Goldenberg & Wittemyer / Scientific Reports 2017
Слонята, потерявшие своих матерей, не ищут себе новых опекунов и вместо этого предпочитают проводить время со сверстниками. К такому выводу пришли американские ученые, которые в течение нескольких лет изучали поведение и социальное взаимодействие слонов на территории кенийских заповедников. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.
Крепкие отношения между матерью и ее детенышами характерны для многих видов животных. Важность такой связи подкреплена тем, что потеря матери приводит к неприятным последствиям в жизни юных особей: например, осиротевшие олени отличаются плохой (по сравнению со своими не осиротевшими сородичами) физической формой, что может существенно повлиять на их выживаемость в дикой природе. С целью компенсировать потерю матери животные могут расширить свои социальные связи, общаясь с более взрослыми сородичами, как это делают, например, медвежьи павианы.
Авторы новой работы проверили влияние потери матери на социальное взаимодействие с сородичами на примере саванных слонов (лат. Loxodonta africana). Представители этого вида живут в небольших стадах (по 9-12 особей), состоящих преимущественно из самок, среди которых самая старшая возглавляет группу (поэтому слонята воспитываются в обществе своих матерей и их сестер). Распространение браконьерства с целью добычи бивней существенно сокращает популяцию саванных слонов, поэтому изучение на их примере подобных взаимодействий — важная с точки зрения сохранения молодой популяции задача.
Исследователи в течение нескольких лет (с мая 2012 по апрель 2015 и затем с августа по сентябрь в 2017 году) следили за несколькими сотнями слонов в национальных заповедниках Самбуру и Баффало Спрингс в Кении. Под их наблюдением были как полные матриархальные слоновьи семьи (детеныши и взрослые женские особи — матери или их сестры), так и одинокие слонята, чьих близких родственников убили браконьеры.
Ученые выяснили, что осиротевшие слонята предпочитают проводить время с юными сородичами — в особенности, во время отдыха при путешествиях: средняя разница в возрасте между осиротевшими слонятами и их спутниками составляла пять лет, в то время как слонята с опекунами проводили время с сородичами, которые были на 15 лет старше. При этом количество взаимодействий не зависело от того, осиротел слоненок или нет.
Разница в возрасте (по оси y) между слоненком и его ближайшими сородичами. Левый столбец — питание (не осиротевшие и осиротевшие слонята) и отдых (не осиротевшие и осиротевшие слонята)
Goldenberg & Wittemyer / Scientific Reports 2017
На основании полученных результатов ученые сделали вывод, что осиротевшие слонята расширяют свои социальные связи с помощью сверстников, с которыми начинают проводить больше времени. При этом сокращение доступа к более взрослым сородичам может негативно сказаться на их жизни, подставляя их существование под угрозу браконьерства или голода из-за невозможности достать пропитание.
Взаимодействия матери и ребенка в животном мире часто изучаются. Так, здесь вы можете прочитать о том, как излишняя опека собаки над щенятами влияет на их успех в карьере собак-поводырей, а здесь — о том, как ледоколы разлучают самок тюленей с их детенышами.
Елизавета Ивтушок
Он повышает синтез высокомолекулярной гиалуроновой кислоты
Американские и российские исследователи обнаружили, что трансгенные мыши с повышенной экспрессией гена синтазы гиалуроновой кислоты от голых землекопов меньше подвержены спонтанному и индуцированному раку, дольше живут и дольше сохраняют здоровье. Кроме того, у таких животных значительно снижен уровень воспаления в различных тканях. Отчет о работе опубликован в журнале Nature. Голые землекопы (Heterocephalus glaber) выделяются среди грызунов крайне высокой продолжительностью жизни (в неволе — более 40 лет). Кроме того, у них слабее работают рецепторы внутреннего уха и механизмы торможения в нервной системе, зато замедлено клеточное старение и короче иммунная память (из-за чего у них больше наивных лимфоцитов для реакции на новые инфекции). Одно из главных отличий голых землекопов от других млекопитающих состоит в том, что они практически не болеют раком. Как было показано ранее, это связано с высоким содержанием в их тканях высокомолекулярной гиалуроновой кислоты. Этот гликозаминогликан составляет основу внеклеточного матрикса, участвует в пролиферации и миграции клеток, а также влияет на прогрессирование опухолей, причем его свойства зависят от молекулярной массы — высокомолекулярный обладает защитными свойствами, низкомолекулярный — наоборот. Голые землекопы продуцируют гиалуроновую кислоту с крайне высокой молекулярной массой (более 6,1 мегадальтона), которая оказывает мощную цитопротекцию. Чтобы проверить, производит ли она схожий эффект у других видов животных, сотрудники Университета Рочестера, Гарвардской медицинской школы, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Московского государственного университета под руководством Андрея Селуанова (Andrei Seluanov) и Веры Горбуновой (Vera Gorbunova) создали трансгенных мышей с управляемой повышенной экспрессией гена синтазы 2 гиалуроновой кислоты голого землекопа (nmrHas2). У самок и самцов таких животных наблюдалось повышенное содержание высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в мышцах, сердце, почках и тонкой кишке; низкое — в печени и селезенке, утилизирующих ее. Тем не менее оно было ниже, чем у голых землекопов, что, вероятно, связано с более высокой активностью гиалуронидазы у мышей. Наблюдения в когортах из 80–90 животных показало, что экспрессирующие трансген nmrHas2 мыши умирают от спонтанного рака реже, чем обычные (57 против 70 процентов). Эта разница была еще заметнее у пожилых (старше 27 месяцев) животных — 49 против 83 процентов. В эксперименте по химической индукции кожного канцерогенеза нанесением 7,12-диметилбензантраценом (DMBA) и форбол-12-миристат-13-ацетатом (TPA) число папиллом на 21-й неделе от него у трансгенных мышей было почти вдвое меньше, чем у обычных. От пола животных подверженность раку не зависела. Масса тела животных из обеих групп в течение жизни не различалась. При этом экспрессирующие nmrHas2 мыши жили дольше, чем обычные — медианная продолжительность жизни у них была на 4,4 процента, а максимальная — на 12,2 процента больше. У животных женского пола сильнее различалась медианная продолжительность жизни (на девять процентов), а мужского — максимальная (на 16 процентов). Оценка эпигенетического возраста по паттернам метилирования ДНК в печени в возрасте 24 месяцев показала, что у трансгенных мышей он примерно на 0,2 года меньше хронологического. Животные из основной группы жили не только дольше жили, но и дольше оставались здоровыми. У них медленнее, чем в контрольной группе, возрастал интегральный индекс немощности (frailty index), который рассчитывается по 31 физиологическому показателю, и они в пожилом возрасте сохраняли подвижность и координацию движений в тесте на ротароде. Кроме того, у трансгенных самок замедлялось развитие остеопороза. Анализ транскриптомов различных органов и тканей экспрессирующих nmrHas2 пожилых мышей выявил особенности, присущие молодым животным, и пониженный уровень воспаления, связанного с возрастом. Молекулярные исследования показали, что высокомолекулярная гиалуроновая кислота производит противовоспалительные и иммунорегулирующие эффекты, а также предохраняет клетки от окислительного стресса. Кроме того, она стимулирует барьерную функцию кишечного эпителия, сохраняет стволовые клетки кишечника и поддерживает оптимальный состав кишечной микробиоты, что дополнительно способствует снижению возрастного воспаления. Таким образом, высокомолекулярная гиалуроновая кислота, произведенная трансгеном nmrHas2, продлила жизнь мышей и сохранила их здоровье в пожилом возрасте, подавляя возрастные воспалительные реакции. Это значит, что эволюционные адаптации долгоживущих животных, таких как голый землекоп, можно искусственно воспроизвести у других видов — возможно, и у человека — с пользой для их здоровья. Также полученные результаты указывают на потенциал клинического применения высокомолекулярной гиалуроновой кислоты для лечения возрастных воспалительных заболеваний кишечника и других органов, заключают авторы работы. В 2016 году исследователи из Великобритании, Германии и ЮАР выяснили, что низкая болевая чувствительность голых землекопов связана с мутацией гена одного из рецепторов воспринимающих боль нейронов. Годом позже американские, немецкие, британские и южноафриканские ученые показали, что эти животные могут долго обходиться без кислорода — в эксперименте они выжили 18 минут в атмосфере чистого азота, после чего восстановили аэробный метаболизм.