Жара и засуха сгущают кровь диких млекопитающих

Глобальное потепление уже стало серьёзным испытанием для крупных диких животных — от слонов до антилоп. Однако новые данные показывают, что даже небольшие млекопитающие, эволюционно приспособленные к жизни в экстремальных условиях, начинают приближаться к физиологическим пределам выживания. Исследование, проведённое на африканских полосатых мышах, демонстрирует, что повышение температуры и усиление засухи буквально отражаются в их крови.

Группа эколого-физиологов под руководством Линделани Макуи, Антуана Стьера и Карстена Шрадина изучила, как изменения климата сказываются на состоянии диких млекопитающих, используя осмоляльность крови — показатель концентрации растворённых веществ. Из физиологии известно, что обезвоживание приводит к сгущению крови, однако до сих пор этот эффект практически не изучался у животных, живущих в дикой природе, да ещё и в долгосрочной перспективе.

Объектом исследования стала африканская полосатая мышь (Rhabdomys pumilio), обитающая в полупустыне Суккулент-Кару на юге Африки. Этот регион отличается резкими сезонными контрастами: прохладная и относительно влажная зима сменяется жарким и сухим летом, когда температура нередко превышает 40 °C. При этом в ландшафте отсутствуют постоянные источники воды, и мыши получают влагу исключительно из сочных растений, которыми питаются.

Уникальность исследования заключалась в массиве данных. За 12 лет полевых наблюдений учёные собрали и заморозили более 8 000 образцов крови, изначально предназначенных для изучения гормональной регуляции социального поведения. Избыточные пробы были сохранены, что позволило провести новое исследование без дополнительного вмешательства в жизнь животных. Такой объём материала дал возможность проследить, как погодные условия и доступность пищи влияют на физиологию млекопитающих на протяжении многих лет.

Анализ показал, что в сезон дождей полосатые мыши не испытывают признаков обезвоживания. Однако в засушливые периоды осмоляльность их крови возрастала на 2–3 %. На первый взгляд это может показаться незначительным изменением, но в реальности химический состав крови регулируется чрезвычайно жёстко. Даже столь небольшой сдвиг означает серьёзную физиологическую нагрузку. Для сравнения: аналогичное изменение солёности океанской воды могло бы привести к разрушению целых морских экосистем.

Высокая осмоляльность — состояние, известное как гиперосмоляльность, — сама по себе не является заболеванием. Однако она указывает на обезвоживание или снижение функции почек. В тяжёлых случаях это может привести к повреждению клеток, нарушению работы органов и гибели организма. В условиях дикой природы даже умеренное сгущение крови означает, что запас прочности у животного стремительно сокращается.

Исследование показало, что степень сгущения крови напрямую зависела от суровости засушливого сезона. Чем выше были температуры, тем выше оказывался риск обезвоживания. Но ещё более важным фактором оказалась доступность сочных, влагосодержащих растений. Когда такие растения становились редкими, кровь мышей сгущалась значительно сильнее. Это указывает на то, что выживание в условиях засухи зависит не только от способности переносить жару, но и от наличия пищи, которая одновременно служит источником воды.

Авторы отмечают, что сходные процессы, вероятно, происходят и у более крупных и труднодоступных для исследований видов — таких как львы или антилопы. В этом смысле полосатая мышь становится модельным видом, позволяющим заглянуть в скрытые физиологические механизмы адаптации пустынных млекопитающих к изменению климата.

Особое значение работы заключается в прикладном выводе. Учёные впервые показали, что осмоляльность сыворотки крови — чувствительный и практичный индикатор экологической жёсткости среды для диких млекопитающих. Этот показатель позволяет понять, что именно ограничивает выживание популяций — нехватка воды, дефицит пищи или сочетание обоих факторов. В зависимости от этого природоохранные меры могут быть направлены либо на обеспечение доступа к воде, либо на сохранение кормовой базы.

С практической точки зрения метод доступен и относительно прост. Измерение осмоляльности занимает считанные минуты и может проводиться с помощью компактного осмометра, пригодного для полевых условий. По мнению авторов, такой прибор должен стать стандартным инструментом для ветеринаров и специалистов по охране дикой природы.

Исследование опубликовано в Journal of Experimental Biology.