Кажани-вампіри – єдині ссавці, які живуть виключно кров’ю. Їхні харчові звички можуть бути сюжетом жахів, але вони мають цікаву форму обміну речовин, яка відрізняє їх від інших хребетних. Більшість хребетних, включаючи людину, використовують вуглеводи та жири як джерело енергії. Але цих поживних речовин не вистачає в крові, єдиній їжі, яку їдять кажани-вампіри.
Дослідники Кен Велч з Університету Торонто та Джулія Россі, яка зараз працює в Університеті МакМастера в Гамільтоні, Канада, задалися питанням, як кажани-вампіри насправді отримують енергію, необхідну для виживання, коли вони мають таку просту дієту.
Харчові звички нічного сталкера
Кажани-вампіри можуть літати з місця на місце, як і інші кажани, але вони також багато ходять. Зокрема, відомо, що вони безшумно підкрадаються до сплячої тварини, як-от корова, у темряві ночі. Для цього вони ходять по землі на всіх чотирьох кінцівках.
Вони мають гострі, як бритва, зуби, які врізаються в сплячого господаря, не завдаючи болю. Розріз разом з антикоагулянтною слиною кажана спричиняє сочіння крові. Це притирається битою. Россі та Уелч дивувалися, як кажани-вампіри можуть виживати на такій простій дієті, яка, очевидно, містить дефіцит вуглеводів і жирів. Щоб провести розслідування, вони зловили 24 кажани-вампіри під час перебування в Белізі, Центральна Америка.
Інноваційний підхід до вивчення метаболізму
Виявлення того, як кажани-вампіри керують своїм метаболізмом, супроводжується серйозними проблемами, оскільки традиційне обладнання для відстеження метаболізму у літаючих тварин є громіздким і незручним. Це може заважати природним рухам і спотворювати результати. Щоб подолати це, Россі та Уелч використали той факт, що кажани-вампіри вистежують свою жертву, ходячи або бігаючи по землі. Дослідники посадили кажанів на спеціально розроблену бігову доріжку для кажанів, яку розмістили всередині невеликого корпусу.
Швидкість бігової доріжки поступово збільшували, поки кажани не почали бігати зі швидкістю близько 30 метрів на хвилину. За допомогою цього методу дослідники могли точно виміряти метаболізм, не впливаючи на поведінку кажанів.
Джерело енергії для кажанів-вампірів
Датчики контролювали споживання кисню та вуглекислий газ, що виділяється під час дихання кажана, а джерело енергії для дихання визначали за допомогою міченої ізотопами коров’ячої крові. Результати показали, що кажани-вампіри використовували амінокислоти для отримання енергії, а не метаболізували вуглеводи чи жири. Амінокислоти утворюються в результаті перетравлення білків і є звичайним компонентом крові.
Це відкриття вказує на те, що кажани отримують енергію з нещодавньої їжі крові, подібно до того, як це роблять мухи цеце або комарі, які годуються кров’ю.
Метаболічні чудеса кажанів-вампірів
Більшість ссавців можуть використовувати амінокислоти як джерело енергії, якщо їм не вистачає вуглеводів і жирів, тому основна хімія кажанів не така вже й незвичайна.
«У більшості з нас, ссавців, якісь біохімічні шляхи можуть розщеплювати амінокислоти для палива чи іншого використання, але вони побудовані так, щоб повільно працювати у фоновому режимі», — пояснив Кен Велч.
На відміну від жирів, які можна зберігати та використовувати за потреби, амінокислоти не можна зберігати як запас енергії. Таким чином, ці кажани повинні харчуватися щодня, щоб уникнути голоду – характеристика, яка дає їм репутацію ненажерливих кровососів. Проте їм вдається впоратися з цим випробуванням, виживаючи щоночі з точністю та стійкістю по одній краплі крові.
Пристосування кажанів за межами метаболізму
Хоча ця унікальна метаболічна активність кажанів-вампірів вражає, їхнє виживання залежить не тільки від фізіології. Ці істоти розвинули вражаючі пристосування, щоб забезпечити свій нічний успіх. Однією з ключових адаптацій є їх високорозвинена сенсорна система.
Кажани-вампіри мають спеціалізовані датчики тепла, розташовані на їхніх носах, які дозволяють їм з високою точністю виявляти кровоносні судини своєї жертви. Це дозволяє їм робити точні надрізи, забезпечуючи мінімальне занепокоєння господаря та стабільне постачання їжі.
Крім того, їхні гострі зуби та антикоагулянтна слина відіграють вирішальну роль у процесі годування. Зуби кажанів настільки тонкі й гострі, що їхній укус практично безболісний, а їх слина містить сполуку під назвою дракулін, яка запобігає згортанню крові, забезпечуючи безперервний потік під час годування.
Ці адаптації підкреслюють, що кажани-вампіри є вузькоспеціалізованими істотами, які покладаються на набір рис, що виходять за рамки їх метаболічних подвигів, щоб оволодіти навколишнім середовищем і процвітати, незважаючи на труднощі. Дослідження опубліковано в журналі Biology Letters.