Голых землекопов не жжет ни кислота, ни перец

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.

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.

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 Иллинойского 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.

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.

Похожие статьи: