Спячка — замедление жизненных процессов и метаболизма у животных в периоды малодоступности пищи. Может длиться до нескольких месяцев. Для многих видов спячка — единственный способ пережить зимний период.
Ученые предположили, что впадающие в спячку зверьки должны иметь более низкую чувствительность к холоду, чем те, кто живет в более теплых районах и не впадает в спячку.
«Если бы эти животные чувствовали холод, они не могли бы впасть в спячку, потому что их сенсорная система посылала бы в мозг сигналы о том, что сначала нужно согреться, — говорит Елена Грачева. — Это поставило бы под угрозу выживаемость этих видов».
Чтобы проверить свою гипотезу, ученые протестировали сусликов и сирийских хомяков (которые впадают в спячку), а также мышей (которые не впадают в спячку) в одинаковых условиях. Животных помещали на две платформы с контролируемой температурой: одна была теплой (+30 градусов по Цельсию), а другая холодной (ее температуру меняли от +20 до 0 градусов Цельсия). Грызуны могли свободно перемещаться между двумя платформами. Оказалось, что мыши всегда выбирали теплую платформу, в то время как суслики и хомяки не оказывали ей такого предпочтения: они начинали выбирать теплую платформу, только когда температура холодной платформы опускалась до 5 градусов Цельсия и ниже.
Грачева и Багрянцев связали различия в чувствительности со строением ионного канала TRPM8 в нейронах грызунов. Активация TRPM8 приводит к ощущению холода. У сусликов и хомячков TRPM8 оказался заметно менее чувствительным, чем у мышей. У мышей наблюдалось увеличение активности нейронов при снижении температуры от 30 до 10 градусов Цельсия, а у сусликов и хомяков ученые не нашли никаких изменений даже при температуре ниже 20 градусов Цельсия. Исследователи проанализировали различия в последовательности аминокислот в молекуле TRPM8 и выяснили, какие из них отвечают за снижение чувствительности. В контрольном эксперименте ученые изменили эту последовательность сусликам, и зверьки стали реагировать на холод так же, как мыши.
Любопытно, что, по мнению ученых, суслики и сирийские хомяки приобрели свою нечувствительность к холоду независимо друг от друга, а не унаследовали ее от общего предка.
Исследование опубликовано в журнале Cell Reports.
Ранее ученые выяснили, каким образом некоторые виды сверчков приспособили свою выделительную систему для долгих зимовок.