Аномальное тепло помешало мышам и хомячкам вырастить детей

Периоды аномально жаркой погоды снижают выживаемость детенышей грызунов в возрасте, когда они питаются материнским молоком, сообщается в Proceedings of the National Academy of Sciences. При слишком высокой температуре самки либо производят намного меньше молока (и их детеныши хуже растут), либо гораздо чаще убивают потомство. Пока это показали только на лабораторных популяциях домовых мышей и барабинских хомячков, но если результаты подтвердятся и на диких грызунах, это может означать, что «волны тепла» для мелких млекопитающих опаснее, чем повышение среднегодовой температуры воздуха.

Хотя изменение климата, которое сейчас наблюдается по всему миру, безусловно, влияет на все природные сообщества, само по себе повышение средней температуры на несколько градусов не несет угрозы эндотермным животным — таким, у которых температура тела определяется прежде всего обменом веществ, а не внешними факторами. Однако эпизоды аномального тепла (heatwaves) могут быть опасны, к примеру, для мелких эндотермных млекопитающих — грызунов.

Поскольку на единицу объема тела у них приходится больше его площади, чем у крупных зверей, то остывают они гораздо быстрее, а многие их адаптации направлены на то, чтобы не переохладиться. Напротив, приспособлений, защищающих грызунов от перегрева, мало: к примеру, эти животные не так интенсивно потеют, как люди, и не высовывают язык (то есть не используют тепловую одышку) для охлаждения, как собаки. Поэтому при температурах от 35 градусов Цельсия многие мелкие грызуны погибают.

Есть определенный уровень интенсивности обмена веществ, ниже которого грызуну не удастся опуститься, и он тем более высокий, чем животное мельче. Также этот уровень зависит и от периода жизни млекопитающего. Скажем, когда самка вырабатывает молоко, чтобы кормить детенышей, уровень интенсивности метаболизма у нее выше, чем когда ей не приходится иметь дело с потомками. Поэтому исследователи из нескольких китайских и британских университетов во главе с Джоном Спикменом (John R. Speakman) из Абердинского университета предположили, что периоды аномальной жары будут сильно влиять на кормящих самок грызунов.

Свое предположение они проверили на животных двух видов — домовых мышах (Mus musculus, Swiss) и барабинских хомячках (Cricetulus barabensis). Самок этих грызунов содержали при температуре 21 градус Цельсия. Часть животных не имела потомства, и их использовали в экспериментах по определению уровня потребления энергии либо максимальной температуры воздуха, совместимой с жизнью: сутки (или меньше, если состояние подопытных становилось близким к критическому) держали при температуре 38, 40 или 42 градуса. Интенсивность потребления энергии рассчитывали с помощью воды двойного мечения, в которой и кислород, и водород представлены тяжелыми изотопами. Также ученые определяли энергетические затраты самок на производство молока.

Кроме того, исследователи провели опыты с кормящими самками хомячков и мышей. В них матерей с выводками через шесть дней после родов на десять дней пересаживали из клеток с температурой воздуха 21 градус в клетки, где воздух был нагрет до 27, 30, 33 или 36 градусов Цельсия. Всем животным ежедневно измеряли массу тела. Кроме этого оценивали среднее количество детенышей в помете и сравнивали его у грызунов, живущих в повышенной температуре, и у особей из контрольных групп.

В экспериментах по выявлению максимальной температуры, которую способны перенести некормящие самки домовых мышей и барабинских хомячков, ни оно животное не умерло даже при 42 градусах, однако несколько кормящих особей этих видов погибло всего через несколько часов после нахождения при температуре 36 градусов. Получается, что лактация снижает устойчивость грызунов этих видов к жаре. Самки с детенышами, которых держали при 30 градусах и выше, ели существенно меньше, чем те, кто жил в более прохладных помещениях, и за период наблюдения теряли в среднем до 14,6 процента массы (в случае гибели — до 20 процентов).

И у мышей, и у хомячков энергетические затраты на производство молока снижались, если животных содержали при температуре выше 21 градуса. Напрямую объем производимого молока не измеряли, но предполагается, что он тоже падал. В результате снижалась скорость роста детенышей: при 33 градусах у хомячков на 12,7 процента, у мышей — на 20 процентов. У барабинских хомячков также резко подскакивала смертность, вероятно, из-за того, что самки начинали чаще убивать потомков. Хомячки плохо переносили нехватку ресурсов, в отличие от мышей: те лучше приспосабливались к малому количеству молока при жаре, поэтому смертность мышат почти не повышалась (хотя росли они тоже медленнее).

Получается, что изменение климата, в результате которого периоды аномальной жары участятся по всему миру, может крайне негативно сказаться на способности мелких грызунов размножаться и выводить потомство: в период лактации эти животные особенно чувствительны к жаре. Соответственно, им будет сложнее поддерживать и восстанавливать численность. Однако авторы отмечают, что результаты исследования получены на особях, которые, как и многие поколения их предков, жили в лабораториях, где температура стабильна. Поэтому, чтобы делать глобальные выводы, нужно провести эксперименты на зверьках из дикой природы.

Кроме молока млекопитающие и другие животные кормят детенышей самыми разнообразными субстанциями: собственной кожей, выделениями из зоба, слизью и прочим. Об этом можно узнать больше из нашего материала «Немолоко».

Светлана Ястребова

Источник: nplus1.ru