Объяснение грубого поведения было грандиозным научным путешествием
Это было странное зрелище: зимой 2007 года ученые в Китае заметили дикую гигантскую панду, возившуюся в конском навозе, старательно вымазывающуюся в экскрементах, пока ее мех не превратился в беспорядочное месиво. Это был не последний раз, когда исследователи замечали такое странное поведение.
Но на выяснение того, почему панды так поступают, у команды ушло бы 12 лет и много научных исследований в области поведения животных, химической экологии и нейрофизиологии. Но теперь исследователи думают, что у них есть ответ.
Панды могут валяться в фекалиях, как ни странно, чтобы согреться. Исследователи выявили химическое вещество, присутствующее в конском помете, которое придает лабораторным мышам устойчивость к холоду и может ингибировать чувствительный к холоду белок, присутствующий в гигантских пандах (Ailuropoda melanoleuca), сообщают они 7 декабря в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Я эксперт по пандам, и это одна из самых странных статей о пандах, которые я когда-либо читал», - говорит Билл МакШи, биолог из Смитсоновского института биологии охраны природы во Фронт-Рояле, штат Вирджиния. «Предстоит еще много работы, но эти исследователи заслуживают большой похвалы».
Ученики Фувен Вэя, эколога из Китайской академии наук в Пекине, впервые заметили странное поведение глубоко в горах Циньлин в центральном Китае. Регион пересекают древние торговые пути, по которым ходили лошади, поэтому исследователи говорят, что конский навоз мог быть обычным явлением.
Валяние в какашках не является чем-то неслыханным среди животных - вспомним собаку. Но многие млекопитающие активно избегают фекалий других особей и видов, поскольку экскременты могут содержать патогены и паразиты, говорит Сесиль Сарабиан, когнитивный эколог из Киотского университета в Японии, не участвовавшая в исследовании.
«Поведение - это история компромиссов, - говорит она. «В этом случае польза от контакта со свежим конским навозом может перевешивать [потенциальные] риски».
Чтобы понять, в чем заключаются эти преимущества, исследователям сначала пришлось поймать больше маневров с навозом. Они установили серию камер, чувствительных к движению, вдоль дорог в национальном заповеднике Фопинг. Камеры зафиксировали 38 взаимодействий панды и экскрементов с июля 2016 года по июнь 2017 года, что позволяет предположить, что первоначальное наблюдение было не просто странным инцидентом. Установка камеры также зафиксировала время и температуру воздуха для каждого поведения, выявив четкую закономерность: гигантские панды катались в какашках только в более холодную погоду. Большинство наблюдений было сделано при температуре от -5°C до 5°C.
Панды тоже были придирчивы к какашкам. Он должен был быть свежим; навоз старше нескольких дней в значительной степени игнорировался. Химический анализ показал, что два летучих соединения, часто обнаруживаемые в растениях, были в изобилии в свежих экскрементах, но были недостаточными в более старых образцах: бета-кариофиллен (BCP) и бета-кариофилленоксид (называемый BCPO).
Учитывая то, что панды предпочитают свежий навоз, исследователи предположили, что их может привлечь BCP/BCPO. В Пекинском зоопарке команда представила шести содержащимся в неволе гигантским пандам стоги сена, пропитанные химикатами или другими веществами. Панды потратили значительно больше времени на изучение сена, покрытого BCP/BCPO. Одна панда по имени Джинни провела шесть минут, прикрывшись обработанным сеном.
Вооружившись этими подсказками, исследователи затем проверили, влияет ли химическое вещество каким-либо образом на ощущение температуры. Панды не совсем поддаются лабораторным экспериментам, поэтому исследователи нанесли BCP/BCPO на крошечные лапки лабораторных мышей и подвергли мышей серии тестов на устойчивость к холоду. По сравнению с мышами, которым вводили физиологический раствор, которые дрожали от холода, мыши, которым вводили BCP/BCPO, казались невозмутимыми.
Сложные эксперименты по молекулярной биологии выявили новые подсказки. BCP/BCPO взаимодействует с пандовой версией хорошо известного белка TRPM8, чувствительного к холоду. Найденный в коже многих млекопитающих, TRPM8 предупреждает остальную часть тела о холоде, но также активируется ментолом, химическим веществом, вызывающим ощущение прохлады мяты перечной.
В клетках, подвергшихся воздействию химического вещества в лаборатории, BCP/BCPO оказал противоположный эффект, ингибируя TRMP8. Исследователи говорят, что это делает белок менее способным обнаруживать простуду.
От фотоловушки до чашки Петри, данные свидетельствуют о том, что дикие панды наткнулись на экологический ресурс, который действует как своего рода обезболивающее против холода, возможно, помогая им акклиматизироваться к зиме, заключают исследователи.
«Это действительно замечательное исследование», - говорит Елена Грачева, нейробиолог из Йельского университета, не участвовавшая в исследовании. «Это показывает ценность изучения поведения в дикой природе и поиска его молекулярных механизмов».
Но она говорит, что потребуются более прямые доказательства, чтобы действительно продемонстрировать, что панды переворачиваются в экскрементах, чтобы противостоять холоду. Экстраполяция влияния BCP/BCPO на мышей на панд «не совсем корректное сравнение», - говорит она. Могут быть и другие причины надевать слой навоза. Известно, что панды покрывают себя естественными ароматами, которые могут отпугивать паразитов или действовать как территориальный сигнал.
Также неясно, действительно ли лошадиные какашки предотвращают временное ощущение холода у панд или просто делают его менее неприятным, говорит Грачева.
Если BCP/BCPO действительно обеспечивает устойчивость к холоду, МакШи, биолог из Смитсоновского института, задается вопросом, могут ли другие животные также валяться в случайной куче навоза. «Каждый любит время от времени немного облегчиться от холода».