Маленька істота може зменшувати об'єм свого мозку: дослідники виявили, яким чином.

Це потрібно для того, щоб утримувати тепло в прохолодну погоду.

Науковці повідомили про досягнення в розумінні механізмів, які дозволяють євразійській бурозубці (Sorex araneus) зменшувати розмір свого мозку та інших органів. Команда дослідників з США, Німеччини та Данії виявила ряд генів, що відповідають за цю особливість, як зазначає Science Alert.

Тварини, такі як ведмеді, збільшують запас жиру та уповільнюють обмін речовин перед зимовим періодом. Це дає їм можливість тривало виживати без їжі. Натомість євразійська бурозубка має коротше життя – всього рік, і не впадає в сплячку. Щоб адаптуватися до холодних і темних днів, вона зменшує розмір своїх енергетично витратних органів.

В результаті явища, названого феноменом Денеля, істота вагою від п'яти до дванадцяти грамів здатна втрачає до 18% своєї маси при падінні температури. Це значне зниження включає втрату близько чверті маси мозку. В весняний період ця тварина відновлює втрачені гени.

Тепер вчені заявили про те, що змогли знайти гени, відповідальні за цей процес. Більше того, їм вдалося виявити зв'язки з генетичними змінами у людей, які страждають на хворобу Альцгеймера та інші захворювання.

Минулого року та ж наукова група виявила ряд метаболічних змін у печінці, корі головного мозку та гіпокампі землерийки, які відбуваються під час сезонного усихання. Дослідники вважають, що ці зміни можуть бути корисними для розробки методів лікування неврологічних захворювань у людей.

В рамках нового дослідження науковці намагалися глибше вивчити еволюційні аспекти синдрому Денеля, аналізуючи експресію генів у гіпоталамусі землерийки у порівнянні з 15 іншими видами ссавців.

Гіпоталамус виконує ключову функцію в регуляції метаболічних процесів у тварин, тому вивчення змін його активності у відповідь на сезонні коливання стало основною темою досліджень. Використовуючи наявні дані, дослідницька група виявила сотні генів, які активуються у землерийок, а також виявила відповідні варіанти, що експресуються в мозку різних ссавців, таких як інші землерійки, гризуни та примати.

"Ми розробили унікальний набір даних, що дозволив нам провести порівняння гіпоталамуса землерийки в залежності від пори року та її виду. В результаті дослідження ми виявили групу генів, які змінюються в залежності від сезону і беруть участь у регуляції енергетичного гомеостазу, а також гени, що відповідають за апоптоз клітин. Ми вважаємо, що ці результати можуть бути пов’язані зі зменшенням обсягу мозку," - зазначив один із провідних дослідників, еволюційний біолог Вільям Томас з Університету Стоуні-Брук у США.

Гени, що відповідають за сезонні зміни у землерийок, охоплюють ряд генів, які регулюють кальцієву сигналізацію у бар'єрі між кровоносною системою та мозком. Це свідчить про адаптивні механізми, які відкривають канали в гіпоталамусі та підвищують швидкість реагування цієї ділянки на зміни в навколишньому середовищі.

У процесі порівняння генетичної регуляції восени та навесні особливою була послідовність BCL2L1. Вважається, що ця послідовність має значення у контролі розпаду окремих клітин.

Порівнюючи регульовані послідовності з подібними генами у різних видів ссавців, дослідницька команда виявила п'ять генів, які вважаються ключовими для еволюційного розвитку феномена Денеля у землерийок. Серед цих генів один відповідає за модифікацію мембранних білків, інший грає роль у функціонуванні синаптичних мембран нервових клітин, а ще один пов'язаний з ожирінням та хворобою Альцгеймера у людей.

На Майорці дослідники знайшли найдавнішу відому скам'янілість горгонопсії, чий вік оцінюється в 270-280 мільйонів років. Цей шаблезубий хижак може суттєво змінити наше розуміння еволюційної лінії, що привела до виникнення ссавців.