проблемах летучих мышей и их удивительных стратегиях выживания. Это понимание позволит лучше прогнозировать, как все более экстремальные перепады температур или изменения в доступности пищи повлияют на жизнь животных и потенциально будут угрожать им.
Старший автор исследования, ученый MPI-AB Дина Дехманн, говорит: «Все виды летучих мышей находятся под защитой в Германии, а некоторые находятся под угрозой исчезновения. Фундаментальные исследования, изучающие поведение животных и их адаптацию к окружающей среде, могут помочь нам разработать защитные меры, чтобы, например, рыжие вечерницы продолжали радовать нас в ночном небе над Констанцем».