Голые землекопы — супергерои в мире животных

7fb8fff28d9f9f42d684f77823f7341e.jpg Под сухими равнинами Восточной Африки обитают животные, которые удивляют и своей внешностью, и своими возможностями. Речь идет о голых землекопах. Их тело не покрыто шерстью, у них очень плохое зрение но хорошее обоняние, осязание и сильные лапы. Эти животные могут выкапывать в земле длинные ходы протяженностью в несколько километров. Живут они колониями вплоть до 300 обитателей. Главная в колонии — королева. Это единственная самка, которая воспроизводит потомство. Появившиеся на свет грызуны быстро взрослеют. Всю свою жизнь (около 30 лет) эти животные проводят в условиях малого количества еды и воды. Голые земплекопы — мелкие животные с длиной тела 8—10 см, хвоста — 3—4 см и весом 30—35 г. Самки крупнее: весят от 50 до 80 г. Голый землекоп обитает в сухих саваннах и полупустынях Кении, Эфиопии и Сомали. Это скрытные роющие животные, питающиеся подземными частями растений, в том числе сочными клубнями и луковицами. Пищу запасают в специально обустроенных подземных кладовых. Голые землекопы совсем не пьют воду и питаются почти исключительно клубнями растений. Влагу они получают вместе с пищей. Видимо, для того, чтобы хоть как-то нивелировать тяготы жизни голых землекопах, природа наградила их уникальными возможностями. Например, у них практически не бывает рака. Живут они гораздо дольше, чем другие грызуны — 30 лет и более. Кроме того, эти животные нечувствительны к кислотным ожогам и не чувствуют боли при температурных ожогах. Да и без ожогов грызун не чувствует боли при воздействии высокой температуры. Кроме того, землекопы отличаются выносливостью к высоким концентрациям CO2. Интересно, что несмотря на почти полное отсутствие внешней слуховой раковины, слух животных острый, о чём свидетельствует обширный репертуар звуков, издаваемых землекопами. Ученые долгое время изучают голых землекопов, стараясь понять, чем обусловлены их уникальные особенности. Недавно в авторитетном издании Cell Reports появилась статья, объясняющая нечувствительность голых земплекопов к боли. Как оказалось, эволюционные изменения привели к модифицированию аминокислот в их болевых рецепторах. Кроме того, специалисты отмечают практически полное отсутствие «болевого нейротрансмиттера» у взрослых особей. Ученые предполагают, что голые землекопы вряд ли получили свои уникальные возможности, если бы не жили в экстремальных условиях, включая социальные особенности. Специалистам известны всего два вида животных, чей образ жизни настолько похож на образ жизни общественных насекомых — это голые землекопы и их близкие родственники — слепыши. Самки в колонии дерутся до смерти за право быть королевой, после чего занимают это социальное положение вплоть до 15 лет подряд. Сменив социальный статус, животное увеличивается в размере, причем не только благодаря набору веса, но и благодаря увеличению расстояния между позвонками. После смерти королевы начинается смертельная драка между фертильными самками колонии, и после окончательной победы главой становится самка-победитель. Успешные колонии могут быть очень большими, с разветвленной системой ходов. Землю голые землекопы копают при помощи лап и зубов. Несмотря на то, что гнездовые камеры довольно большие, туда может набиваться много обитателей, что, вероятно, причиняет им некоторые неудобства. Землекопы, как и другие животные, имеют склонность к термальной гипералгезии. Это явление характерно и для человека. Пояснить природу термальной гипералгезии не так сложно. Представьте себе, например, сильно обожженную солнцем кожу на спине. Что вы почувствуете, если направить на этот участок теплую воду? Не горячую, а действительно теплую, какой мы чувствуем температуру воды в обычном состоянии. Но для обожженного участка эта вода покажется крайне горячей. Все дело в том, что сенсоры температуры, расположенные на поврежденном участке, химически «перестимулированы» в результате действия огня, солнечных лучей или любого другого источника энергии. Поэтому даже нежное прикосновение к ожогу воспринимается сенсорами, как болевое ощущение. Сигнал боли отсылается в мозг, и живое существо чувствует боль. Все логично. В случае голых земплекопов дело обстоит немного по-другому. Когда животное копается в сухом грунте, то сенсоры, расположенные в коже, перевозбуждаются. Но в это время грызун не чувствует боли, как это происходит, например, с человеком. А все благодаря особым изменениям в структуре аминокислот кожных сенсоров животного. Эти изменения привели к тому, что голый землекоп не чувствует боли при воздействии высокой температуры. После инъекции нейротрансмиттера, известного, как «вещество P», болевые ощущения у землекопов проявляются в полной мере.7f85a8b2441e47ebdc2c03620ed3b410.jpg «Мы считаем, что эволюционные изменения привели к тому, что болевая чувствительность грызунов не исчезла совсем, поскольку она представляет собой несомненную пользу для животного. Но природа ослабила болевые ощущения землекопов до такой степени, что они не доставляют грызуну особых неудобств. Голые землекопы живут под землей в пустынных регионах, им достается не так много еды. Уровень метаболизма землекопов значительно ниже уровня метаболизма любого из млекопитающих. В этих условиях эволюция убрала то, что не является исключительно необходимым», — говорит Гэри Левин, ведущий автор исследования. Левин с коллегами также обнаружил, что землекопы рождаются с нормальной кожной чувствительностью к теплу. Но, вырастая, они эту способность теряют. Это помогает им сохранять больше энергии, которая нужна в условиях, при которых существуют землекопы. Что интересно, так это то, что небольшие изменения в структуре аминокислот организма грызунов привели к значимым последствиям. Теперь грызуны живут без постоянного дискомфорта, который, несомненно, они бы испытывали, если бы у них была нормальная чувствительность к высокой температуре. И это правильно, поскольку боль вовсе не всегда нужна живому организму. В некоторых случаях она только мешает. В случае голых землекопов боль была бы препятствием к выживанию всего вида. И эволюционный процесс привел к исчезновению восприимчивости животного к «тепловой боли», как таковой. DOI: 10.1016/j.celrep.2016.09.035

голый землекоп успешно борется со старением и раком

Сколько живет голый землекоп?

Впервые голый землекоп был обнаружен в конце XIX века в Африке немецким естествоиспытателем Рупель, он нашедший его совершенно случайно и решил, что ему попался больной экземпляр мыши, потому как у него совсем не было шерсти. До начала XXI века это животное не привлекало к себе столь приствольного внимания, в основном изучалась их необычная социальная структура, но с появлением технологий позволяющих изучать генетический код, удалось установить просто потрясающие свойства голого землекопа. В 2011 году секвенирование генома практически одновременно выполнили в нескольких лабораториях.

Оказалось, что голый землекоп практически не имеет ухудшения здоровья с возрастом — у него не ослабевает сердце, не ухудшается плотность костной ткани, и не снижается половая функция, все параметры жизнедеятельности практически постоянны на протяжении всей жизни, а его жизнь длится в 6 раз дольше любого подобного по размерам животного обычные мыши живут от 3 до 5 лет, а голый землекоп около 30 лет т, е голые землекопы не стареют! Вообще, раньше ученые понятия не имели, как долго может жить голый землекоп — в некоторых учебниках писали, что 8 лет. В настоящее время подтвержденная максимальная продолжительность их жизни — 32 года, один экземпляр умер в этом в возрасте в 2010 году, хотя сейчас есть экземпляры, пережившие этот возраст в германии несколько землекопов живет уже 36 лет.

Ученые ставили различные эксперименты на голых землекопах пытаясь искусственно вызвать у них раковые опухоли — поливали кислотой, облучали радиацией, но у них ничего не получалось. Выяснили только, что голые землекопы практически не чувствуют боли, и устойчивы кислоте, и могут очень много времени провести даже без кислорода. До начала 2016 года считалось, что голый землекоп не болеет раком, но потом всё-таки было зарегистрирован один случай болезни у 22-летнего самца была обнаружена злокачественная опухоль — аденокарцинома, во втором случае у 20-летнего голого землекопа был обнаружен рак нейроэндокринной и гормональной систем. Всего два случая на достаточно большое количество животных, которые контролируются в мире это достаточно хороший показатель, хотя немного и разочаровывающий, кроме голого землекопа, раком редко болеют слоны, у них есть 20 дополнительные копии гена TP53, которые могут защищать их от рака, у человека их всего 2 от каждого из родителей.

Почему голый землекоп не стареет?

Оказалось все дело в генетике эволюция позаботилась о голом землекопе и в отличие от человека позволила ему выработать геном в котором отсутствуют многие пути старения присущие другим животным и человеку, а также есть гены помогающие в этой борьбе которых нет у человека. Обычные животные, имеющие шанс погибнуть в первые годы, после рождения не живут долго — эволюции незачем вырабатывать генотип необходимый для долгой жизни если главная цель — оставить потомство прежде чем тебя съест какой-нибудь хищник.

Голый землекоп живет под землей, и не имеет естественных врагов — поэтому эволюция развивала его геном в области долголетия и противодействия болезням. Подобные механизмы вырабатывались и у других животных достаточно хорошо защищенных от хищников, например: слоны живут дольше многих подобных по размеру животных за счет того, что не имеют естественных врагов, гигантские черепахи — защищены панцирем и поэтому выработали механизмы защиты от старения. О максимальной продолжительности жизни животных и человека  я писал в статье:

Максимальная продолжительность жизни человека и животных – кто дольше?

Многие открытия в генетике голого землекопа сделали русские ученые, но живущие в США семейная пара: Вера Горбунова и Андрей Селуянов, работающие в лаборатории биологии старения Ротчерского университета. Они изучали клетки голого землекопа и сравнивали их механизм роста и деления с механизмами деления, происходящими в клетках обычных мышей живущих не более 3 лет. Им удалось установить ген, который контролирует клеточное рост у голого землекопа и предотвращает развитие рака, за счет производства специального вида гиалуроновой кислоты в клетках. Как говорят ученые гиалуроновая кислота, которую сейчас продают в таблетках не идет ни в какое сравнение с кислотой производимой в клетках голого землекопа.

У нас — людей, много общего в геноме с геномом голого землекопа: также есть генетический путь, производящий гиалуроновую кислоту, но энзим ответственный за этот процесс недостаточно активен поэтому она получается недостаточно вязкой, возможно используя технологии генной инженерии CRISPR или даже обычные препараты получиться воздействовать на этот энзим — тогда человек также сможет быть более устойчивым к раку и к старению, как и голый землекоп.

У голого землекопа в сумме есть несколько механизмов помогающих ему бороться со старением и раком:

  • Механизм производства высокоактивной гиалуроновой кислоты
  • Механизм более точного производства белков необходимых для жизнедеятельности
  • Механизм удаления поврежденных белков и клеточного мусора из организма

Биологам уже понятны многие из механизмов этих процессов, полное понимание позволит, сделать эффективной и безопасной для человека генетическую терапию неизлечимых болезней и даже старения.

Голые землекопы в МГУ

колония голых землекопов МГУ

В России не водятся голые землекопы, но их к нам привезли для исследования механизмов борьбы со старением в сентябре 2016 года. Сейчас в МГУ их целая колония, состоящая из огромного количества пластиковых трубок, колония хоть и не очень большая — всего 25 особей, но планируется, что за год размер колонии увеличится в 10 раз! Есть даже возможность посмотреть на голого землекопа онлайн, в МГУ установили онлайн камеры, смотреть на голого землекопа онлайн.

Голый землекоп видео

Рекомендую посмотреть интересное видео о голом землекопе на ютуб канале «всё как у зверей»

Вывод: голый землекоп удивительное животное являющееся практически идеальной моделью здоровой генетики для долголетия — он отличается устойчивостью к раковым заболеваниям и при этом чрезвычайно долгой жизнью, в близком будущем, используя фрагменты и механизмы его генетического кода, вероятно, удастся решить проблему рака и замедлить старение человека.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

The following two tabs change content below.Используемые источники:

  • https://habr.com/ru/post/398187/
  • https://vechnomolod.ru/sekrety-dolgozhitetey/golyj-zemlekop

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий