зачем коалы едят эвкалипт
Почему коала ест эвкалипт? Учёные объяснили диету животного
Коалы — одни из самых активных едоков в мире, при этом их аппетит ограничен исключительно листьями эвкалипта — и всего несколькими его разновидностями. Исследование профессора-эколога Бена Мура и его коллег из Западного Сиднейского университета в Австралии говорит о том, что диетпитание животных определено бактериями, живущими в их кишках. Наиболее вероятно, что аппетиты коал ограничиваются их способностью усваивать определенные виды эвкалипта. Опыт коал интересен тем, что он показывает, как учёные в будущем будут решать вопросы диеты и устойчивости к инфекционным болезням трансплантацией микросреды.
Исследователи, изучающие коалу (Phascolarctos cinereus) и другие уязвимые виды животных, пытаются выяснить, может ли изменение бактериальной среды кишечника животного через изменения в рационе — или фекальные трансплантаты — увеличить его шансы на выживание. Вопрос насущный. Среда обитания животного в Австралии находится под угрозой из-за человеческой деятельности, в некоторых местах популяция превышает запасы эвкалипта — но даже когда животных пересаживают в районы с более обильной пищей, некоторые из них умирают. Эксперименты учёных показывают, что это может быть связано с несовместимостью имеющихся разновидностей эвкалипта и состава отдельных бактерий кишечника коалы.
Мур и его коллеги собрали фекалии 200 коал на 20 объектах по всей Австралии. Когда исследователя проанализировали материал, они поняли, что некоторые коалы из предложенной им еды съели только высокопитательный вид эвкалипта, известный как Viminalis. Другие ели менее питательный — Obliqua, и только часть животных употребляла оба вида. Получилось, что два вида животных, живущих в 10 метрах друг от друга, могут иметь разные предпочтения в еде.
Когда Мур и его коллеги проанализировали микробный состав фекалий коал, они обнаружили, что коалы, которые предпочитали эвкалипт Viminalis, содержали в кишечнике иные бактерии, чем те, которые ели Obliqua. Чтобы проверить, были ли различные диеты причиной или результатом различных микробиомов, исследователи пересадили опытным коалам фекалии из шести диких коал, которые ели Obliqua, в шесть диких коал, которые предпочитали Viminalis. В течение 18 дней экосистемы кишечника коал, прошедших процедуру, были почти идентичны микробам животных-доноров, и аппетиты изменились.
Профессор Мура предполагает, что фекальные трансплантаты коал могут помочь расширить типы употребляемой ими пищи и увеличить их шансы на выживание.
Другие подобные эксперименты также показывают преимущества трансплантации фекалий. Так, команда, возглавляемая Дениз Диринг, молекулярным биологом из Университета штата Юта в Солт-Лейк-Сити, обнаружила, что пустынные вудраты (neotoma lepida) — дальние родственники лабораторных крыс — переносят кишечные бактерии, которые позволяют им есть растения, содержащие оксалат. Это химическое вещество, которое вызывает камни в почках.
Есть положительный опыт трансплантации и других бактериальных сред. Эрия Реболлар, микробиолог Национального автономного университета в Мехико, говорит, что исследование коалы является одним из первых примеров того, что пересадка кала может повлиять на состав микробиом диких животных. Ее собственное исследование показало, что пересадка бактерий, найденных на коже некоторых лягушек, способно защитить других лягушек от смертельных грибковых инфекций.
А так ли полезен для здоровья эвкалипт или это миф?
1. Коалы питаются только листьями эвкалипта
Коалы адаптировались к этой своеобразной пище, и в их кишечнике живут специальные бактерии, помогающие им переваривать листья эвкалипта. Но вот беда: у малышей, которые недавно перестали питаться молоком, таких бактерий нет. И в переходный период детеныши вынуждены питаться (извините, сейчас будет неприятно!) пометом матери.
2. Коалы постоянно болеют
А еще 9 из 10 животных страдают хламидиозом.
3. И еще немного интересного про мишек, которые не мишки
3.1. Для ученых давно очевидно, что коалы хоть и выглядят как милые мишки, на самом деле вовсе не мишки и даже не близкие их родственники: по своей родословной они ближе к вомбатам и кенгуру.
3.2. Многие считают, что коалы медлительны, так же как и ленивцы. И действительно, в среднем по 17 часов в сутки они могут вообще не двигаться (на сон и отдых конкретная коала может потратить аж до 22 часов в сутки). Но при необходимости могут прыгать по деревьем, плавать, бегать и даже драться: матери, защищающие детенышей, могут быть очень опасны, и молодые самцы устраивают настоящие бои, конкурируя за благосклонность самки.
3.3. Коалы в основном молчат, но при необходимости могут довольно грозно рычать и громко кричать.
Коалы способны и бегать, и кричать, и скакать. но не хотят.
3.4. Коалы практически не пьют: необходимую им воду они получают из листьев эвкалипта или слизывая влагу со стволов деревьев.
Генетики разобрались в любви коал к ядовитым листьям эвкалипта
Quartl / Wikimedia Commons
Ученые впервые отсеквенировали полный геном коалы и проанализировали более 26 тысяч активных генов, сообщается в Nature Genetics. Это позволило ученым понять, почему сумчатые медведи могут питаться ядовитыми листьями эвкалипта без вреда для себя, как они выбирали подходящую для себя диету и как научились предохранять от инфекций детенышей и взрослых особей.
Коала (Phascolarctos cinereus) на сегодняшний день единственный представитель семейства коаловых, который обитает в Австралии. Коалы — ближайшие родственники вомбатов, их общий предок жил около 30–40 миллионов лет назад. В древности на континенте существовало 15-20 видов этих животных, а существующий ныне вид появился около 350 тысяч лет назад. На сегодняшний день известно три подвида. Один из них обитает в Квинсленде, на северо-востоке континента, два других — на юге и юго-востоке страны. Предыдущие исследования (правда, проведенные больше 20 лет назад) показали, что у двух из трех подвидов низкое генетическое разнообразие и высок процент близкородственного скрещивания.
Самка коалы рожает недоразвитого детеныша после 35-дневной беременности, и следующие полгода малыш проводит в материнской выводковой сумке. Коалы очень избирательны в еде: они питаются почти исключительно эвкалиптовыми листьями, и из 600 видов эвкалиптов предпочитают около 30. Почти всю воду животные получают из листьев, поэтому включают в рацион те виды эвкалиптов, в листьях которых содержится не меньше 55 процентов воды. Так как листья низкокалорийны, животным нужно съедать до 400 граммов листьев в день и экономить энергию. Они спят около 20 часов в день, а большую часть оставшихся четырех часов едят. Эвкалиптовые листья не слишком привлекательная еда не только из-за своей низкой калорийности. Они содержат чрезвычайно ядовитые для большинства других животных соединения. Коалы же приспособились к ним, и тем самым практически избежали пищевой конкуренции. Однако каким образом они адаптировались к ядовитой пище, и как они различаются подходящие деревья среди огромного разнообразия видов эвкалиптов, до сих пор было неясно.
Чтобы ответить на эти и другие вопросы (например, как коалы защищаются от инфекций и как в будущем можно сохранить вид), ученые из консорциума «Геном коалы» отсеквенировали полный геном сумчатого медведя. Коллектив исследователей, на сегодняшний состоящий из 54 ученых из семи стран под руководством доктора Ребекки Джонсон (Rebecca Johnson), начал работу в 2013 году и уже опубликовал часть результатов.
В новой работе ученые представляют непосредственно результаты секвенирования генома и анализа 26 558 активных генов, из которых он состоит. Геном коал оказался больше человеческого (3,42 против 3,2 миллиардов пар нуклеотидов), но состоит из меньшего числа хромосом (16 против 23 пар).
Ученые обнаружили, как сумчатые медведи приспособились к своей ядовитой диете. У них оказалось гораздо больше, чем у других животных, генов, кодирующих белки из семейства цитохромов Р450. Эти ферменты окисляют разные вещества, превращая их в растворимые в воде метаболиты, которые быстро выводятся с мочой. Оказалось, что у коал цитохромы вырабатываются во многих тканях, в том числе, в печени. Однако у защиты оказалась и обратная сторона — цитохромы быстро расщепляют антибиотики, которые дают больным коалам.
Также гены позволили объяснить способность животных распознавать нужные виды эвкалиптов. У коал оказалось 24 гена, ответственных за распознавание горького вкуса — самое большое количество среди австралийских сумчатых. Кроме того, у них оказалось шесть генов, кодирующих вомероназальные рецепторы, способные улавливать запах не слишком летучих веществ. Для сравнения, у сумчатого дьявола и серого короткохвостого опоссума по одному такому гену, а у утконоса и валлаби их нет вообще. Коалы способны чувствовать и «вкус воды» — распознавать содержание воды в эвкалиптовых листьях. Они научились этому, увеличив количество генов белка аквапорина 5, который образует поры в клеточной мембране, через которую вода проникает в клетки.
Исследователи выяснили, что коалы защищают детенышей от инфекций, пока те сидят в сумке, с помощью грудного молока. В его состав входят специфичные только для коал ферменты, обладающие антимикробным действием. Они защищают молодых животных от ряда бактериальных и грибковых инфекций, в том числе от хламидий Chlamydia pecorum, которые вызывают заболевания глаз и мочеполовой системы. Взрослые коалы спасаются от инфекций с помощью многочисленных белков иммунной системы — иммуноглобулинов, белков главного комплекса гистосовместимости, Т-лимфоцитов.
Кроме того, ученые нашли новые генетические маркеры и с их помощью убедились, что подвиды, у которых согласно старым исследованиям, было низкое генетическое разнообразие и большой процент близкородственного скрещивания из-за изолированности популяций, на самом деле смешиваются между собой и генетическое разнообразие у них довольно высокое.
Более подробно о повадках и личной жизни коал рассказывает Женя Тимонова в одном из выпусков «Все как у зверей».
Зачем коалы едят эвкалипт
Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal
|