Голый землекоп (лат. Heterocephalus glaber) – маленький грызун, живущий на востоке Африки, в полупустынях и сухих равнинах Эфиопии, Кении и Сомали. Удивительное животное, собравшее в себе уникальные для млекопитающего физиологические способности, и поражающее своей социальной организацией, совершенно не свойственной для представителей животного царства.
Внешний вид голого землекопа
Фото голого землекопа не самое приятное зрелище. Зверек похож то ли на большого только что родившегося крысенка, то ли на облысевшего миниатюрного крота.
Розовато-серая кожа землекопа практически не имеет волосяного покрова. Можно увидеть несколько вибриссов (длинных волосков), которые помогают слеповатому грызуну ориентироваться в подземных тоннелях, но их совсем немного.
Длина тела голого землекопа не превышает 10 см, включая небольшой хвост 3-4 см. Масса тела обычно в пределах 35 – 40 гр. Самки грызуна тяжелее почти вдвое – около 60-70 гр.
Строение тела адаптировано к подземному образу жизни животного. Голый землекоп передвигается на четырех коротеньких ножках, между пальцами которых растут жесткие волоски, помогающие зверьку рыть землю.
Малюсенькие глазки со слабым зрением и редуцированные ушные раковины также свидетельствуют о том, что зверек живет под землей. Однако обоняние у животного завидное и даже разделено функционально – основной обонятельной системой землекопы отыскивают еду, дополнительное обоняние включается, когда особи нужно распознать своего же сородича по статусу. Это важный момент, так как именно от статуса полностью зависит образ жизни, который ведет подземное животное.
Два длинных передних зуба, растущих из верхней челюсти, служат зверьку инструментом для копания. Зубы сильно выдвинуты вперед, что дает возможность губам плотно закрывать ротовое отверстие от попадания в него земли.
Голые землекопы хладнокровные животные
Уникальные особенности голого землекопа
Сложно найти млекопитающее, способного составить конкуренцию голому землекопу по количеству удивительных особенностей функционирования его жизненных систем:
- Хладнокровность. Подобно рептилиям и пресмыкающимся, землекопы могут подстраиваться под окружающий температурный режим. Благо живут зверьки только в жаркой Африке, где температура земли на глубине даже двух метров не способна привести к переохлаждению животного. Ночью трудолюбивые зверьки заканчивают работу. Жара в это время спадает, поэтому спят голые землекопы все вместе, тесно прижавшись друг к другу.
- Отсутствие чувствительности к боли. Вещество, которое передает в центральную нервную систему сигнал о боли, у землекопа попросту отсутствует. Животное не испытывает болевых ощущений при порезах, укусах и даже при воздействии на кожу кислотой.
- Способность жить в условиях кислородной недостаточности. Тоннели, которые роют зубастые копатели, расположены глубоко под землей и в диметре всего 4-6 см. Африканские голые землекопы адаптировались к условиям нехватки кислорода. По сравнению с другими животными, у подземных зверьков число эритроцитов в крови значительно больше, что позволяет легче усваивать весь имеющийся в лабиринте кислород.Да и ввиду замедленного метаболизма голого землекопа, грызун обходится меньшим количеством воздуха. В режиме кислородного голодания животное может находиться более получаса, причем это не приводит к нарушению мозговой деятельности и отмиранию клеток маленького копателя.
Когда кислорода становится больше и зверек возвращается в привычный режим потребления, все клеточная функциональность мозга без повреждений также возвращается к работе.
Голый землекоп может обходиться без кислорода около 30 мин. без вреда для здоровья
- Защищенность организма от опухолей и раковых образований. Благодаря этой исключительной особенности, голых землекопов активно исследуют ученые. Удалось выяснить, что причиной такого барьера от рака служит необычная гиалуроновая кислота, содержащаяся в организме животного.Как известно, функция этой кислоты – снижать проницаемость в ткани микробов, а также поддерживать упругость кожного покрова и регулировать водный баланс. Так вот у землекопов эта кислота высокомолекулярная, в отличие от нашей – низкомолекулярной.
Ученые предполагают, что связана эта эволюционная трансформация с необходимостью повысить упругость кожи и эластичность суставов зверьков, чтобы они могли с легкостью передвигаться по узким коридорам своих подземных лабиринтов.
- Способность жить вечно молодым. Причину старения клеток организма знает практически каждый. Виной тому свободные радикалы, возникающие в процессе вдыхания кислорода, окисляющего оболочку клеток и ДНК. Но и тут уникальный зверек защищен от такого пагубного воздействия. Его клетки спокойно выдерживают окислительные процессы на протяжении ни одного десятка лет.
- Способность обходиться без воды. За всю жизнь голые землекопы не выпивают ни грамма воды! Они вполне довольствуются той влагой, которую содержать клубни и корни растений, потребляемых в пищу.
- Умение передвигаться в любом направлении. Эта способность также продиктована подземным образом жизни. Узкие тоннели, которые копают зверьки, такие тесные, что развернуться в них весьма проблематично. Поэтому умение двигаться как вперед, так и перемещаться задним ходом в таких обстоятельствах просто незаменимо.
Родственные виды
Семья землекопных объединяет пять родов и шестнадцать видов. Все они встречаются в Африке, к югу от Сахары. Ближайший родственник голого землекопа — капский землекоп.
Голый землекоп обитает в саваннах и полупустынях Сомали. Он питается корнями и клубнями растений, как дикорастущих, так и культурных.
Иногда голый землекоп съедает только часть найденного клубня и засыпает землей выгрызенные отверстие, чтобы картошка могла расти дальше, так животное обеспечивает себя едой на будущее. Всю необходимую воду голый землекоп получает из растений, поэтому он может обходиться без водопоя. У голого землекопа отсутствует верхняя губа. Длинные резцы, корни которых находятся перед коренными зубами или за ними, сверху образуют часть ноздрей.
Чтобы постоянно открытые ноздри не попадал песок, они сверху защищены кожаной складкой, которая получила название „фальшивая губа». Обмен веществ у этого животного очень медленный, что вызвано удивительно низкой температурой его тела, которая составляет лишь 30-35 С Поэтому животное обходится меньшим количеством пищи, чем другие млекопитающие таких же размеров.
Образ жизни голого землекопа
Не банально и социальное устройство жизни подземных грызунов. Живут голые землекопы по принципу муравейника – колониями, в которых царит матриархат. Королева является единственной особью женского пола, которая имеет право производить потомство.
Остальные члены колонии (численность их доходит до двух сотен) распределяют между собой обязанности – более крепкие и выносливые роют лабиринты, крупные и пожилые охраняют от единственного врага землекопов – змей, а хилые и мелкие заботятся о подрастающем поколении и занимаются поиском пищи.
Подземные ходы голые землекопы роют, выстраиваясь в одну длинную шеренгу. Работник во главе крепкими зубами прокладывает путь, передавая землю тому, кто сзади, и так по цепочке, пока земля не выбрасывается на поверхность последним зверьком. За год такая колония выгружает наверх до трех тонн грунта.
Подземные ходы прокладываются на глубину до двух метров и по протяженности могут достигать пяти километров. Подобно муравьям, колония голых землекопов обустраивает лабиринты кладовками для хранения еды, комнатами для выращивания молодняка, отдельными апартаментами для королевы.
Размножение и продолжительность жизни
Определенного периода для размножения у землекопов нет. Королева производит потомство каждые 10-12 недель. Беременность длится около 70 дней. В помете самки рекордное для млекопитающих число детенышей — от 15 до 27.
Сосков у самки двенадцать, но это не является препятствием к выкармливанию молоком всех малышей. Королева кормит их по очереди в течение месяца. По истечении этого срока, подросшая особь становится рабочей силой и присоединяется к взрослым сородичам.
Половой зрелости голые землекопы достигают в возрасте одного года. Но спариваться и производить потомство разрешено только королеве. За непослушание жестокая самодержица может сильно покусать провинившегося члена колонии, вплоть до смертельного исхода животного.
Сколько живут голые землекопы? В отличие от своих собратьев мышей и крыс, подземные копатели по праву считаются долгожителями. В среднем зверек живет 26-28 лет, сохраняя в течение всего пути молодость организма и способность к размножению.
Особенности размножения
Потомство в колонии приносит только самка-королева. Она спаривается лишь с несколькими фертильными самцами, и их отношения остаются постоянными на протяжении многих лет. Беременность длится около 70 дней. Королева может приносить новый помёт каждые 80 дней, в году бывает до 5 помётов. Новорождённый весит менее 2 г. Число детёнышей в помёте больше, чем у других грызунов таких размеров. Оно колеблется от 12 до 27 (максимальное число среди млекопитающих), хотя сосков у самки всего 12. Исследования, проведённые американскими зоологами из Корнеллского университета, позволили установить, что обилие молока у самки позволяет детёнышам кормиться по очереди. Таким образом, у голых землекопов основа социального поведения закладывается ещё в раннем возрасте. Королева выкармливает детёнышей около 4 недель, хотя переходить на твёрдую пищу они начинают уже в возрасте 2 недель. Детёныши также поедают фекалии, которые выделяют для них рабочие особи, таким образом они получают бактериальную флору, необходимую для переваривания растительной пищи.
Молодые землекопы начинают выполнять функции рабочих в возрасте 3-4 недель. Физиологически способны к размножению становятся около 1 года. Продолжительность жизни голых землекопов беспрецедентна для мелких грызунов: в неволе они доживали до 26 лет. Королевы живут не менее 13-18 лет. Механизмы, поддерживающие такую высокую продолжительность жизни, точно неизвестны.
Происхождение вида и описание
Фото: Голый землекоп
Голый землекоп является грызуном, принадлежащим к семейству землекоповых. В это необычное семейство включены африканские роющие млекопитающие, ученые выделили из них 6 родов и 22 разновидности землекоповых. Углубившись в историю, стоит отметить, что это неординарное семейство грызунов известно еще с раннего неогена, в тот далекий период этот вид грызунов проживал еще и на территории Азии, где теперь не встречается.
Впервые голый землекоп был обнаружен еще в 19 столетии немецким естествоиспытателем Руппелем, который нашел грызуна случайным образом и принял его за больную мышь, лишившуюся шерсти из-за недуга. В то время особого внимания землекопу уделено не было, некоторые ученые исследовали только их необычную социальную структуру. Когда появились технологии изучения генетического кода, то ученые выяснили множество потрясающих особенностей этих лысых грызунов.
Видео: Голый землекоп
Оказывается, голые землекопы с возрастом совершенно не стареют, оставаясь по-прежнему активными и здоровыми. Их костная ткань остается такой же плотной, сердце – крепким, половая функция – в норме. Удивительно, но все жизненные характеристики являются постоянными, не ухудшаясь по мере взросления.
Интересный факт: Продолжительность жизни голых землекопов в шесть раз превышает жизненный срок, отмеренный природой другим грызунам. К примеру, грызуны живут от 2 до 5 лет, а землекоп способен прожить и все 30 (и даже чуть больше), совершенно не постарев!
Изучая этих уникальных созданий, ученые выяснили немало поразительных особенностей, присущих землекопах, среди которых можно назвать:
- нечувствительность к боли,
- бесстрашие и устойчивость перед кислотой (не боятся термических и химических ожогов),
- хладнокровность,
- обладание непревзойденным иммунитетом (практически не страдают раковыми заболеваниями, инфарктами, инсультами, диабетом и др.),
- способность целых 20 минут обходиться без кислорода,
- долгий для грызунов срок жизни.
Внешний вид и особенности
Фото: Голый землекоп под землей
Габариты голого землекопа небольшие, протяженность его тела не выходит за пределы 12 см, а масса колеблется от 30 до 60 граммов. Нужно отметить, что самцы гораздо миниатюрнее женских особей, которые могут весить наполовину больше своих кавалеров. Все телосложение землекопа можно назвать цилиндрическим, голова у грызуна достаточно массивная, а недлинные конечности – пятипалые.
Интересный факт: Только на первый взгляд землекоп кажется лысым, все-таки, некоторые волоски, разбросанные по телу, у него имеются, особенно в области лап они лучше просматриваются.
Благодаря морщинистой коже, землекопы виртуозно поворачиваются в тесном пространстве, создается впечатление, что грызуны совершают кувырки внутри своего кожного покрова, когда делают разворот. Землекопы обладают долотоподобными резцами, которые выступают за пределы рта, находясь снаружи, их животные применяют для рытья, словно ковши экскаватора. От попадания в рот земли землекопов защищают их губные складки, находящиеся за резцами. Нужно отметить, что отлично развитая челюсть землекопов очень мощна и обладает большой мышечной массой.
Землекопы практически слепы, их глазки совсем крохотные (0,5 мм) и различают вспышки света и темноту. Ориентироваться в пространстве они могут с помощью вибриссов, располагающихся не только в области мордочки, но и по всему телу, эти чувствительные волоски выступают в роли осязательных органов. Хоть ушные раковины у этих грызунов являются редуцированными (представляют собой кожистый валик), слышат они отлично, улавливая низкочастотные звуки. Нюх у землекопов тоже неплохой. В целом, кожистая поверхность тела землекопа обладает розовой окраской и вся испещрена морщинами.
Где обитает голый землекоп?
Фото: Грызун голый землекоп
Все землекоповые населяют жаркий африканский континент, а, именно, его восточную часть, облюбовывая места к югу от пустыни Сахары. Что касается именно голого землекопа, то он чаще всего встречается в саванной и полупустынной местности на территории Сомали. Так же землекопы населяют Кению и Эфиопию, занимая под постоянное место жительства засушливые саванны и полупустыни. Ученым удалось выяснить, что некогда землекоповые населяли Монголию и Израиль, это стало известно благодаря найденным в этих странах останкам животных. Сейчас землекопы проживают исключительно в Африке.
Как уже отмечалось, землекопы живут на открытых пространствах (в саваннах полупустынях), грызуны любят песчаную и рыхлую почву, могут подниматься и в горы на высоту до полутора километров. Эти необычные создания привыкли жить в недрах земли, выкапывая своими мощными резцами там целые подземные лабиринты, состоящие из множества витиеватых туннелей, протяженность которых может насчитывать несколько километров. На поверхность землекопы практически никогда не выбираются, так что, увидеть их не представляется возможным.
Иногда молодняк в период расселения может ненадолго показаться наружу. Даже очень засушливая и по консистенции схожая с бетоном почва не смущает голых землекопов, в ней они способны нарыть (а точнее, прогрызть) целый ряд катакомб, погружаясь вглубь земли от полутора до двух метров.
Почему голый землекоп не стареет?
Оказалось все дело в генетике эволюция позаботилась о голом землекопе и в отличие от человека позволила ему выработать геном в котором отсутствуют многие пути старения присущие другим животным и человеку, а также есть гены помогающие в этой борьбе которых нет у человека. Обычные животные, имеющие шанс погибнуть в первые годы, после рождения не живут долго — эволюции незачем вырабатывать генотип необходимый для долгой жизни если главная цель — оставить потомство прежде чем тебя съест какой-нибудь хищник.
Голый землекоп живет под землей, и не имеет естественных врагов — поэтому эволюция развивала его геном в области долголетия и противодействия болезням. Подобные механизмы вырабатывались и у других животных достаточно хорошо защищенных от хищников, например: слоны живут дольше многих подобных по размеру животных за счет того, что не имеют естественных врагов, гигантские черепахи — защищены панцирем и поэтому выработали механизмы защиты от старения. О максимальной продолжительности жизни животных и человека я писал в статье:
Многие открытия в генетике голого землекопа сделали русские ученые, но живущие в США семейная пара: Вера Горбунова и Андрей Селуянов, работающие в лаборатории биологии старения Ротчерского университета. Они изучали клетки голого землекопа и сравнивали их механизм роста и деления с механизмами деления, происходящими в клетках обычных мышей живущих не более 3 лет. Им удалось установить ген, который контролирует клеточное рост у голого землекопа и предотвращает развитие рака, за счет производства специального вида гиалуроновой кислоты в клетках. Как говорят ученые гиалуроновая кислота, которую сейчас продают в таблетках не идет ни в какое сравнение с кислотой производимой в клетках голого землекопа.
У нас — людей, много общего в геноме с геномом голого землекопа: также есть генетический путь, производящий гиалуроновую кислоту, но энзим ответственный за этот процесс недостаточно активен поэтому она получается недостаточно вязкой, возможно используя технологии генной инженерии CRISPR или даже обычные препараты получиться воздействовать на этот энзим — тогда человек также сможет быть более устойчивым к раку и к старению, как и голый землекоп.
У голого землекопа в сумме есть несколько механизмов помогающих ему бороться со старением и раком:
- Механизм производства высокоактивной гиалуроновой кислоты
- Механизм более точного производства белков необходимых для жизнедеятельности
- Механизм удаления поврежденных белков и клеточного мусора из организма
Биологам уже понятны многие из механизмов этих процессов, полное понимание позволит, сделать эффективной и безопасной для человека генетическую терапию неизлечимых болезней и даже старения.
Питание
Основным источником питания этих животных являются подземные части растений, кроме корней в пищу идут сочные луковицы и клубни. Землекопам не требуется вода, вся необходимая жидкость поступает к ним вместе с пищей. Особи, содержащиеся в неволе, могут употреблять в пищу разнообразные овощи и фрукты.
Землекоп лакомится фруктами.
Голые землекопы в МГУ
колония голых землекопов МГУ
В России не водятся голые землекопы, но их к нам привезли для исследования механизмов борьбы со старением в сентябре 2016 года. Сейчас в МГУ их целая колония, состоящая из огромного количества пластиковых трубок, колония хоть и не очень большая — всего 25 особей, но планируется, что за год размер колонии увеличится в 10 раз! Есть даже возможность посмотреть на голого землекопа онлайн, в МГУ установили онлайн камеры, смотреть на голого землекопа онлайн.
Размножение и образ жизни
Интересным фактом является то, что голые землекопы живут семьями, обычно такое поведение присуще пчелам или муравьям. Во главе всего семейства стоит самка – королева, для оплодотворения которой имеются постоянные 2 – 3 фаворита не меняющиеся на протяжении всей жизни самки.
Большая семья голых землекопов.
На остальных особей мужского пола возлагаются такие обязанности как: охрана выходов и входов, добывание пищи, рытье тоннелей и даже присмотр за малышами.
Через некоторое время распределение обязанностей землекопов меняется. За соблюдением порядка самка следит очень тщательно. Любое неповиновение тут же наказывается. Если королева умирает, то ее место занимает самая сильная особь, которая завоевывает свой титул в драке с другими соперницами. У новой повелительницы землекопов быстро происходит увеличение расстояния между позвонками, она стремительно набирает вес, после чего самка готова к рождению малышей.
Рождение малышей происходит через 80 дней после оплодотворения. Несмотря на то, что у самки всего 12 сосков, а число новорожденных может составлять 27 штук, молока хватает всем. Маленькие особи питаются строго поочередно.
Уютное место в глубине норы очень подходит для спокойного сна.
Кормление детенышей продолжается около 4 недель, но пробовать твердую еду они начинают уже со второй недели жизни. Для переваривания растительной пиши, малыши поедают фекалии взрослых рабочих особей. Таким образом, у них формируется бактериальная флора. Через год молодые особи уже готовы к размножению.
Среди грызунов, голые землекопы имеют самый продолжительный срок жизни. В дикой природе королевы живут 18 лет, а в неволе были зафиксированы факты, когда эти зверьки доживали до 26 лет и за это время практически не старели.
Значение голых землекопов для человека
В местах своего обитания, эти зверьки очень многочисленны. В некоторых случаях наносят существенный урон сельскохозяйственным посевам. Чаще всего от этих зверьков страдают плантации, на которых растет батат.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Как выглядит голый землекоп? Фото и описание
Иногда голых землекопов называют «пустынными крысами», но внешнее сходство с этими грызунами ограничивается, пожалуй, только длинным и лысым хвостом.
Зверек это некрупный, длина тела обычно не превышает 12 см, весит он всего 30-60 граммов.
Тело цилиндрической формы с довольно крупной головой и короткими пятипалыми конечностями.
Землекопы кажутся лысыми, однако некоторое количество волос, разбросанных по телу, а также вокруг лап, у них все же имеется.
Морщинистая кожа дает им возможность свободно поворачиваться внутри тесного пространства: зверек может почти кувыркаться внутри своей кожи во время поворота. Грызун способен легко и быстро двигаться назад, и вообще часто передвигается по норе туда и обратно, не разворачиваясь.
Долотоподобные резцы, выступающие из ротовой полости, животные используют для копания. Чтобы земля не попадала в рот, позади резцов есть покрытые волосами складки губ. Так что рот закрывается, так сказать, позади грызущих зубов.
Голый землекоп на фото демонстрирует свои уникальные зубы.
Поскольку землекопам приходится жить в полной темноте, глаза у них крошечные. Они ничего не видят, а могут только лишь различать свет и тьму. Осязание необходимо для нахождения пути внутри норы, для этой цели как раз служат чувствительные волоски – вибриссы, растущие на теле животных в хаотичном порядке. Неплохо у них развито обоняние и слух на низких частотах (хотя ушная раковина редуцирована до кожистого валика).
Прирожденные копатели
Живут зверьки в норах под землей. Они роют сложные системы ходов, общая длина которых может достигать нескольких километров. Помимо предоставления гнезд, кладовых и уборных, назначение системных нор – поиск пищи.
Когда землекоп прокладывает тоннель, он проталкивает землю передними лапами под себя. Затем приподнимаясь на передних лапах, он переносит обе задние ноги вперед, чтобы захватить землю и выкинуть ее назад. Когда накапливается куча, зверек двигается в обратном направлении, толкая землю позади себя. Из открытого отверстия норы грызун выбрасывает своеобразный земляной фонтанчик, а разрабатываемая нора при этом выглядит, как действующий вулкан. Несколько зверьков могут трудиться сообща: один копает, другой перемещает почву, а третий выкидывает ее из норы. Последний, кстати, очень часто становится жертвой змей.
Проще всего копать, когда почва мягкая и влажная. Поэтому после дождя землекопы особо усердствуют: за первый месяц после того, как прошел дождь, колония зверьков может выкопать 1 км нор, и при этом выкинуть наружу более 2 тонн почвы!
Температура в норе остается постоянной в течение дня, зачастую резко контрастируя с температурой на поверхности. В местах обитания землекопов температура поверхности грунта может достигать 60° С, а в норе на глубине 20 см под землей она почти всегда постоянна – 28-30° С. В результате зверьки почти утратили способность регулировать температуру тела, что не позволяет им покидать нору. Если землекопам нужно изменить температуру, они собираются в кучу, чтобы согреться, или греются в поверхностных норах. На случай перегрева они устраивают убежища в самых прохладных уголках своих жилищ.
Рацион
Голые землекопы – вегетарианцы. Питаются они исключительно корнями и корневищами разнообразных растений. Все это они добывают не поднимаясь на поверхность во время рытья тоннелей.
Во время еды землекопы держат кусочки пищи передними лапами, отряхивают их от почвы, разрезают на кусочки резцами, а затем пережевывают щечными зубами.
Семейные отношения
Голые землекопы образую колонии с социальной структурой, сходной с таковой у муравьев. Колония состоит в среднем из 80 особей, а во главе ее стоит самка – королева, которая в полтора-два раза крупнее других членов семейства. Вместе с еще несколькими неработающими и тоже довольно крупными особями, она все время проводит в гнезде. Правда, когда рабочие подают сигнал тревоги, вся эта компания тоже встает на защиту колонии.
Детенышей рожает только одна королева, а их отцами являются 2-3 избранных ею самца. Остальные особи не размножаются, их удел – работа и обеспечение безопасности семейства.
Наиболее многочисленны в колонии мелкие рабочие особи. Их основными обязанностями является рытье, прочистка нор, добывание пищи и строительного материала.
О детенышах, родившихся у королевы, заботятся все члены семейства, а после вскармливания молодняк вступает в ряды рабочих. Некоторые особи так и остаются рабочими всю свою жизнь, другие со временем вырастают больше остальных и становятся защитниками колонии. Именно из этих крупных индивидуумов впоследствии кто-то станет королевой, а кто-то – ее фаворитами и отцами ее детей. Когда умирает королева, между несколькими самками начинается жестокая, а порой и смертельная борьба, пока одна из них не займет доминирующее положение.
Тело самки-королевы значительно удлинено (позвонки вытягиваются во время первых беременностей), и это помогает приспосабливаться к большим выводкам, свойственным этому виду. В среднем самка рожает 11-12 малышей, но размер выводка может доходить и до 28.
Членов своей колонии землекопы распознают по запаху, к чужакам они нетерпимы.
Враги
Землекопы живут в хорошо защищенных, относительно безопасных условиях, поэтому врагов у них гораздо меньше, чем у наземных грызунов. Иногда одиночных зверьков могут преследовать под землей змеи, но чаще всего рептилии просто поджидают их у поверхности. Так, например, кротовые змеи охотятся на землекопов, когда те выбрасывают землю из норы. Рептилия просовывает голову в нору и ждет, когда появится зверек со свежей порцией земли.
Малозаметные землекопы, могут наносить значительный ущерб хозяйству, уничтожая корнеплоды и посевы злаков. Люди реагируют на это попыткой уничтожить причину таких бед. С другой стороны, землекопы, как и кроты, оказывают благоприятный эффект на окружающую среду: они – важные участники дренажа и перестройки почвы.
Уникальные особенности голых землекопов
- Голые землекопы отличаются исключительно высокой для грызунов продолжительностью жизни (до 30 лет). И в почтенном возрасте зверьки бодры и подвижны, а умирают чаще всего от зубов хищников или от стычек друг с другом.
- Зверьки имеют удивительно сильный иммунитет и никогда не болеют раком. Кроме того, их обходят стороной инсульты, инфаркты, диабет и другие болезни. А их организм совсем не увядает со временем.
- Голый землекоп — единственное существо, которое практически не чувствует боли и не реагирует на химические и термические ожоги.
- А еще он может до 20 минут обходиться без кислорода!
Голые землекопы в последнее время находятся под пристальным вниманием научных умов. С помощью этих уникальных созданий ученые пытаются разгадать тайну вечной молодости.
Метко стреляешь — долго живешь
На примере наших бабушек и дедушек мы знаем, что человек, перешагнув рубеж в 50–60 лет, обычно начинает дряхлеть и потихоньку утрачивать все свои функции. У большинства животных наблюдаются аналогичные процессы, связанные со старением: они дряхлеют, лысеют, теряют зрение и зубы, болеют атеросклерозом, мучаются болями в суставах. Но, как выяснилось, среди множества видов, стареющих по всем правилам, встречаются уникальные существа, слабо подверженные влиянию времени. И это их свойство, обеспечивающее долголетие, оказалось самым тесным образом связано с условиями обитания.
Все дело в том, что задача любого биологического вида — оставить потомство, передать свои гены следующим поколениям. Небольшие животные, обитающие в условиях, где их подстерегают хищники, размножаются быстро и живут мало. Характерный пример — мелкие грызуны, которые плодятся в неимоверных количествах и проживают короткую жизнь длиной два-три года. Чем крупнее и сильнее зверь, тем меньше у него врагов и тем длиннее максимальная продолжительность жизни. Эта закономерность прослеживается довольно четко: мышь живет три года, кролик — 12 лет, волк — 16 лет, тигр — 25, бурый медведь — 30, бегемот — 40, слон — 70. Рекордсмен по долгожительству среди млекопитающих, венчающий эту цепочку гренландский кит, совсем не имеет естественных врагов и может прожить более 200 лет. Гигантские черепахи, хоть и меньшие по размеру, чем кит, также не имеют врагов (благодаря внушительному панцирю) и доживают до ста и более лет. Все, кто обзавелся ядовитыми колючками, крыльями, мощными панцирями и длинными когтями, показывают большую продолжительность жизни.
Наш герой не имеет крыльев и когтей, не может похвастаться панцирем (у него нет даже шерсти) и внушительными размерами (его вес около 30 г при длине 10 см). Но он смог найти оригинальное решение, обеспечившее ему защиту от хищников и долгую жизнь. Как гонимые римскими властями первые христиане, он ушел под землю, где его никто не достанет.
Ареал обитания голого землекопа — Восточная Африка (Кения, Эфиопия и Сомали). В засушливой и твердой, как бетон, почве голые землекопы нарывают на глубине полутора-двух метров целые катакомбы подземных ходов общей площадью с большое футбольное поле, прогрызая их передними зубами. Живут они компактными и довольно большими поселениями до 300 особей, почти никогда не выходят на поверхность и совсем не пьют воды, обходясь влагой из источников своего питания — клубней растения Pyrenacantha malvifolia.
Отправленные на поиск еды «разведчики» оставляют на своем пути химические метки для своих сородичей и, наткнувшись на клубни, не набрасываются на них сразу, а подают звуковой сигнал, означающий: «Ребята, еда!». Количество зафиксированных учеными звуковых сигналов у голых землекопов, которыми они осуществляют коммуникацию друг с другом, довольно велико: более 20 различных видов.
Предполагается, что образование нового поселения голых землекопов начинается со встречи самки и самца из разных поселений, которые покинули отчий дом и решили начать самостоятельную жизнь. Во всяком случае, в неволе эти зверьки предпочитают выбирать партнеров для продолжения рода не из «родственников», а из других колоний, тем самым избегая кровосмешения.
- Структура сообщества землекопов относится к категории эусоциальных (то есть к наивысшему уровню социальной организации) и имеет сходство с семьями пчел и муравьев. У них развита кооперация и взаимопомощь, а также социальное неравенство, подразделение на касты. Большая часть землекопов в поселении — это «работники» и «солдаты», единственная привилегия которых — работать и умереть, защищая товарищей. Главные и почти единственные враги голых землекопов — змеи. Ученые столкнулись со свидетельствами немалой отваги голых землекопов, вложенной в них природой: перед лицом опасности землекоп-«солдат» посылает своим сородичам сигнал, чтобы те замуровали за ним вход, отрезая себе таким образом путь к отступлению, и после этого вступает в схватку с врагом.
- Кроме рабочих особей есть несколько самцов — как правило, два-три на все поселение, ответственных за размножение. И наверху этой социальной пирамиды — самка-королева, рожающая потомство голых землекопов. Эти маленькие грызуны чрезвычайно плодовиты, и самка может рожать три-шесть раз в год по два десятка крохотных детенышей весом чуть более грамма. У лабораторной самки голого землекопа был зафиксирован рекорд рожденного в неволе потомства — 900 детенышей за 11 лет.
- Рожденных в природе землекопов нянчат несколько привлеченных для этого дела самок. В октябре 2015 года японские ученые опубликовали отчет о работе, позволившей понять, почему не рожавшие самки землекопов вдруг становятся «няньками» и проявляют большую заботу о чужом потомстве. Оказалось, они поедают фекалии самки-королевы, в которых содержатся большие количества женского гормона эстрадиола.
Братья по генам
И все же главное свойство этого грызуна — это почти полное отсутствие старости в привычном понимании этого слова. Голые землекопы не дряхлеют, не болеют атеросклерозом и диабетом, сохраняют иммунитет, а также мышечную и репродуктивную функции. Почти до самых последних дней они ведут себя так же бодро, как и в молодости. А погибают или от стычек с врагом, или так, как обычно умирают люди-долгожители — от остановки сердца, выработавшего ресурс.
В 2011 году большая международная команда под руководством российского генетика Вадима Гладышева расшифровала геном голого землекопа. Исследование показало, что он отделился от своих ближайших «родственников», мышей и крыс, 75 млн лет назад, от линии кроликов — 86 млн, от человека — 102 млн лет назад. По количественным характеристикам его геном схож с геномами мыши и человека: ДНК голого землекопа содержит 22 561 кодирующий ген, у человека таких генов — 22 389, у мыши — 23 317, и на 93% все эти геномы идентичны.
А вот качественная разница оказалась существенной. Так, в геноме голого землекопа оказалось намного меньше мобильных генетических элементов, чем у других млекопитающих. Эта особенность делает их геном более устойчивым к негативным изменениям, вызванным их перемещениями (подробнее о мобильных элементах — в «Популярной механике» № 4, 2015).
Хотя кожа голых землекопов не имеет густого волосяного покрова, как у других грызунов, они слабо восприимчивы к внешним раздражителям. Ученые воздействовали на кожу землекопов кислотой и экстрактом жгучего перца, и те довольно спокойно переносили такие «пытки», при этом реагируя на механические раздражители (уколы и пощипывания)
Также было найдено около 200 новых генов, которые появились у землекопов после отделения их эволюционных линий от мышей и крыс. Нашлись и изменения в генах белка UCP1 и нейропептида Р, ответственные за терморегуляцию холоднокровного животного и сделавшие его нечувствительным к боли. В отличие от остальных млекопитающих, землекопы не могут поддерживать постоянную температуру тела (то есть они холоднокровные) и потому вынуждены перемещаться под землей вертикально, выискивая подходящие для себя условия.
Химия молодости
Но, конечно, не это в первую очередь интересовало ученых. Вадиму Гладышеву и его коллегам удалось обнаружить целый ряд одинаковых генов, связанных со старением, у человека, мыши и голого землекопа, которые с возрастом работали по-разному у этих трех видов. Вероятно, одними из наиболее важных у голого землекопа стали изменения в работе генов р16 и SMAD3, которые замедляют бесконтрольное размножение клеток и тесно связаны со многими возрастными патологиями. Во многом именно благодаря работе этих генов голые землекопы совершенно не подвержены опасным перерождениям клеток. Еще один ген, CYP46A1, который отвечает за здоровье нервных клеток, в мозге человека снижает свою активность с возрастом, а у голого землекопа, наоборот, показал повышенную экспрессию.
После этих первопроходческих работ за геном голого землекопа взялись и другие ученые. В 2013 году российские генетики из Университета Рочестера (Нью-Йорк), Вера Горбунова и Андрей Селуянов с коллегами, обнаружили в клетках соединительной ткани голого землекопа, фибробластах, повышенное содержание полисахарида гиалуронана (гиалуроновой кислоты). В клетках землекопа этого вещества оказалось в пять раз больше, чем у человека или мыши. Гиалуроновая кислота высокой молекулярной массы накапливалась в больших количествах в тканях голого землекопа из-за того, что ферменты, ответственные за ее разрушение, были подавлены. А фермент, синтезирующий эту кислоту, гиалуронансинтаза-2 (HAS2), напротив, проявлял у землекопов повышенную активность.
Выяснилось также, что гиалуронаны человека и голого землекопа из-за разной молекулярной массы (у землекопа она в пять раз больше) оказывают противоположное воздействие на организм. Мелкие человеческие (и мышиные) гиалуронаны стимулируют процессы воспаления и деление клеток, в то время как крупные гиалуронаны голого землекопа, напротив, подавляют воспаление и клеточное деление, препятствуя развитию онкологических заболеваний.
Обнаружение гиалуроновой кислоты в тканях землекопа помогло объяснить чрезвычайную устойчивость этих грызунов к действию активных форм кислорода (АФК). АФК вырабатываются у большинства организмов как побочный продукт потребления кислорода и при высоких концентрациях (что часто бывает в старости) могут повреждать клеточные мембраны и ДНК, убивая клетку.
Наш эксперт
Вадим Гладышев,
профессор, Harvard Medical School (США):
Голый землекоп — удивительное животное. Мы с коллегами просеквенировали его геном, и оказалось, что, похоже, он нашел свой собственный путь к долголетию. Чтобы лучше понять это, мы недавно проанализировали геномы его ближайшего родственника, дамарского землекопа, который является более-менее «нормальным» грызуном, а также других млекопитающих-долгожителей: ночницы Брандта (летучая мышь) и серого кита. Во время эволюции в каждом из этих животных произошли геномные изменения, которые повлияли на их долгую жизнь. И мы обнаружили эти изменения. Теперь нам нужно узнать, будут ли и другие животные намного дольше жить, если внести такие же изменения в их геномы. Эти работы сейчас ведутся в нескольких лабораториях, в том числе и в нашей.
Чем питается голый землекоп?
Фото: Африканский голый землекоп
Голых землекопов с уверенностью можно назвать вегетарианцами, ведь в их рационе имеются блюда исключительно растительного происхождения. Меню землекопов состоит из корневищ и клубней растений, причем, как культурных, так и диких.
Интересный факт: Бывает, что, находя клубень, землекоп съедает только его часть, а в отверстие, которое он выгрыз, грызун насыпает земли, чтобы картофель рос и дальше, так сообразительный землекоп старается обеспечить себя пищей впрок.
Пропитание эти грызуны добывают себе только под землей. Нужную для организма влагу животные тоже получают из корней и клубней, поэтому водопой им не требуется. Чтобы во время поиска пищи в ноздри землекопов не попадала земля, сверху их защищает специальная кожная складка, которую именуют «фальшивой губой». Стоит отметить, что верхней губы у землекопа нет.
Эти уникальные грызуны обладают очень медленным обменом веществ, т.к. имеют на удивление низкую температуру тела, составляющую от 30 до 35 градусов. В связи с этим животным требуется не так много пищи, по сравнению с другими млекопитающими аналогичных габаритов. Когда голые землекопы трапезничают, то, словно хомяки, способны держать свою закуску в передних лапках. Перед тем как начать есть, они стряхивают с нее землю, разрезают при помощи острых резцов на отдельные кусочки, а уж потом тщательно жуют, используя свои мелкие щечные зубы.
До старости щенок
В июне 2015 года группа ученых-нейробиологов из Австрии, Швеции и США под руководством Тибора Гаркани обнаружила, что голые землекопы имеют чрезвычайно длительный период созревания мозга: их мозг как бы «не торопится» взрослеть, долго находясь в детском, недоразвитом состоянии. Благодаря этому их нервные клетки приобретают большую устойчивость к нейродегенеративным процессам. Опираясь на эти факты, равно как и на отсутствие шерсти и другие черты, делающие землекопа похожим на детеныша даже во взрослом возрасте, ученые выдвинули гипотезу неотении — удержания незрелых характеристик и задержки развития (подробнее о неотении можно прочитать в «Популярной механике» № 9, 2012).
Существует еще ряд особенностей голых землекопов, которые пока ждут своего объяснения. Это и необычное строение РНК рибосомы (клеточной органеллы, в которой происходит образование вновь синтезированных белков), и мутация рецептора инсулина, в результате которой землекоп усваивает глюкозу в обход инсулина, и еще многое другое. Так совместными усилиями многих исследователей постепенно складывается целостная картина удивительного феномена здоровья и долгожительства этого загадочного подземного грызуна, которого природа и эволюция по какой-то прихоти выбрала своим любимцем, наделив целым набором уникальных качеств. Можно предположить, что в скором времени появятся новые открытия, которые могут оказать человечеству большую помощь в борьбе со старением и возрастными болезнями.
Особенности характера и образа жизни
Фото: Голый землекоп
Голых землекопов относят к эусоциальным животным, т.е. они обладают наивысшим уровнем социальной организации, по образу жизни они схожи с общественными насекомыми (муравьями, пчелами). Подземные колонии этих грызунов обычно насчитывают от 70 до 80 животных.
Интересный факт: Есть сведения о том, что ученые наблюдали колонии землекопов, в которых проживало около 295 зверьков.
Вся протяженность подземных лабиринтов, являющаяся территорией обитания одной колонии, может простираться на расстояние от 3 до 5 км. Земля, которая выбрасывается при рытье туннелей, за год достигает массы в три или четыре тонны. Обычно туннель обладает 4-сантиметровым диаметром и находится на двухметровой глубине.
Туннели служат для соединения между собой:
- гнездовых камер,
- кормовых комнат,
- уборных.
Рытье подземных ходов – коллективная работа, более активно к ней приступают в дождливый сезон, когда земля размягчается и становится более податливой. Цепочка из 5 или 6 землекопов движется гуськом, следуя за первой рабочей особью, вгрызающейся резцами в слой почвы, который помогают отгребать следующие за первым зверьком грызуны. Время от времени первого землекопа сменяет следующий позади зверек.
Все землекопы, живущие в пределах одной колонии, являются родственниками. Главой всего поселения выступает одна единственная самка-производительница, которую называют маткой или королевой. Королева может спариваться с парой или тройкой самцов, все остальные особи колонии (и мужские, и женские) относятся к рабочим, в процессе воспроизводства они не участвуют.
В зависимости от размерных параметров, рабочим присущ целый ряд функций. Крупных особей причисляют к солдатам, занимающихся охраной своих соплеменников от недоброжелателей. Мелким землекопам поручают заниматься поддержкой системы туннелей, нянчить детенышей и искать пропитание. Деятельность средних по габаритам особей является промежуточной, между кастами землекопов нет четких разграничений, как это свойственно муравьям. Самка-королева на протяжении все жизни занята только воспроизведением потомства, рожая не одну сотню отпрысков.
Интересный факт: Из одного наблюдения известно, что за 12 лет матка произвела на свет около 900 землекопов.
Стоит добавить, что голые землекопы имеют очень развитую звуковую коммуникацию, в их голосовом диапазоне насчитывается не меньше 18 разновидностей звуков, что гораздо больше по сравнению с другими грызунами. Поддержание постоянной температуры тела землекопам не свойственно, она (температура) может колебаться, завися от температурного режима окружающей среды. Чтобы замедлить понижение температуры, землекопы собираются в большие группы и могут долго греться в норах, располагающихся рядом с поверхностью земли. Обладание замедленным метаболизмом содействует выживанию землекопов там, где в недрах земли не хватает кислорода и повышено содержание диоксида углерода, который смертелен для других живых существ.
Социальная структура и размножение
Фото: Голые землекопы под землей
Как уже упоминалось ранее, за воспроизведение потомства у голых землекопов отвечает самка, называемая королевой или маткой. Для спаривания она использует только несколько фертильных самцов (обычно, два или три), все остальные жители подземного лабиринта в процессе размножения не участвуют. Самка-королева партнеров не меняет, сохраняя постоянные отношения с этими избранными самцами многие годы. Длительность беременности составляет около 70 дней, матка способна обзаводиться новым потомством через каждые 80 дней. Ежегодно может быть максимум 5 пометов.
Голых землекопов можно назвать весьма плодовитыми, по сравнению с другими грызунами число детенышей одного помета может варьироваться от 12 до 27 особей. Вес каждого малыша составляет меньше двух граммов. Хоть детенышей может родиться и более двух десятков за раз, самка обладает всего 12 сосками, но это вовсе не значит, что часть отпрысков умирает. Благодаря исследованиям американских ученых стало известно, что грудные малыши голых землекопов кормятся по очереди, т.к. у самки-матери очень много молока. За счет такого способа кормления малютки уже в совсем раннем возрасте осознают значимость социальных связей.
Мать-королева потчует малышей молоком на протяжении месяца, хотя питаться твердой пищей они начинают уже в двухнедельном возрасте. Детенышам свойственно поедание фекалий других рабочих особей, так они обзаводятся бактериальной флорой, нужной для того, чтобы переваривать поедаемую растительность. В трех или четырехнедельном возрасте молодняк землекопов уже переходит в разряд рабочих, а половозрелыми грызуны становятся ближе к годовалому возрасту. Как уже отмечалось, живут землекопы для грызунов очень долго – около 30 лет (бывает и больше). Ученым до сих пор точно не удалось выяснить, отчего функционирует этот уникальный механизм долгожительства.
Интересный факт: Хоть самкой-королевой быть престижно, но живут они гораздо меньше других рабочих землекопов. Исследователи установили, что продолжительность жизненного срока матки варьируется в пределах от 13 до 18 лет.
Голый землекоп видео
Рекомендую посмотреть интересное видео о голом землекопе на ютуб канале «всё как у зверей»
Вывод: голый землекоп удивительное животное являющееся практически идеальной моделью здоровой генетики для долголетия — он отличается устойчивостью к раковым заболеваниям и при этом чрезвычайно долгой жизнью, в близком будущем, используя фрагменты и механизмы его генетического кода, вероятно, удастся решить проблему рака и замедлить старение человека.
Естественные враги голого землекопа
Фото: Голый землекоп грызун
Благодаря тому, что образ жизни землекопы ведут подземный и скрытный, на поверхность они практически не выбираются, то врагов у этих грызунов не так уж и много, ведь нелегко отыскать землекопа в недрах земли, куда он погружается до двух метров глубиной. Несмотря на защищенные и безопасные условия проживания этих грызунов, недоброжелатели у них, все-таки, имеются. Основными врагами землекопов можно назвать змей. Редко, но бывает, что змея прямо под землей преследует одиночного грызуна, стремясь за ним по вырытому туннелю. Так случается нечасто, обычно змеи караулят зверьков на поверхности.
Кротовые змеи ведут охоту на голых землекопов в тот момент, когда грызуны выбрасывают излишки земли из нор. Коварная ползучая особа поджидает появление землекопа, просунув свою голову прямо в нору. Когда грызун появляется, чтобы выбросить землю, она его хватает молниеносным выпадом. Нужно отметить, что хоть землекопы почти слепы, они отлично различают запахи, своих сородичей от чужаков они могут сразу распознать, а к последним зверьки относятся очень нетерпимо.
К врагам голых землекопов можно причислить и людей, которые считают этих созданий вредителями посевов и стараются извести грызунов. Конечно, землекопы могут нанести ущерб урожаю, лакомясь корнеплодами и корнями, но не стоит забывать и о том, что они, наподобие кротов, оказывают и благоприятное воздействие на почву, дренируя ее и насыщая кислородом.
Популяция и статус вида
Фото: Голый землекоп
На первый взгляд может показаться, что голые землекопы совершенно беззащитные создания, т.к. они практически ничего не видят, обладают небольшими габаритами, лишены шерстяного покрова. Это ощущение обманчивое, ведь относительно своей живучести эти грызуны могут поспорить с другими животными-долгожителями. Говоря о численности популяции голых землекопов, стоит отметить, что на просторах ареала своего расселения эти необычные зверьки редкостью не являются и встречаются довольно часто. Поголовье голых землекопов не испытывает угрозы исчезновения, грызуны остаются многочисленными, что не может не радовать. Согласно данным МСОП этот вид грызунов обладает охранным статусов, вызывающим наименьшие опасения, другими словами, в Красной книге голые землекопы не числятся и в особых охранных мероприятиях не нуждаются.
К такой благоприятной ситуации относительно численности этих животных привел целый ряд причин, к которым можно отнести:
- подземную, скрытную и безопасную жизнедеятельность землекопов, защищенную от внешних негативных воздействий,
- их устойчивость перед различными опасными заболеваниями,
- невосприимчивость грызунов к боли и живучесть при воздействии различных неблагоприятных факторов,
- уникальный механизм долгожительства,
- необычайно высокую плодовитость.
Итак, можно сказать, что благодаря своим уникальным особенностям, голые землекопы смогли выжить, сохранив поголовье своей многочисленной популяции на должном уровне. Остается уповать на то, что так будет продолжаться и далее.
В конце хочется добавить, что природа не устает нас удивлять, благодаря таким эксклюзивным и суперживучим созданиям, как голый землекоп. Пусть внешняя привлекательность – не их конек, зато у этих грызунов есть масса других необычайных достоинств, которыми не могут похвастаться другие животные. Этих удивительных зверьков можно по праву назвать большими оригиналами и самородками подземного царства.