Ученые из Центра исследования лемуров Университета Дьюка изучили процесс гибернации у своих подопечных животных, в частности, они добились, чтобы лемуры, в течение нескольких поколений в неволе не впадавшие в спячку, восстановили эту способность. По словам ученых, лемуры как самые близкие родственники человека, умеющие впадать в гибернацию, могут быть полезны при подготовке будущих космических полетов, участники которых станут проводить долгое время в анабиозе.
В природе толстохвостые лемуры (Cheirogaleus medius) впадают в зимнюю спячку с апреля по октябрь, когда на Мадагаскаре наступает засушливый период. В предшествующие спячке месяцы они накапливают жир, который у этих животных откладывается в хвосте (вес хвоста перед спячкой достигает у них 40 % веса всего тела). Затем забираются в дупла и другие убежища и впадают в оцепенение. В отличие от животных, которые впадают в спячку в регионах с умеренным климатом, лемур не контролирует температуру тела во время спячки, и если дупло, в котором он спит, не имеет хорошей теплоизоляции, температура тела лемура колеблется в соответствии с внешней температурой.
Однако при содержании в неволе толстохвостые лемуры не испытывают недостатка в пище и поэтому активны круглый год. Лишь изредка они впадают в оцепенение, продолжительность которого редко превышает сутки. Сотрудники Центра исследований лемуров опасались, что их подопечные, живущие в неволе уже четыре поколения, полностью утратили способность впадать в спячку. Но решили проверить это в ходе эксперимента.
Чтобы смоделировать сезонные явления в дикой природе, исследователи создали пространство, которое имитировало бы изменения температуры и освещения, аналогичные происходящим летом и зимой на Мадагаскаре. С октября 2019 года по февраль 2020 года освещение и температура в их среде обитания постепенно снижались. В зимних условиях лемуры получали девять с половиной часов света в самый короткий день по сравнению с летом, когда искусственный день длился до 14,5 часов. Температура снизилась с 25 °C до 10–15 °C. Также при переходе от лета к зиме снижалось количество корма.
Восемь подопытных лемуров в этих условиях впали в спячку в искусственных дуплянках, сделанных учеными. Во время сна у них измеряли частоту сердечных сокращений и температуру. В течение четырех месяцев лемуры находились в спячке 70 % времени, не проявляли интереса к еде и почти не двигались и не дышали в течение 11 дней в период максимальной спячки. По окончании эксперимента лемуры проснулись и выглядели здоровыми. Их частота сердечных сокращений вновь выросла с 8 ударов в минуту до 200 ударов в минуту, и они сразу же начали есть.
Исследователи считают, что стимулирование спячки будет полезным для здоровья лемуров, поскольку отказ от нее может вызвать у животных ряд расстройств, включая диабет, катаракту и ожирение. Предполагается также, что за счет спячки толстохвостые лемуры имеют значительно бóльшую продолжительность жизни по сравнению с млекопитающими сходных размеров. Они доживают до почти тридцати лет.
Поскольку толстохвостый лемур — единственный примат, способный впадать в спячку, ученые считают, что на его примере можно узнать, возможна ли гибернация у людей. Подобная способность может облегчить дальние космические путешествия, сделать безопаснее экстренные хирургические операции и даже предотвратить метаболические заболевания. «Если гибернаторы могут восстанавливать повреждения ДНК и справляться со стрессом, связанным с метаболической депрессией, понимание этих механизмов может помочь вылечить это состояние у людей», — говорит ведущий автор исследования приматолог Марина Бланко. В ближайших экспериментов ученые хотят провести анализ метаболитов, чтобы лучше понять, что происходит в организме лемура при подготовке к спячке и как у него получается столь быстро вернуться в нормальное состояние.
Работа опубликована в журнале Scientific Reports.
