Введение

Роющий эусоциальный грызун.

Speciesbox
| name = Голый землекоп
| fossil range = Ранний плиоцен – настоящее время
| image = Nacktmull.jpg
| status = LC
| status system = IUCN3.1
| status ref =
| display parents = 3
| grandparent authority = Landry, 1957 – роющий грызун, обитающий в Африканском Роге и частях Кении, особенно в сомалийских регионах. Он тесно связан с блезмолами и является единственным видом в роде Heterocephalus. Он также демонстрирует сложную социальную структуру, разделенную на репродуктивные и нерепродуктивные касты, что делает его и близкородственную крысу-крота Дамараленда (Fukomys damarensis) единственными широко признанными примерами эусоциальности (высшей классификации социальности) у млекопитающих. У голого землекопа отсутствует чувствительность к боли в коже, а также очень низкие уровни метаболизма и дыхания. Он также примечателен своей долговечностью и устойчивостью к раку и кислородному голоданию. Хотя ранее считалось, что он принадлежит к тому же семейству, что и другие африканские землекопы, Bathyergidae, более поздние исследования помещают его в отдельное семейство, Heterocephalidae.

Описание

Типичные особи имеют длину и вес. Королевы крупнее и могут весить значительно больше, самые крупные достигают. Они хорошо приспособлены к подземному образу жизни. Их глаза довольно маленькие, и острота зрения у них невысокая. Их ноги тонкие и короткие, однако они прекрасно приспособлены к передвижению под землей и могут двигаться назад с той же скоростью, что и вперед. Их большие, выступающие зубы используются для рытья, а губы плотно закрыты за зубами, предотвращая попадание почвы в рот во время копания. Около четверти их мускулатуры задействовано в смыкании челюстей при рытье. У них мало волос (отсюда и распространенное название) и морщинистая розовая или желтоватая кожа. У них отсутствует изолирующий слой в коже.

Метаболизм и дыхание

Голая крыса-кролик хорошо приспособлена к ограниченной доступности кислорода в туннелях своей обычной среды обитания. У неё слаборазвитые лёгкие, а её гемоглобин обладает высокой степенью сродства к кислороду, что повышает эффективность его поглощения. Для животного своего размера у неё очень низкий уровень дыхания и метаболизма, составляющий около 70% от такового у мыши, благодаря чему она минимально потребляет кислород. В ответ на продолжительный голод её метаболизм может снижаться до 25%.

Терморегуляция

Голая крыса-кролик не регулирует температуру своего тела так, как это делают типичные млекопитающие. Они являются термоконформерами, а не терморегуляторами, поскольку, в отличие от других млекопитающих, температура их тела соответствует температуре окружающей среды. Однако также утверждается, что "у голой крысы-кролика есть особый температурный и ритм активности, не связанный с условиями окружающей среды". Зависимость между потреблением кислорода и температурой окружающей среды меняется от типичной поикилотермической модели к гомеотермическому режиму при температуре 29 °C и выше. При более низких температурах голые крысы-кроты могут использовать поведенческую терморегуляцию. Например, замерзшие голые крысы-кроты сбиваются в кучу или ищут неглубокие участки нор, которые прогреваются солнцем. И наоборот, когда им становится слишком жарко, голые крысы-кроты уходят в более глубокие и прохладные части нор.

Нечувствительность к боли

У кожи голых крыс-кротов отсутствуют нейротрансмиттеры в их кожных сенсорных волокнах. В результате, голые крысы-кроты не чувствуют боли при воздействии кислоты или капсаицина. При введении им субстанции P, типа нейротрансмиттера, передача болевых сигналов функционирует так же, как у других млекопитающих, но только в отношении капсаицина, а не кислот. Это рассматривается как адаптация к жизни в условиях высокого уровня углекислого газа, обусловленного плохой вентиляцией их среды обитания, что приводит к накоплению кислоты в тканях организма. Дефицит субстанции P у голых крыс-кротов также связан с отсутствием зуда и расчесывания, вызванного гистамином, что характерно для грызунов.

Устойчивость к раку

Голые крысы-кроты обладают высокой устойчивостью к опухолям, хотя, вероятно, они не полностью невосприимчивы к связанным с ними заболеваниям. Потенциальным механизмом, предотвращающим рак, является ген p16, который можно назвать геном "предотвращения перенаселения", поскольку он останавливает деление клеток при контакте (явление, известное как "ингибирование контакта"). Клетки большинства млекопитающих, включая голых крыс-кротов, подвергаются ингибированию контакта посредством гена p27, который предотвращает клеточное размножение при гораздо большей плотности клеток, чем p16. Сочетание генов p16 и p27 в клетках голых крыс-кротов создает двойной барьер против неконтролируемой пролиферации клеток – одного из основных признаков рака. В 2013 году ученые сообщили, что устойчивость голых крыс-кротов к раку может быть обусловлена гиалуроновой кислотой с "чрезвычайно высокой молекулярной массой" (HMW HA) – природным сахаросодержащим веществом, которое более чем в "пять раз" превышает размер аналогичного вещества у людей и лабораторных животных, склонных к раку. Научный отчет был опубликован через месяц на обложке журнала Nature. Через несколько месяцев та же исследовательская группа из Университета Рочестера объявила, что у голых крыс-кротов рибосомы производят белки с исключительно низкой частотой ошибок. Благодаря этим двум открытиям журнал Science назвал голого крысу-крота "Позвоночным животным года" по версии 2013 года. В 2016 году был опубликован отчет о впервые зарегистрированных злокачественных новообразованиях у двух голых крыс-кротов. Однако обе особи родились в неволе, в зоопарках, и поэтому жили в среде с содержанием кислорода 21% вместо естественных для них 2–9%, что, возможно, способствовало развитию опухолей. Слепые крысы-кроты с Голанских высот (Spalax golani) и слепые крысы-кроты Иудейских гор (Spalax judaei) также устойчивы к раку, но благодаря другому механизму. В июле 2023 года исследование сообщило об успешной передаче гена, ответственного за синтез HMW HA, от голых крыс-кротов к мышам, что привело к улучшению их здоровья и увеличению средней продолжительности жизни примерно на 4,4%.

Долговечность

Голые крысы-кроты могут жить дольше, чем любой другой грызун, с продолжительностью жизни более 37 лет; следующий по продолжительности жизни грызун – африканский дикобраз, живущий до 28 лет. Показатель смертности у этого вида не увеличивается с возрастом и, таким образом, не соответствует таковому у большинства млекопитающих (как это часто определяется законом смертности Гомперца-Макехама). Они также сохраняют здоровую функцию сосудов в течение более длительного периода жизни, чем крысы с меньшей продолжительностью жизни. Причина их долголетия является предметом дискуссий, но считается, что она связана с их способностью значительно снижать метаболизм в ответ на неблагоприятные условия, тем самым предотвращая повреждения, вызванные старением и окислительным стрессом. Этот процесс называют «жизнью импульсами». Их долголетие также связывают со «стабильностью белков». Благодаря их необычайной долговечности была предпринята международная инициатива по секвенированию генома голых крыс-кротов. Предварительный геном был опубликован в 2011 году, а улучшенная версия – в 2014 году. Их соматическое число хромосом – 2n = 60. Дальнейшее секвенирование транскриптома показало, что гены, связанные с митохондриями и окислительно-восстановительными процессами, экспрессируются в большей степени, чем у мышей, что может способствовать их долголетию. Транскриптомы репарации ДНК печени человека, голых крыс-кротов и мышей были сопоставлены. Максимальная продолжительность жизни человека, голых крыс-кротов и мышей составляет примерно 120, 30 и 3 года соответственно. Более долгоживущие виды, человек и голая крыса-крот, экспрессировали гены репарации ДНК, включая основные гены в нескольких путях репарации ДНК, на более высоком уровне, чем мыши. Кроме того, у человека и голых крыс-кротов наблюдалась активация нескольких путей репарации ДНК по сравнению с мышами. Эти данные свидетельствуют о том, что усиленная репарация ДНК способствует увеличению продолжительности жизни и согласуются с теорией повреждения ДНК в процессе старения.

Размер

Репродуктивные самки становятся доминирующими, как правило, основывая новые колонии, сражаясь за доминирующее положение или занимая место после смерти доминирующей самки. Эти репродуктивные самки обычно имеют более вытянутое тело, чем их нерепродуктивные сородичи при одинаковой ширине черепа. Измерения самок до и после начала репродуктивного периода демонстрируют значительное увеличение размеров тела. Предполагается, что эта особенность не связана с изначальными морфологическими различиями, а является результатом достижения доминирующего положения. Как и у репродуктивных самок, репродуктивные самцы также, как правило, крупнее нерепродуктивных, но разница в размерах менее выражена. У этих самцов через кожу брюшной полости видны очертания семенников. В отличие от самок, обычно существует несколько репродуктивных самцов.

Хронобиология

Подземная среда обитания голых крысы-крота накладывает ограничения на их циркадный ритм. Живя в постоянной темноте, большинство особей демонстрируют свободный режим активности и активны как днем, так и ночью, прерываясь на короткий сон несколько раз в течение суток. В сухих африканских пустынях они живут группами, насчитывающими в среднем от 75 до 80 особей, в сложных системах нор. Системы туннелей, сооружаемые голыми крысами-кротами, могут простираться на расстояние до трех-пяти километров (2–3 мили) в общей сумме.

Роли

Голая крыса-кролик была первым млекопитающим, обнаруженным как эусоциальный вид. Крыса-кролик Дамараланд (Cryptomys damarensis) – единственный другой известный на данный момент эусоциальный млекопитающий. Социальная структура голых крыс-кротов схожа с таковой у муравьев, термитов и некоторых пчел и ос. Размножаются только одна самка (королева) и от одного до трех самцов, а остальные члены колонии выполняют функции рабочих. Королева и самцы-производители способны размножаться в возрасте одного года. Рабочие особи стерильны.

Беременность длится около 70 дней. В помете обычно от трех до двенадцати детенышей, но их количество может достигать двадцати восьми. Средний размер помета – одиннадцать. В дикой природе голые крысы-кроты обычно размножаются один раз в год, если выживает помет. В неволе они размножаются круглый год и могут приносить потомство каждые 80 дней. Молодые рождаются слепыми и весят около… Королева выкармливает их в течение первого месяца, после чего другие члены колонии кормят их фекальной кашицей до тех пор, пока они не смогут переходить на твердую пищу.

Рабочие

Меньшие работники сосредоточены на добыче пищи и поддержании туннелей, а более крупные работники проявляют большую реакцию в случае нападения. Как и у некоторых видов пчёл, работники разделяются по спектру различных поведенческих проявлений, характерных для каст, а не на отдельные группы. Рабочие становятся стерильными, когда нет необходимости в новых репродуктивных функциях.

Дисперсоры

Инбридинг широко распространен среди голых землекопов в колонии. Продолжительный инбридинг обычно связан со снижением жизнеспособности. Однако обнаружение роли рассеивающихся особей выявило механизм аутбридинга, дополняющий избегание инбридинга. Рассеивающиеся особи морфологически, физиологически и поведенчески отличаются от членов колонии и активно ищут возможность покинуть свою нору, когда такая возможность представляется.

Выбор женской половинки

Репродуктивно активные самки голых крыс-молов склонны к взаимодействию с незнакомыми самцами (обычно не состоящими в родстве), в то время как репродуктивно неактивные самки не проявляют избирательности. Предпочтение репродуктивно активных самок незнакомым самцам рассматривается как адаптация, направленная на избежание инбридинга. Инбридинг избегается, поскольку он обычно приводит к проявлению рецессивных вредных аллелей.

Диета

Голые крысы-кроты питаются преимущественно очень крупными клубнями (весом, достигающим тысячи раз веса обычной крысы-крота), которые они добывают глубоко под землей, роя ходы. Один клубень может обеспечить колонию долгосрочным запасом пищи, хватающим на месяцы и даже годы.

Голые крысы-кроты иногда также поедают собственные фекалии.

Хищники

На голых крыс-кротов в основном охотятся змеи – особенно красноклювая змея и кенийская песчаная удав – а также различные хищные птицы. Они наиболее уязвимы во время строительства курганов и выбрасывания земли на поверхность.

Природоохранный статус

Голые землекопы не находятся под угрозой исчезновения. Они широко распространены и многочисленны в засушливых районах Восточной Африки.

Фотоковчег

Голая крыса-голыш, обитающая в детском зоопарке Линкольна, стала первым животным, запечатленным в рамках проекта National Geographic "Фото-Ковчег", целью которого является фотографирование всех видов, обитающих в зоопарках и центрах охраны дикой природы по всему миру, чтобы вдохновить на действия по сохранению дикой природы.