Обычные землеройки имеют один из самых высоких показателей метаболизма среди млекопитающих. Поэтому они должны потреблять значительное количество энергии для своего относительно низкого веса тела. Поскольку их жировые запасы быстро израсходованы, они часто умирают от голода всего через несколько часов без еды. Тем не менее лесные землеройки и их близкие родственники весьма эволюционно успешны и довольно широко распространены, особенно в северном полушарии.
Дина Дехманн, ученая из Института поведения животных Макса Планка в Радольфцелле, надеется выяснить, как животные справляются с большими колебаниями в питании и других ресурсах. Например, как крошечные землеройки могут справиться с холодом и нехваткой продовольствия зимой? Но исследования с дикими землеройками занимают много времени и ресурсов. Из-за их строгого территориального поведения, животные должны содержаться в больших индивидуальных помещениях на протяжении экспериментов.
Сжатие осенью, выращивание весной
В отличие от многих других животных, обычные землеройки не хранят пищу и не впадают в спячку. Вместо этого они адаптируются совершенно по-другому: после рождения летом они быстро растут до максимального размера. Но осенью они начинают уменьшаться и теряют приблизительно десять 20 процентов своей массы тела. Уменьшается не только жир и мышечная масса; внутренние органы, такие как мозг, также сокращаются. Начиная с февраля, землеройки снова начинают расти, пока весной не достигнут максимального размера. Однако некоторые ткани, такие как мозг, только частично растут снова. Это сезонное изменение размера тела, которое крайне редко встречается в животном мире, также известно как феномен Дехнела.
Однако эта стратегия кажется немного парадоксальной. Несмотря на густой зимний мех, можно ожидать, что землеройки будут легче остывать при зимних температурах, потому что у мелких животных соотношение поверхности тела к массе тела неблагоприятное. Из-за этого они теряют больше тепла в холодном окружающем воздухе. На самом деле связь между массой тела, температурой и скоростью метаболизма является фундаментальным законом экологии.
Постоянное энергопотребление
Чтобы выяснить, как сезонное изменение размера тела влияет на потребление энергии землеройками, Дехманн и ее команда измерили метаболизм животных в соответствующие температуры наружного воздуха в разные времена года. Результаты были удивительными. «Простому землероею каким-то образом удается обмануть эволюцию», – говорит Дехманн. Несмотря на уменьшенный размер тела, землеройки зимой не потребляют больше энергии на грамм массы тела, хотя температура может колебаться более чем 30 градусов. Это не потому, что они менее активны зимой. Видеозаписи исследователя показывают, что хотя землеройки отдыхают немного больше, это может объяснить лишь небольшую часть различий в потребностях в энергии.
Ученые подозревают, что землеройки постоянно выделяют чрезмерное количество тепла из-за их высокой метаболической активности и поэтому не нуждаются в повышении скорости метаболизма зимой. Меньший размер тела просто означает, что они должны потреблять меньше энергии в целом. Это выгодно, учитывая дефицит продовольствия зимой. «Как именно это работает, до сих пор неясно. Есть еще несколько открытых вопросов, которые мы хотели бы исследовать в дальнейших экспериментах», – говорит Дехманн. Особый метаболизм лесных землеройок может даже пролить свет на исследования болезней человека, в которых метаболизм играет роль.