Аномальне тепло завадило мишам і хом'якам виростити дітей, — дослідження

Періоди аномально спекотної погоди знижують виживання дитинчат гризунів, коли вони харчуються материнським молоком, повідомляється в Proceedings of the National Academy of Sciences. При занадто високій температурі самки або виробляють набагато менше молока і їх дитинчата гірше ростуть, або набагато частіше вбивають потомство. Поки це показали тільки на лабораторних популяціях хатніх мишей і смугастих хом'ячків, але якщо результати підтвердяться і на диких гризунах, це може означати, що «хвилі тепла» для дрібних ссавців небезпечніші, ніж підвищення середньорічної температури повітря.

Хоча зміна клімату, яка зараз спостерігається по всьому світу, безумовно, впливає на всі природні співтовариства, саме по собі підвищення середньої температури на кілька градусів не несе загрози ендотермним тваринам — таким, у яких температура тіла визначається перш за все обміном речовин, а не зовнішніми факторами. Однак епізоди аномального тепла (heatwaves) можуть бути небезпечні, наприклад, для дрібних ендотермних ссавців — гризунів.

Оскільки на одиницю об'єму тіла у них припадає більше його площі, ніж у великих звірів, то остигають вони набагато швидше, а їх адаптація спрямована на те, щоб не переохолоджуватися. Навпаки, пристосувань, що захищають гризунів від перегріву, мало: наприклад, ці тварини не так інтенсивно потіють, як люди, і не висувають язика (тобто не використовують теплову задишку) для охолодження, як собаки. Тому при температурах від 35 градусів Цельсія багато дрібних гризунів гинуть.

Є певний рівень інтенсивності обміну речовин, нижче якого у гризуна не вдасться опуститися, і він тим вищий, ніж тварина дрібніша. Також цей рівень залежить і від періоду життя ссавця. Скажімо, коли самка виробляє молоко, щоб годувати дитинчат, рівень інтенсивності метаболізму у неї вищий, ніж коли їй не доводиться мати справу з нащадками. Тому дослідники з декількох китайських і британських університетів на чолі з Джоном Спікменом (John R. Speakman) з Абердинського університету припустили, що періоди аномальної спеки будуть сильно впливати на годуючих самок гризунів.

Своє припущення вони перевірили на тваринах двох видів — хатніх мишей (Mus musculus, Swiss) і смугастих хом'яків (Cricetulus barabensis). При температурі 21 градус Цельсія частина тварин не мала потомства. Їх використовували в експериментах по визначенню рівня споживання енергії або максимальної температури повітря, сумісної з життям: добу (або менше, якщо стан піддослідних ставав близьким до критичного) тримали при температурі 38, 40 або 42 градуси. Інтенсивність споживання енергії розраховували за допомогою води подвійного мічення, в якій і кисень, і водень представлені важкими ізотопами. Також вчені визначали енергетичні витрати самок на виробництво молока.

Крім того, дослідники провели досліди з матерями самками хом'ячків і мишей. Матерів з виводками через шість днів після пологів на десять днів пересаджували з кліток де температура повітря була 21 градус до клітки, де повітря було нагріте до 27, 30, 33 або 36 градусів Цельсія. Всім тваринам щодня вимірювали масу тіла. Крім цього оцінювали середню кількість дитинчат і порівнювали його з гризунами, які живуть в підвищеній температурі, і в особин з контрольних груп.

В експериментах з виявлення максимальної температури, яку здатні перенести негодуючі самки хатніх мишей і смугастих хом'ячків, жодна тварина не померла навіть при 42 градусах, проте кілька годуючих особин цих видів загинула всього через кілька годин після перебування при температурі 36 градусів. Виходить, що лактація знижує стійкість гризунів цих видів до спеки. Самки з дитинчатами, яких тримали при 30 градусах і вище, їли істотно менше, ніж ті, хто жив у більш прохолодних приміщеннях, і за період спостереження втрачали в середньому до 14,6 % маси (в разі загибелі — до 20 %).

І у мишей, і у хом'ячків енергетичні витрати на виробництво молока знижувалися, якщо тварин містили при температурі вище 21 градуса. Безпосередньо обсяг виробленого молока не вимірювали, але передбачається, що він теж падав. У результаті знижувалася швидкість росту дитинчат: при 33 градусах у хом'ячків на 12,7 відсотка, у мишей — на 20 відсотків. У смугастих хом'ячків також різко підскакувала смертність, ймовірно, через те, що самки починали частіше вбивати нащадків. Хом'ячки погано переносили брак ресурсів, на відміну від мишей: ті краще пристосовувалися до малої кількості молока при спеці, тому смертність мишенят майже не підвищувалася (хоча росли вони теж повільніше).

Виходить, що зміна клімату, в результаті якого періоди аномальної спеки почастішають по всьому світу, може вкрай негативно позначитися на здатності дрібних гризунів розмножуватися і виводити потомство: у період лактації ці тварини особливо чутливі до спеки. Відповідно, їм буде складніше підтримувати і відновлювати чисельність. Однак автори відзначають, що результати дослідження отримані на особинах, які, як і багато поколінь їхніх предків, жили в лабораторіях, де температура стабільна. Тому, щоб робити глобальні висновки, потрібно провести експерименти на звірах з дикої природи.