Особлива кишкова мікрофлора дозволяє пустельним хом'якам харчуватися креозотовим кущем - а мікрофлору цю тварини можуть отримувати через випорожнення інших особин.
Багато рослин захищаються від травоїдних тварин, синтезуючи різноманітні токсини. Наприклад, ялівець, який накопичує отруйні речовини в хвої, або креозотовий кущ, яку називають також креозотовим кущем - у неї отруйна смола покриває листя зовні.
Пустельний хом'як N. lepida і креозотові кущ, який гризун може спокійно їсти завдяки кишковим бактеріям. (Фото Kevin Kohl / University of Utah).
<
>
Тваринам, які стикаються з такими рослинами, доводиться вирішувати, чи шукати щось неотруйне, або ж якось пристосуватися до такої незвичайної їжі. У другому випадку це означає еволюційну гонку озброєнь - рослини розробляють токсини, тварини вчаться їх знешкоджувати. Якщо говорити про травоїдних ссавців, то у них, як вважається, основне навантаження падає на печінку - саме на ній лежить обов'язок розщеплювати і знешкоджувати шкідливі хімічні речовини, що потрапляють в організм.
Але всемогутні ферменти печінки - не єдине зброю звірів проти рослинних отрут. Як з'ясували зоологи з університету Юти , Пустельні хом'яки Neotoma lepida майже цілком покладаються на кишкову мікрофлору. У травній системі ссавців і раніше знаходили бактерій, здатних знешкоджувати токсини, але лише тепер вдалося чітко пов'язати мікрофлору зі здатністю поїдати отруйні рослини.
Пустельні хом'яки N. lepida (вони відносяться до неотомовим хом'якам, яких часто скопом називають деревними пацюками) живуть на південному заході США. Цей регіон 17 000 років почав в буквальному сенсі сохнути, перетворившись в пустелю, яку назвали пустелею Мохаве. Хом'яки жили там і раніше, і, швидше за все, харчувалися ялівцем. Але зі зміною клімату ялівець відступив на північ, а на його місце з Мексики прийшла креозотовий кущ зі своїми креозотові листям. Деякі з хом'яків НЕ пішли слідом за ялівцем, а вважали за краще освоїти нову їжу. Причому вони не стали чекати генетичних змін, які дозволили б їм переробляти нові токсини, а почали співпрацювати зі спеціальними бактеріями.
Раніше Кевін Коул (Kevin Kohl) і його колеги виявили, що у гризунів, що живуть в пустелі, в кишечнику живе більше «протівокреозотних» бактерій, ніж у тих, які мешкають на північ від, поряд з ялівцем. З тими і з іншими поставили кілька дослідів. Північних і південних хом'яків ділили на декілька груп: одних годували звичайним кормом, іншим до корму підмішували смолу креозотового куща, причому по ходу експерименту доза токсичної смоли збільшувалася. Як і очікувалося, склад мікрофлори відповідав тому, як тварини харчувалися: якщо в раціоні були рослинні токсини, та ще й у збільшенні концентрації, в кишечнику зростала частка мікробів, здатних знешкоджувати отрута.
Тоді дослідники вбили антибіотиком майже всю мікрофлору пустельних хом'яків і спробували їх годувати, як і до цього, їжею з добавками смоли креозотового куща. Гризуни перетравлювати таку їжу не могли, і за 13 днів втратили десяту частину ваги. Причому ті, яких теж позбавляли кишкових мікробів, але тримали на звичайному, нетоксичному кормі анітрохи не худнули.
Нарешті, в третьому експерименті гризунам, що живиться ялівцем, давали фекалії їх південних родичів, після чого саджали їх на корм з добавкою креозотові рослинних смол. Ніяких проблем з такою дієтою, як пишуть автори роботи в Ecology Letters, у гризунів не виникло, хоча в природі їм з таким токсином стикатися не доводилося. Тобто бактерії, які допомагають південним хом'якам перетравлювати креозотові кущ, цілком прижилися в організмі північних хом'яків.
Отримані результати говорять про те, що в сенсі пристосованості до не дуже їстівної їжі ссавці можуть покладатися не тільки на власні ферменти, але і на симбіотичних бактерій. Необхідну мікрофлору тварини можуть отримувати при народженні, проходячи через родові шляхи самки, при спілкуванні з членами сім'ї, при поїданні самих токсичних рослин, на яких цілком можуть жити потрібні бактерії. Нарешті, ті ж неотомові спокійно поїдають фекалії, як свої, так і чужі, і це може бути одним з найбільш ефективних способів поновлення мікрофлори. Можна сказати, що гризуни можуть харчуватися отруйними рослинами саме завдяки чужим фекалиям.
Ну а що ж все-таки відбувається з тими тваринами, яким не пощастило з правильними бактеріями? Вони, як було сказано, можуть їсти корм з токсичними добавками, причому в достатніх кількостях, але одночасно сильно худнуть. Завдання по знешкодженню отрути у них бере на себе печінку, що вдалося встановити за біохімічним аналізом сечі. Але на те, щоб знешкодити отруту, у печінці йде багато енергії, і саме великі енергетичні витрати змушують худнути хом'яків з невідповідною мікрофлорою.
Варто також зауважити, що копрофагія, при всій своїй, на наш погляд, неапетитними, взагалі відіграє велику роль в пристосуванні тварин до навколишнього середовища. В якості ще одного цікавого прикладу можна згадати дослідження зоологів з Швейцарського федерального технологічного інституту, які з'ясували, що джмелі зміцнюють свій імунітет кишковими бактеріями, яких можуть отримати тільки в колонії, з випорожненнями інших особин.
