Як андські мишоподібні білки виживають на токсичних рослинах та смертельній висоті

1

Повітря настільки розріджене, що ви не можете згадати навіть власне ім’я. Крижаний холод пронизує ваш одяг, навіть якщо ви одягли кілька шарів флісу. Ви стоїте на мертвому вулкані в Андах, вище хмар, де немає води, а рослинність — лише міф. Ці умови абсолютно несумісні з довгостроковим виживанням людини. Ви це знаєте. Ваше тіло це знає. Воно кричить, щоб ви спустилися вниз.

Але внизу, за багато миль нижче, трапляється щось інше. Те, чого має відбуватися.

Джей Шторц, професор Університету Небраски в Лінкольні та альпініст-аматор, сформулював це найкраще. Він називає ці вершини «забутими богом». Тим не менш, там живуть миші на вершинах сплячих вулканів, що височіють більш ніж милю над вищими населеними пунктами. Вони не просто виживають. Вони процвітають. І їдять те, що вбило б коня.

Руйнуючи ссавці рекорди

До 2020 року наука проводила чіткий кордон. Дослідники вважали, що для ссавців існує межа на висоті близько 18 000 футів (приблизно 5486 метрів). Піднімайтеся вище і біологія перестає працювати. Серце відмовляє. Кров стає надто рідкою. Ви вмираєте.

Потім з’явилися андські мишоподібні білки (Phyllotis vaccarum).

2020 року команда під керівництвом Шторца піднялася на Вулкан Льульяйльяко. Це сплячий вулкан на кордоні Аргентини та Чилі, найвища історично активна вершина у світі. На висоті 22110 футів (близько 6739 метрів) вони їх виявили. Рекорди були побиті. Старі припущення були розвіяні.

Що робить цей вид особливо примітним, так це його ареал проживання. Деякі особини живуть на рівні моря у пустелях північної Чилі. Інші – там, де атмосферний тиск становить менше третини від того, що ми вдихаємо у звичайних умовах. Одна й та сама тварина. Майже той самий геном. Але різні рішення однієї й тієї смертельної проблеми.

Поїдання отрути заради життя

Ось несподіваний поворот. Високогірне середовище – це не тільки холод і нестача кисню. Це неживий простір. Рослин мало. Ті ж, що там ростуть, часто отруйні. Більшість ссавців, спробувавши їх, загинули від отруєння.

Ці миші еволюційно винайшли “чит-код” для травлення.

Геномне секвенування показало, що високогірні миші адаптували гени, що дозволяють знешкоджувати токсини цих рослин. Це специфічна адаптація. У той час як низинні миші не мають такої ефективності, гірські жителі можуть перетравлювати їжу, яка інакше була б шкідливою. Вони перетворили отруйний краєвид на свою комору.

Але адаптація потребує жертв. Вона має свої компроміси. Високогірні миші краще зберігають тепло тіла та підтримують рівень кисню в крові. Вони влаштовані інакше. На метаболічному та фізіологічному рівнях.

Людська ціна відкриття

Вивчення цих мишей – не прогулянка у парку. Це небезпечна робота. Команда Шторца витратила роки (2020–2023) на сходження цими схилами, встановлення пасток і збір даних в умовах, що доводять фізіологію людини до краю.

Один із колег був евакуйований з іншої експедиції до Перу. У нього розвинувся високогірний набряк легень – скупчення рідини в легенях. Цей стан загрожував життю. Це жорстке нагадування про те, що ці умови є смертельними для людей. Навіть досвідчені альпіністи, добре акліматизовані, можуть протриматися тут недовго.

Щоб отримати відповіді, дослідники змушені були приспати зразки. Їм треба було вивчити тканини. Вони зібрали 167 «типових» зразків, зберігши їх у музеях. Шторц стверджує, що це життєво важливе для майбутньої науки. Ці архіви дозволяють дослідникам повертатися до біології конкретного часу. Населення не постраждали. Загибель була гуманною. Ціна, заплачена за знання? Прийнята наукою, хоч і не минає безслідно.

Король гір

Грем Скотт, співавтор з Університету Макмастера, бачить у цьому історію еволюційної складності. Життя непросто переносить екстремальні умови; вона знаходить шлях крізь них.

Навіщо забиратися так високо? Мабуть, заради конкуренції. Внизу всюди тісно. Тут же тихо. Повітря розріджене для всіх. Якщо ви можете переносити холод та голод, гори належать вам. Менше тиску з боку хижаків. Менше конкуренції.

Але чи є вони найвищими?

Скотт зазначає, що птахів важко підвести під загальні правила. Вони літають. Існують записи про те, як вони ширяють на ще більших висотах. Але ж для наземних тварин? Конкретно для ссавців? Ці миші, швидше за все, безперечні чемпіони.

«Це лише демонструє складні способи, якими еволюція зробила Phyllotis vaccarum королем гір», — сказав Скотт.

Вони активні вдень на висоті. Там тепліше. Менше хижаків. У них інший ритм життя в порівнянні з їхніми низинними родичами, які можуть бігати на заході сонця або світанку, щоб уникнути спеки або хижих птахів.

Проте, незважаючи на екстремальні адаптації, миші залишаються генетично схожими протягом усього висотного діапазону. Це не ізольовані види. Це одна популяція, що тягнеться від узбережжя до стратосфери, пов’язана і перекривається.

Ми дивимося на ці крижані вершини і бачимо смерть. Миші бачать будинок. Місце, де можна їсти отруту. Місце, де можна сховатися. Місце, де можна вижити неможливе.