Пищухи поели ячьего помета и снизили уровень метаболизма ради выживания в зимнем Тибете.

Зоологи з'ясували, як чорногубі харчухи переживають суворі зими на Тибетському нагір'ї, не впадаючи в сплячку і не запасаючи корм. Виявилося, що в холодну пору року ці звірки на третину скорочують витрату енергії, знижують температуру тіла залежно від температури навколишнього середовища і менше рухаються. Це дозволяє їм обходитися меншою кількістю їжі. Крім того, взимку харчухи починають активніше поїдати ячий послід - доступне і легко засвоюване джерело енергії. Результати дослідження опубліковані в статті для журналу.

Тибетське нагір'я - суворе місце для життя. Літо тут коротке, а зимовими ночами температури можуть опускатися до мінус тридцяти градусів за Цельсієм. Крім того, на нагір'ї сухо і вітряно, в повітрі мало кисню, а рівень ультрафіолетового випромінювання високий. Щоб вижити в таких умовах, місцевим тваринам довелося виробляти спеціальні адаптації. Наприклад, китайські гірські кішки () обзавелися густим хутром, що захищає від холоду, а антилопи оронго () відмовилися від «дорослої» форми гемоглобіну на користь «дитячої», яка краще зв'язується з киснем.

Команда дослідників на чолі з Джоном Спікменом (John R. Speakman) з Інституту генетики і біології розвитку Китайської академії наук вирішила з'ясувати, як переживають тибетську зиму чорногубі харчухи (). Ці звірки з загону зайцеобразних - важливий компонент екосистем Тибетського нагір'я: вони служать важливим джерелом корму для місцевих хижаків і риють численні нори, де селяться інші тварини. Передбачається, що в зимову сплячку чорногубі пищухи не впадають: ця риса невідома для жодного виду харчух, зайців або кроликів. При цьому, хоча інші види харчух у великій кількості запасають на зиму висушений рослинний корм, чорногубі цього не роблять. Можливо, це пов'язано з особливостями клімату Тибетського нагір'я: тут дують такі сильні вітри, що викладені на просушку рослини просто забере. Крім того, на відкритій місцевості стожки важче захистити від злодійкуватих сородичів. В результаті взимку харчухам доводиться задовольнятися залишками літньої трави, сухими і маложивальними, що збереглися на лугах.

У 2007-2020 роках Спікмен і його колеги організували двадцять експедицій на Тибетське нагір'я, під час яких вивчали поведінку і метаболізм чорногубих харчух у двох областях, що лежать на висоті від 3400 до 4000 метрів. Крім того, окремих особин відловлювали і спостерігали за ними в неволі. Оцінивши добову витрату енергії звірят, дослідники виявили, що взимку вони витрачають щонайменше на 29,7 відсотка менше енергії, ніж влітку. Для особини вагою 150 грамів середня різниця у витраті енергії між сезонами склала 50,3 кілоджоуля на добу - а якщо враховувати тільки дорослих особин, то 111,1 кілоджоуля на добу. Якщо влітку дорослі харчухи в середньому витрачають 280,3 кілоджоуля на добу, то взимку це значення скорочується до 169,2 кілоджоуля на добу. При цьому середня температура повітря в двох районах дослідження в зимовий період на 25 градусів за Цельсієм нижча, ніж влітку. Навіть у норах харчух взимку дуже холодно - в середньому повітря охолоджується тут до мінус 12 градусів за Цельсієм.

Додатковий аналіз показав, що рівень метаболізму в стані спокою у харчух негативно корелює з температурою навколишнього середовища (p < 0,0001). Взимку цей показник в середньому на 28,7 кілоджоуля на добу нижче, ніж влітку. При цьому рівень метаболізму в термонейтральних умовах взимку на 20,5 кілоджоуля на добу нижче, ніж влітку. На думку авторів, скорочення рівня метаболізму в стані спокою в поєднанні зі зниженою фізичною активністю дозволяють чорногубим харчухам витрачати набагато менше енергії взимку - і, відповідно, обходитися меншою кількістю їжі. Крім того, дослідники з'ясували, що взимку у цих звірів поліпшуються теплоізоляційні властивості хутра.

На наступному етапі Спікмен зі співавторами оцінили рівень гормонів щитовидної залози, які пов'язані з терморегуляцією, в чотирьох популяціях чорногубих харчух. Виявилося, що влітку рівень тироксину у них вище, ніж взимку (p < 0,05). Рівень трийодтиронина змінюється аналогічним чином, але різниця між сезонами виявилася недостовірною. Під час експерименту дослідники в зимовий період на добу помістили кілька спійманих харчух у відкриті клітини, розміщені в їхньому середовищі проживання. Половині звірят давали кролячий корм, а половину тримали впроголодь. В результаті у особин, які отримували підживлення, рівень тироксину і трийодтиронина підвищився до літніх значень. У харчух з контрольної групи рівень гормонів щитовидної залози залишився на колишньому рівні. Це вказує, що концентрація гормонів у крові і, відповідно, рівень метаболізму, залежать від доступності їжі.

Дослідники припускали, що чорногубі харчухи накопичують запаси жиру влітку і восени, а потім витрачають їх протягом зими. У такому випадку звірки повинні виходить на пік маси у вересні. Однак вимірювання показали, що піщухи важать приблизно однаково у вересні та грудні, а з грудня по березень навіть додають у вазі.

Імплантувавши датчики в тіла декількох харчух, вчені з'ясували, що взимку середня температура їх тіла залежить від температури навколишнього середовища, причому як в нічний, так і в денний час (p < 0,001). При цьому ночами вона в середньому на 1,6 градуса за Цельсієм нижче, ніж вдень. Хоча температура тіла їжі падає до 34 градусів за Цельсієм, вона ніколи не перетинає рубіж в 30 градусів за Цельсієм, нижче якого у таких дрібних ссавців починається заціпеніння. Таким чином, на відміну від багатьох дрібних ссавців і птахів, чорногубі харчухи не використовують заціпеніння як спосіб вижити при низьких температурах.

Спікмен і його колеги висловили гіпотезу, що взимку харчухам вигідніше годуватися з 11:00 до 15:00, коли температура повітря найвища, а в інший час ховатися в норах. Тим не менш, спостереження за допомогою відеокамер не підтвердило дану ідею: взимку, як і влітку, ці звірки проявляють найбільшу активність за межами нір незабаром після світанку і у вечірніх сутінках. У середині дня вони повертаються в нори - можливо, через посилення швидкості вітру.

Дослідники звернули увагу, що чорногубі їжі більш численні там, де пасуться домашні яки (), але взимку поводяться тут менш активно, ніж там, де цих копитних немає (p < 0,001). Традиційно вважається, що два цих види конкурують між собою за траву. Однак Спікмен зі співавторами припустили, що в зимовий період піщухи можуть отримувати вигоду від сусідства з яками, поїдаючи їх вміло. Це пояснювало б, чому на ділянках з високою щільністю яків ці зайцеобразні взимку менше часу проводять у пошуках їжі.

У лютому 2010 року Спікмен зі совторами знайшли перше підтвердження цієї ідеї: розкривши двох харчух, загиблих під час вилову, вони виявили в їхніх травних трактах ячий послід. Крім того, кількох звірят вдалося зняти на відео під час поїдання екскрементів - причому деяких з них влітку. Судячи з усього, піщухи вживають ячий послід протягом усього року, але взимку роблять це набагато частіше. Під час додаткового аналізу дослідники вивчили вміст шлунків 304 харчух - і в 22,7 відсотка випадків виявили сліди ячої мітохондріальної ДНК. Це означає, що поїдання ячого посліду - звичайне явище серед чорногубих харчух. Можливо, реальна цифра навіть вища, оскільки під впливом сильного ультрафіолетового випромінювання генетичний матеріал в екскрементах швидко пошкоджується, так що ідентифікувати його стає неможливо. Автори допускали, що піщухи могли отримати ячу ДНК, поїдаючи забруднену їй траву, проте перевірка не виявила слідів подібного забруднення на місцевій рослинності.

Під час додаткового аналізу дослідники порівняли видовий склад мікробіоти у фекаліях яків і харчух у різні сезони року. Виявилося, що взимку мікробіта пищух набагато сильніше нагадує ячу. Це підтверджує, що піщухи поїдають поміт копитних сусідів, причому взимку роблять це набагато частіше. В результаті вони отримують достатню кількість енергії, не витрачаючи багато ресурсів на пошуки і перетравлювання їжі.

Таким чином, чорногубі харчухи в зимовий період використовують відразу кілька стратегій, що дозволяють їм зберегти якомога більше енергії. Вони збільшують теплоізоляційні властивості хутра, на третину скорочують рівень метаболізму, менше рухаються і знижують температуру тіла залежно від умов навколишнього середовища. Крім того, звірки починають активніше поїдати ячий послід. При цьому такі поширені серед тварин способи впоратися з холодами і безгодівницею, як сплячка і створення запасів їжі, чорногубі харчухи не практикують.

Раніше ми розповідали про те, як великі панди () в холодну погоду обмазуються конским гноєм. Така поведінка не допомагає їм зігрітися, але знижує чутливість термочутливих рецепторів, зменшуючи дискомфорт від холоду.