Но, по мнению исследователей из Университета Юты, уникальная адаптация вальдшнепов, которая позволяет им расщеплять токсины креозота, может оказаться под угрозой, если температура будет продолжать расти. Их новое исследование в области молекулярной экологии объясняет, почему: печень млекопитающих (включая нас) может менее эффективно расщеплять токсины при более высоких температурах.«Похоже, что при более низких температурах в печени происходит больше», — говорит Патрис Курнат Коннорс, научный сотрудник отделения биологии Университета штата Калифорния и первый автор нового исследования.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом и Центром глобальных изменений и устойчивости Университета Юты.Харди вудраксПрофессор биологии Дениз Диринг изучает пустынных древесных крыс более 20 лет.
Они размером с больших хомяков, но, построив гнезда или кучи, древесные крысы задокументировали тысячелетнюю историю климата и растительности на Юго-Западе.Также они соблюдают своеобразную диету среди грызунов. Это одно из немногих семейств грызунов, которые специализируются на поедании растений.
Другие едят семена или придерживаются всеядной диеты. А специализация лесных крыс идет еще дальше. Деринг говорит, что лесная крыса Стивена в северной Аризоне питается почти исключительно можжевельником. «Он проглатывает дозу скипидара, которая убьет человека каждый день», — говорит она. «Феноменальные виды для изучения».
Предыдущие исследования изучали, как древесные крысы регулируют потребление ядовитых растений, и наблюдали, что при повышении температуры пустынные древесные крысы едят меньше продуктов, содержащих креозот. Диринг и Коннорс подозревали, что разница в функционировании печени, которая перерабатывает и расщепляет токсины, может объяснить снижение толерантности вудракс к более высоким температурам.
Стрессовая печень
В своем новом исследовании Деринг и Коннорс изучали, какие гены включаются или выключаются в печени лесных крыс при повышенных температурах. На самом деле высокие температуры были не такими высокими для животного, которое живет в пустыне Мохаве — 79 градусов по Фаренгейту по сравнению с 71 F для животных, содержащихся при «прохладных» температурах.«Это животные пустыни», — говорит Коннорс. «Это температуры, которые для них не имеют большого значения. Но мы все еще наблюдаем различия в экспрессии генов в печени при таких температурах».
Сравнивая экспрессию генов печени у теплых и холодных древесных крыс, Коннорс увидел, что активность основных путей детоксикации практически не изменилась, но у теплых древесных крыс было около половины активности генов печени у холодных древесных крыс. Наиболее существенные различия были в генах, относящихся к метаболизму. Один ген регулирует метаболизм витамина А, который может быть предшественником ферментов детоксикации. Другой ген связан с процессом, называемым глюконеогенезом, который генерирует глюкозу в результате расщепления белков и липидов.
«Это то, что делает ваша печень, когда ей требуется энергия», — говорит Коннорс. «Это не идеальный способ вырабатывать энергию в печени».Это не только вальдшнепыЗамедление функции печени у древесных крыс неудивительно, поскольку «токсичность, зависящая от температуры», также влияет на других млекопитающих, включая человека. В 1959 году фармакологи из Университета Майами проверили токсичность 58 соединений на крысах, содержащихся при температурах от 46 до 96 F. Две трети этих соединений были наиболее токсичными при высоких температурах и наименее токсичными при промежуточных температурах.
Для людей это означает, что тайленол, принятый в июле, может оставаться в силе дольше, чем тот, который был принят в январе, поскольку печень при более низких температурах более эффективно очищает организм от лекарств и токсинов.Причина эффекта может быть связана со стратегиями тела по управлению теплом. Печень — большой орган, вырабатывающий тепло в рамках своих обычных биологических процессов.«Вы не хотите, чтобы ваша печень работала сверхурочно летом, иначе станет слишком жарко», — говорит Коннорс. «Мы думаем, что существует компромисс между той ролью, которую печень играет в терморегуляции, а также в детоксикации».
Влияние потери лесных крыс на окружающую средуСогласно данным метеостанции, для древесных крыс максимальные месячные температуры в их домашней среде обитания не сильно выросли с 1989 года. Но средняя минимальная температура в июле сейчас примерно на 5 F выше.Если пустынные лесные крысы больше не могут терпеть предпочитаемую ими диету, они могут быть вынуждены сместить свой диапазон в сторону более низких температур.
Это могло иметь волновой эффект для более мелких млекопитающих, населяющих заброшенные кучи древесных крыс, а также сов и койотов, которые полагаются на древесных крыс как на источник пищи.Теперь сотрудники Диринга и Коннорса в Австралии задают те же вопросы о крупных сумчатых, которые едят листья эвкалипта. «Это другой токсичный вызов», — говорит Коннорс. «Это может иметь большое значение для травоядных млекопитающих».