Цивилизация
Американские вампиры
Команда учёных из Калифорнии, Мэриленда и венесуэльского Каракаса решили выяснить, как работают инфракрасные рецепторы летучих мышей-кровососов и как они появились в процессе эволюции. Результаты работы ученых опубликованы в новом номере Nature. Руководитель исследования Елена Грачёва из Калифорнийского университета в Сан-Франциско в своей прошлой работе уже выяснила, как работает подобный орган у змей. Исследование других видов животных, обладающих подобным «шестым чувством», стало логичным продолжением ее работы.
То, что к работе присоединились венесуэльские биологи, не случайность.
Вампировые, или десмондовые, летучие мыши, которых часто называют просто вампирами, обитают только в Южной и Центральной Америке.
К подсемейству вампировых относят всего три вида: два из них охотятся на птиц, и лишь один, Desmodus rotundus, который и стал основным объектом исследования, нападает на спящих млекопитающих, в том числе (изредка) на человека. Эхолокация у вампиров развита слабо по сравнению с другими летучими мышами. Находить жертв им помогают развитое обоняние, невероятно острый слух, позволяющий услышать дыхание спящей жертвы (http://www.biomedcentral.com/1741-7007/4/18), и чувствительность к инфракрасному излучению. Термочувствительные ямочки, находящиеся на верхней губе и видоизменённом носовом листке, дают вампиру возможность чувствовать температуры выше 29–30ºC на расстоянии около 20 см. Таким образом паразит находит доступный для укуса и извлечения крови участок кожи на теле своей жертвы — уши у большинства млекопитающих, гребень у кур, холку у лошадей.
По змеиным стопам
Питоны, удавы и гремучие змеи, которые также охотятся с помощью инфракрасных рецепторов, синтезируют специальные белки – ионные каналы типа TRPA1, которые реагируют на температуры выше 30ºC.
У других их сородичей, не способных «видеть» инфракрасное излучение, белки этого типа слегка отличаются по составу и не чувствительны к температуре.
Команда Грачёвой понимала, что имеет дело с примером конвергентной эволюции, когда сходство между организмами различных систематических групп возникает независимо, из-за близости условий обитания или поведенческих моделей. Исследователи решили, что стоит поискать причину «шестого чувства» вампиров среди ионных каналов других типов, и не ошиблись.
Общий для всех млекопитающих термочувствительный белок TRPV-1, который используется организмом для сигнализации о повышении температуры выше критической (43ºC), вампировые «перестроили» для своих нужд.
Изменения в последовательности аминокислот этого белка позволили снизить порог чувствительности до 30ºC – более высокая температура сигнализирует им о близости жертвы, причем синтезируется данный модифицированный ионный канал только в определённых клетках вокруг носа вампира, а в других органах не изменился и выполняет свою обычную защитную функцию.
Летучая мышь мыши не родня
Исследование генов, которые кодируют производство белка TRPV-1 у вампировых летучих мышей позволило сделать дополнительный вывод из исследования. Подобным образом этот белок синтезируется у млекопитающих, принадлежащих надотряду Лавразиотерии, к которым относятся, например, парнокопытные. Лишь недавно, после молекулярных исследований ДНК, летучих мышей причислили к этому надотряду. Раньше же этих крылатых созданий относили к Эуархонтоглиресам, подотряду, к которому относятся грызуны и приматы. Исследование группы Грачёвой подтверждает обоснованность пересмотра классификации.
«Наше открытие, – пишут исследователи, – свидетельствуют в пользу новой молекулярной классификации, в которой объединять летучих мышей в группу с лошадьми, собаками, коровами, кротами и дельфинами предпочтительнее, чем с человеком, обезьянами, шерстокрылами, мышами, крысами и кроликами, как изначально предполагалось на основании анатомических критериев».
Безусловно, исследование имеет важнейшее фундаментальное значение для молекулярной биологии, теории эволюции и систематики. Однако,
исследования Desmodus rotundus уже принесли и практическую пользу – на основе их слюны изготавливают лекарственный препарат десмотеплаза для профилактики и лечения нарушений мозгового кровообращения, в том числе инсультов.
Возможно, и раскрытие механизма детектирования инфракрасного излучения этими загадочными животными позволит улучшить жизнь столь неродного им человека.