Журнал «Вокруг Света» №10 за 2009 год

Голые короли и королевы

Согласно статистическим закономерностям, крупные животные обычно живут дольше мелких. Внутри отрядов этот принцип действует почти как железный закон, хотя есть и отступления от правил. Рекорд среди грызунов принадлежит голым землекопам, существам весом всего в несколько десятков граммов. Но это не мешает им проживать до 26—28 лет. Впрочем, это только одно из множества удивительных свойств африканского зверька. Фото вверху: NEIL BROMHALL/NATURE PL.

Зоосправка

Мелкий грызун: длина тела 8—10 сантиметров, вес взрослой особи 30—35 граммов (королевы — 50—80 граммов). Значительная часть веса тела приходится на непропорционально крупную голову с мощными мышцами челюстей. Шея укорочена, конечности короткие и тонкие, на передних и задних по пять пальцев. Хвост длиной 3—4 сантиметра. Шерстяной покров практически отсутствует, кожа морщинистая. Глаза очень малы (0,5 миллиметра), зрение развито слабо. Ушные раковины сильно редуцированы, но слух хороший, что позволяет животному пользоваться сложной системой звуковой коммуникации (не менее 18 отдельных сигналов). Распространен на крайнем востоке Африки: в Сомали и восточной части Эфиопии и Кении. Живет семьями-колониями; обычная их численность — 70—80 особей, наибольшая зарегистрированная — 295. Практически всю жизнь проводит под землей, на поверхность выходит крайне редко. Питается подземными частями растений, может повреждать огородные культуры. Воды в природе не пьет. Размножается круглогодично. Сроки готовности самки к зачатию определяются только окончанием предыдущего цикла. Длительность беременности — 70 дней. В помете 12—27 детенышей, вес при рождении — около двух граммов. Выкармливание молоком продолжается около четырех недель, но уже с двухнедельного возраста детеныши пробуют твердую пищу и самостоятельно передвигаются по ходам, а в три-четыре недели начинают выполнять функции рабочих особей. Обретают физиологическую способность к размножению примерно в годовалом возрасте. Все особи одной колонии отличаются высокой степенью генетического родства. Генетический обмен между колониями почти отсутствует.

Оба слова, составляющих название «голый землекоп», абсолютно точны. По степени редукции шерстяного покрова голый землекоп не имеет себе равных среди наземных млекопитающих. Даже человек по сравнению с ним выглядит мохнатым: у него все-таки значительная часть головы покрыта волосами, да и на остальной поверхности тела растительность имеется. В то время как на одной особи голого землекопа вряд ли удастся насчитать больше сотни волос, расположенных на морде, коротком хвосте и между пальцами. Все остальное тело зверька покрыто полупрозрачной кожей, придающей ему сходство с новорожденным детенышем.

Другая бросающаяся в глаза черта голых землекопов — огромные передние зубы, две пары длинных, изогнутых резцов. Мышцы, приводящие их в движение, составляют по массе около четверти всех мышц зверька (для сравнения: у человека примерно такая же доля приходится на мышцы ног). Землекопы пользуются ими для разных целей, но главное предназначение этого мощного инструмента — рыть землю. Вообще-то мощные резцы — отличительный признак всех грызунов, да и мастеров рытья среди них немало. Но никто, кроме землекопов, не роет зубами: ведь при этом рот должен быть постоянно набит землей. Землекопов спасает от этого уникальное строение губ, способных плотно смыкаться позади резцов. Зверек может широко раскрывать пасть, с силой вгонять резцы, словно шахтерские обушки, в пласт земли, дробить его — и все это с плотно сжатыми губами.

Комья земли, отколотые резцами, затем отгребаются назад лапами. Обычно прокладку нового хода ведет целая бригада землекопов: передний зверек врубается в грунт, а позади него живой конвейер из 5—6 его соплеменников препровождает вырытый грунт назад по уже пройденному туннелю. Время от времени кто-то из помощников подменяет проходчика, а тот занимает свое место в цепочке. Действуя по такой технологии, колония из 70—80 зверьков (обычная численность семьи землекопов) создает сеть туннелей общей длиной 3—5 километров, а ежегодные выбросы земли из них достигают 3—4 тонн.

Собственно, в этих тоннелях проходит вся долгая жизнь голых землекопов, они почти никогда не выходят на поверхность. Там, наверху, в сухих саваннах и полупустынях Африканского Рога, мало сочных растений, но много опасных хищников. А здесь, под землей, можно добыть достаточное количество аппетитных корешков, клубней и луковиц. Из хищников же в ходы землекопов могут сунуться разве что змеи, но в узком туннеле две пары мощных зубов остановят любую рептилию.

1. Самка-королева, имея 12 сосков, ухитряется выкормить до 27 детенышей. Фото: SPL/EAST NEWS

2. Огромные резцы голого землекопа можно назвать универсальным инструментом, но главная их задача состоит в рытье земли. Фото: NEIL BROMHALL/NATURE PL

Подземные помещения землекопов прекрасно благоустроены, в них есть спальни, кладовки и туалеты. В то же время физические условия в них таковы, что непонятно, как в них вообще можно жить. Помимо вечной тьмы (которая, вероятно, не очень волнует почти лишенных зрения хозяев этих подземелий) там царит еще и вечная духота: концентрация углекислого газа достигает фантастических величин — 2%, а в некоторых помещениях и в отдельные моменты времени — 10%. Другое млекопитающее упало бы в глубокий обморок. Землекопам же все нипочем: видимо, их не раздражает даже жидкая угольная кислота, образующаяся в таких условиях на слизистых оболочках их дыхательных путей.

Насыщенность подземной атмосферы углекислотой гармонично сочетается со сниженным содержанием кислорода. Между тем, как известно, мелким теплокровным животным для поддержания постоянной температуры тела необходим высокий уровень обмена веществ. А для этого, в свою очередь, требуется не только много пищи, но и высокая концентрация кислорода. Землекопы и тут нашли оригинальный выход: они «отказались» от теплокровности.

Как известно, способность поддерживать постоянную температуру тела независимо от температуры окружающей среды — одно из важнейших эволюционных завоеваний класса млекопитающих. Именно оно позволило им освоить все мало-мальски пригодные для обитания среды, в том числе такие, как пустыни или арктические плавучие льды. Правда, это требует значительных энергозатрат, особенно для небольших животных, поэтому многие мелкие млекопитающие умеют снижать температуру своего тела на те периоды жизни, когда они неактивны, например на время зимней спячки. Но это не отказ от теплокровности: их внутренний «термостат» продолжает работать, только на нем выставлена другая, более низкая температура. Из почти 8000 видов млекопитающих голый землекоп — единственный, кто предоставил своему телу пребывать в тепловом равновесии с окружающей средой.

Впрочем, температура среды, окружающей землекопов, довольно стабильна: в толще почвы резких колебаний температуры не бывает. К тому же тоннели зверьков проходят на разных глубинах — до двух метров. Желающие погреться могут подняться в самые верхние ходы, потолки которых находятся всего в нескольких сантиметрах от раскаленной поверхности почвы.

В силу всего сказанного о землекопе становится понятно, почему у него отсутствует шерсть: зачем тратить ресурсы на ненужную теплоизоляцию? Но это не единственное преимущество бесшерстного тела. Тепловое равновесие со средой позволяет резко, в несколько раз понизить уровень метаболизма. А это не только дает возможность обходиться минимумом кислорода и еды, но и, видимо, замедляет процессы старения. Ведь биологи давно выяснили, что уже упоминавшаяся связь продолжительности жизни с размерами организма — следствие того, что чем мельче животное, тем выше у него уровень метаболизма. Голые землекопы упразднили эту связь и потому живут так долго.

На первый взгляд это подтверждает теорию, согласно которой старение — это накопление молекулярных поломок, повреждений белковых и нуклеиновых молекул агрессивными побочными продуктами кислородного обмена. Однако при биохимическом исследовании тканей голого землекопа оказалось, что уровень окислительного повреждения основных биомолекул у него даже выше, чем у лабораторных мышей и крыс, а содержание защитных веществ-антиоксидантов такое же или даже ниже. Однако это не мешает землекопам не только жить аномально долго, но и почти всю жизнь не дряхлеть. Им неведомо то, что у нас называется возрастным ослаблением функций организма: возможности сердечно-сосудистой системы у 20-летних зверьков почти такие же, как и у двухлетних. То же самое касается способности к деторождению, показателей минерализации костей и т. д. Организм голого землекопа начинает «сдавать» лишь перед самой смертью.

1. Корни и другие подземные части растений — единственная пища голых землекопов. Фото: NEIL BROMHALL/NATURE PL

2. Забота о новорожденных — обязанность младших членов колонии, для некоторых нянек она слишком утомительна. Фото: DAVID CURL/EAST NEWS

Вдобавок ко всем поразительным особенностям голые землекопы оказались нечувствительны к некоторым едким и жгучим веществам — от кислот до капсаицина (действующего начала жгучего стручкового перца). При этом боль от механических воздействий (укола или щипка) они чувствуют не хуже прочих зверей. Недавние исследования американских и немецких ученых показали, что нечувствительность к капсаицину связана с отсутствием в коже землекопов специфического сигнального соединения — вещества П. Однако в тех же опытах выяснилось, что нечувствительность к кислоте имеет, видимо, какой-то иной механизм и, следовательно, приобретена землекопами независимо.

Но, пожалуй, самой необычной особенностью этих животных является их социальносемейная организация. Она не имеет аналогов не только среди млекопитающих (за исключением дамарского землекопа, принадлежащего к тому же семейству), но и вообще среди позвоночных, зато очень похожа на семьи некоторых общественных насекомых. Вся жизнь колонии землекопов вертится вокруг единственной размножающейся самки — королевы. Она занята только вынашиванием и выкармливанием потомства (ухитряясь иногда при 12 сосках выкормить до 27 детенышей), отцами которого служат два-три избранных самца. Все остальные члены колонии — как самки, так и самцы — это рабочие особи, которым радости секса и деторождения неизвестны. Их обязанности зависят от возраста: самые младшие помогают матери в уходе за потомством. Став постарше, они переключаются на рытье тоннелей, выгребание земли и сбор пищи для всей семьи. Самые крупные особи, подобно «солдатам-дедам», не слишком себя утруждают: вне сезона дождей на их долю приходится не более 5% общего объема работ. Считается, правда, что именно они должны встретить заползшую в тоннель змею и преградить ей дорогу вглубь колонии — если надо, то и ценой собственной жизни. Кроме того, в сезон дождей, когда почва становится мягкой, «старики» развивают бурную деятельность по расширению системы ходов. Из них же при случае формируются ватаги переселенцев, основывающих новые колонии.

Дело в том, что репродуктивная функция у рабочих особей голых землекопов подавлена обратимо. Пока они живут в колонии, они даже не пытаются участвовать в размножении, но, оказавшись вне ее, тут же вспоминают об этой стороне жизни. То же самое происходит, если, скажем, погибает королева: на ее место тут же находится несколько претенденток. После короткого, но ожесточенного соперничества одна из них занимает опустевший престол, а остальные возвращаются к прежним обязанностям.

Интересно, что еще несколько десятилетий назад, когда особенности семейной жизни голых землекопов не были известны, американский этолог Ричард Александер предположил, что именно у этих грызунов может обнаружиться подобная экзотическая форма семьи. Что-то такое он в них разглядел...

Борис Жуков