Удалось выяснить, почему стервятники и прочие падальщики не умирают после каждого «обеда»

Европейские и американские биологи выяснили, почему стервятники не умирают от живущих в падали бактерий, смертельно опасных для всех остальных животных. Содержимое желудков и кишечника нескольких видов падальщиков подсказало ученым, что у этих птиц есть два слоя защиты от подобных бацилл. Почти все болезнетворные микробы просто растворяются в крепкой кислоте в их желудке, а выжившие патогены уничтожаются микрофлорой кишечника, состоящей из похожих на них бактерий. О секретах «железного» желудка падальщиков ученые рассказывают в статье, опубликованной в журнале Nature Communications, информирует rusplt.ru.

Сегодня на Земле насчитывается несколько десятков видов животных, главным источником питания для которых служат останки других млекопитающих и птиц, умерших от болезни или умерщвленных настоящими хищниками достаточно долгое время назад. К их числу относятся стервятники Старого Света и комодские вараны, кондоры Америки, африканские гиены и прочие виды животных, которых мы называем падальщиками.

За миллионы лет эволюции они выработали массу приспособлений для жизни с подобной «диетой». Например, кондоры обладают непревзойденным нюхом и зрением, которые помогают им находить добычу на расстоянии в несколько километров, гиены благодаря мощным челюстям могут разгрызать даже очень толстые кости и съедать до 95% от общей массы туши. Некоторые другие падальщики — в частности, комодский варан, научились сосуществовать с болезнетворными бактериями, живущими в трупах, и использовать их в качестве «биологического оружия» для умерщвления жертв и борьбы с сородичами.

Ларс Хансен из университета Орхуса (Дания), а также генетики и орнитологи из других стран Европы и США заинтересовались тем, как организм падальщиков справляется с подобными болезнетворными бактериями, которые регулярно попадают в их желудки и кишечники в количествах, в разы превышающие летальную дозу микробов для всех остальных животных Земли. Борьба с таким количеством патогенов требует огромных расходов энергии на поддержание мощнейшей иммунной системы, что падальщики вряд ли могут себе позволить — львиная доля времени и сил уходит у них на поиски добычи.

Для ответа на этот вопрос Хансен и его коллеги отправились в поездку по заповедникам и зоопаркам, расположенным на территории Соединенных Штатов, Дании и других стран мира. Они отлавливали особей двух самых распространенных пернатых падальщиков Америки — грифа-индейку (Cathartes aura) и грифа-урубу (Coragyps atratus), собирали образцы микрофлоры из кишечника и оценивали видовой состав и количество бактерий на коже их головы и клюва, которые напрямую контактировали с падалью.

В общей сложности ученым удалось собрать образцы микробов для 50 птиц, живущих в самых разных уголках Нового Света. Данные образцы были проанализированы и «отсортированы» по типам и штаммам бактерий, что позволило ученым проследить за тем, что происходит с микробами во время их путешествия изо рта птицы в ее кишечник.

Первый сюрприз, который ожидал биологов — в желудках пернатых падальщиков им не удалось найти обрывков ДНК млекопитающих и других птиц, несмотря на то, что подобные фрагменты генома присутствовали в огромном количестве на их клюве и коже. Это говорит о том, что пищеварительная система грифов очень хорошо переваривает и уничтожает органику. По этой причине путешествие через желудок к кишечнику переживает крайне небольшая доля даже самых стойких и опасных бактерий — из 528 групп бацилл, встречающихся в подгнившем мясе, осталось лишь 76 наборов бактерий, причем выжившие патогены были близкими родственниками тех микробов, которые живут в кишечнике этих птиц.

Бактерии из семейств Clostridia (в число которых входит возбудитель ботулизма) и Fusobacteria, составляющие основу микрофлоры у грифов, настроены по отношению к ним достаточно недружелюбно — они гораздо лучше приспособлены к жизни в кишечнике живой птицы и поэтому легко вытесняют микробов-пришельцев. В результате этого практически все патогенные микробы, попадающих в желудок птицы, погибают еще до того, как могут нанести какой-либо вред. По словам ученых, эта система очистки от бактерий является, по сути, бесплатной и даже полезной для падальщика благодаря притоку питательных веществ из останков бактерий, растворившихся в кислоте их желудочного сока.

«Наше исследование показало, что длительная эволюция очень хорошо приспособила падальщиков для борьбы с токсичными бактериями, которые попадают в их организм вместе со съедаемым мясом. С одной стороны, эти птицы обзавелись очень мощной пищеварительной системой, которая просто-напросто уничтожает большинство опасных бактерий, которых они проглатывают. С другой стороны, падальщики, похоже, научились сосуществовать с одними из самых смертоносных бактерий на Земле — те штаммы микробов, которые легко убивают другие виды животных, спокойно живут и процветают в их нижнем кишечнике», — рассказывает биолог Майкл Роггенбак из Университета Копенгагена (Дания).

Пока ученые точно не могут сказать, сотрудничают ли клостридии и фузобактерии с кишечником грифов или же они являются «пассажирами», которых птица согласна терпеть в обмен на защиту от опасных микробов. По их мнению, справедливо и то, и другое — бактерии на самом деле помогают птице переваривать подгнившее мясо, но при этом они выделяют токсины, которые организму падальщика приходится подавлять. С другой стороны, расходы на эту «химчистку» компенсируются питательными веществами из останков уничтоженных бактерий, переживших «кислотную ванну» в желудке птицы.

В ближайшее время ученые планируют найти ответ на этот вопрос в рамках экспериментов с птицами, чей кишечник будет очищен от бактерий. По их словам, опыты по восстановлению их микрофлоры помогут им не только понять, какую роль эти микробы играют в жизни падальщиков, но и выяснить, как секреты их «железного» желудка можно использовать для защиты нашего собственного кишечника от микробов.

На заставке фото с сайта www.photoline.ru