Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Л. Краусс
«Страх физики». Глава из книги


А. Бердников
Интерференция в домашних условиях. Плёнки и антиплёнки


Интервью с Л. Марголисом
Леонид Марголис: «Мне всегда было интересно, как клетки разговаривают друг с другом»


А. Иванов
Сибирь и Северная Америка были единым целым более миллиарда лет назад


П. Амнуэль
Одиночество во Вселенной


Р. Фишман
Детективы каменного века


О. Макаров
Животные, которые дарят надежду


Б. Штерн
Шкловский — 100


А. Деревянко, М. Шуньков
Откуда пришел Homo sapiens?


К. Кохась
Как Бусенька складывала числа «в столбик»







Главная / Новости науки версия для печати

Голых землекопов не жжет ни кислота, ни перец


Голова голого землекопа (Heterocephalus glaber) крупным планом. С помощью выступающих резцов землекопы роют землю. Рот при этом остается плотно закрытым. Около четверти всей мышечной массы животного приходится на мышцы челюстей. Фото © Raymond Mendez с сайта animals.nationalgeographic.com
Голова голого землекопа (Heterocephalus glaber) крупным планом. С помощью выступающих резцов землекопы роют землю. Рот при этом остается плотно закрытым. Около четверти всей мышечной массы животного приходится на мышцы челюстей. Фото © Raymond Mendez с сайта animals.nationalgeographic.com

Голый землекоп — одно из двух известных науке эусоциальных позвоночных, единственное млекопитающее с непостоянной температурой тела, покрытое самым скудным среди всех наземных млекопитающих волосяным покровом, абсолютный чемпион среди грызунов по продолжительности жизни и по разнообразию издаваемых звуков — кроме того, еще и нечувствителен к некоторым формам боли. Исследования показали, что голые землекопы не реагируют на воздействие кислоты и капсаицина (вещества, содержащегося в остром стручковом перце). Частичная потеря болевой чувствительности, возможно, связана с тем, что в многокилометровых подземных ходах голых землекопов из-за плохой вентиляции накапливается углекислый газ. На влажных стенках ходов и на слизистой дыхательных путей землекопов образуется угольная кислота H2CO3. Кожа и дыхательные пути этих животных устойчивы к действию кислоты, поэтому они могут себе позволить вовсе ее не чувствовать. Есть надежда, что исследования причин нечувствительности голых землекопов к определенным формам боли помогут разработать новые обезболивающие средства для людей.

Голые землекопы в неволе. Фото с сайта www.cas.vanderbilt.edu
Голые землекопы в неволе. Фото с сайта www.cas.vanderbilt.edu

Голый землекоп (Heterocephalus glaber) — подземный грызун, обитающий в Эфиопии, Кении и Сомали, — имеет множество необычных особенностей, отличающих его от других млекопитающих.

Волосяной покров голого землекопа столь скуден, что волосы нигде полностью не покрывают кожу, их общее число на всей поверхности тела составляет лишь около 100. Даже «голая обезьяна» (человек) далеко не такая голая, не говоря о других наземных млекопитающих.

Кроме того, все млекопитающие, за исключением одного только голого землекопа, гомойотермны (теплокровны), то есть обладают способностью поддерживать постоянную температуру тела в пределах некоторого диапазона температур окружающей среды. Голые же землекопы пойкилотермны (холоднокровны), как ящерицы или змеи.

Голый землекоп — одно из двух известных науке позвоночных (второе — дамарские землекопы, Cryptomys damarensis), которым свойственна эусоциальность, то есть подлинно общественный образ жизни — с кастами, между которыми есть разделение труда, с совместной заботой о потомстве и даже (что встречается не у всех эусоциальных животных) с неспособностью рабочих особей к размножению. Примечательно, что возможность обнаружения эусоциальности у подземных грызунов была предсказана зоологом Ричардом Александером (Richard D. Alexander) в то время, когда образ жизни голых землекопов был еще неизвестен науке.

Покрытые шерстью родственники голых землекопов — дамарские землекопы (Cryptomys damarensis). За исключением этих двух видов, млекопитающим, по-видимому, не свойственна эусоциальность (подлинно общественный образ жизни). Даже в челов
Покрытые шерстью родственники голых землекопов — дамарские землекопы (Cryptomys damarensis). За исключением этих двух видов, млекопитающим, по-видимому, не свойственна эусоциальность (подлинно общественный образ жизни). Даже в человеческом обществе нет того упорядоченного распределения трудовых и, тем более, репродуктивных функций, какое наблюдается у общественных землекопов, а также у многих общественных насекомых, например медоносных пчел. Фото © Tim Jackson с сайта www.sciencenewsforkids.org

Максимальная продолжительность жизни у голых землекопов составляет более 28 лет, в несколько раз больше, чем у любых других грызунов. Кроме того, по-видимому, ни один другой грызун не способен издавать столько разных звуков, сколько издают голые землекопы, — не меньше 18.

Ко всем необычным свойствам голого землекопа теперь добавилось еще одно. Томас Парк (Thomas J. Park) из Иллинойсского университета в Чикаго (University of Illinois at Chicago) и несколько его коллег из США и Германии опубликовали в интернет-журнале открытого доступа PLoS Biology работу, показывающую, что кожа голых землекопов нечувствительна к кислоте и капсаицину (жгучему веществу, придающему остроту стручковому перцу), а также что при действии на кожу этих животных высоких температур не происходит повышения чувствительности кожи к температурным стимулам, как это бывает у остальных млекопитающих. Голые землекопы утратили в ходе эволюции эти реакции на раздражители, но другие реакции у них сохранились: они воспринимают температуру окружающей среды, обладают тактильной чувствительностью и испытывают боль, если их уколоть или ущипнуть. Отсутствие болевой реакции на кислоту пока не обнаружено ни у одного другого позвоночного.

Частичная потеря болевой чувствительности у голых землекопов, возможно, связана с накоплением углекислого газа в их плохо вентилируемых подземных ходах. На влажных стенках ходов и на слизистых дыхательных путей землекопов при растворении CO2 в воде образуется, как в газировке, угольная кислота (CO2 + H2O <=> H2CO3). Концентрация углекислого газа в подземных ходах достигает по крайней мере 2%, а иногда, возможно, и 10%. Для людей такое большое количество CO2 в воздухе вредно, оно вызывает жжение век и дыхательных путей, но землекопы выработали устойчивость к действию таких концентраций кислоты и могут позволить себе при контакте с ней не чувствовать боли.

Двадцатидвухлетняя студентка Корнелльского университета Дара Нойманн (Dara Neumann) и голый землекоп, который на несколько лет ее старше. Фото с сайта www.sciencenewsforkids.org (© Cornell University, 2002)
Двадцатидвухлетняя студентка Корнелльского университета Дара Нойманн (Dara Neumann) и голый землекоп, который на несколько лет ее старше. Фото с сайта www.sciencenewsforkids.org (© Cornell University, 2002)

Исследования чувствительности у голых землекопов были начаты после того, как выяснилось, что в их коже отсутствует вещество P (substance P), отвечающее за передачу в спинной и головной мозг сигналов о воздействии некоторых болевых раздражителей. Когда оказалось, что у этих животных нет чувствительности к кислоте и капсаицину, то, чтобы проверить, какую роль в этом играет отсутствие вещества P, исследователи втирали в кожу землекопов на одной из задних ног сыворотку с вирусом герпеса (ДНК которого способна встраиваться в геном зараженной клетки), предварительно внедрив в ДНК вируса гены, отвечающие за синтез вещества P. Из-за этого кожа на задней ноге у исследуемых особей стала чувствительной к капсаицину (животные начали реагировать на его воздействие, облизывая обожженную капсаицином ногу), но утраченная в ходе эволюции чувствительность к кислоте так и не восстановилась, то есть, по-видимому, ее утрата обеспечивается и каким-то иным механизмом, а не только утратой вещества P.

Есть надежда, что дальнейшие исследования частичной нечувствительности голых землекопов к боли позволят разработать новые обезболивающие средства для другого лишенного шерсти млекопитающего — человека. Молекулярные механизмы чувствительности к кислоте (по-видимому, сходные у всех позвоночных) еще далеко не выяснены. Отсутствие такой чувствительности у голых землекопов делает их удобным объектом для исследования этих механизмов.

Парк и его коллеги планируют изучить чувствительность к кислоте и у других животных, умеющих переносить высокие концентрации углекислого газа в воздухе, в частности у одного из видов сурков (Marmota broweri) и у пещерной летучей мыши Tadarida brasiliensis.

Источник: Thomas J. Park et al. Selective inflammatory pain insensitivity in the African naked mole-rat (Heterocephalus glaber) // PLoS Biology. 2008. V. 6. No. 1.

Cм. также:
1) Anna Petherick. Naked mole-rats don't feel the burn // Nature News. 28.01.2008.
2) Charles Q. Choi. Strange creatures immune to pain // LiveScience. 28.01.2008.
3) Алексей Гиляров. Ленивые землекопы совершают подвиги в дождливую погоду // «Элементы», 10.04.2006.
4) Новая загадка голого землекопа // Scientific.ru, 16.12.2002.
5) Ж. И. Резникова. Разнообразие сообществ животных и подходы к их классификации (глава 8.2.1 из книги «Интеллект и язык животных и человека. Основы когнитивной этологии». М., Академкнига, 2005).

Петр Петров


Комментарии (18)



Последние новости: НейробиологияЭволюцияПетр Петров

23.07
Млекопитающие с относительно крупным мозгом более уязвимы
11.07
Архаичные гены костных ганоидов разнообразнее, чем у более молодых групп позвоночных
7.07
В бирманском янтаре мелового периода найден вымерший убийца пауков
5.07
Биоразнообразие стимулирует собственный рост
28.06
Подростки лучше учатся на положительном опыте, чем на отрицательном
21.06
Кишечная бактерия влияет на социальное поведение мышей
15.06
Получение генов пектиназ от протеобактерий резко ускорило видообразование палочников
14.06
Полиплоидность предков эукариот — ключ к пониманию происхождения митоза и мейоза
6.06
Промышленный меланизм бабочек получил генетическое объяснение
2.06
Обнаружено фундаментальное сходство между развитием актинии и развитием позвоночных

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия