Уникальные особенности голодания у дельфинов могут повышать их уязвимость

Антропогенные факторы, такие как судоходство, туризм, прибрежная застройка и разведка нефти и газа, могут нарушать возможности дельфинов в поиске пищи, что представляет для них потенциальный риск.

Воздействие человека может привести к перемещению добычи из кормовых районов, вытеснению самих дельфинов с их кормовых угодий или снижению их способности эффективно охотиться. В результате дельфины могут тратить больше энергии на поиск пищи, получать её меньше или даже вынужденно входить в состояние голодания.

Исследователи из Университета Абердина, Национального фонда морских млекопитающих и Технического университета Дании (DTU) изучили «реакцию на голодание» у афалин, чтобы понять, как их физиология меняется при отсутствии пищи. Они обнаружили, что эта реакция отличается от реакции наземных млекопитающих и других морских млекопитающих, адаптированных к голоданию.

Когда дельфины вновь вошли в океан 50–60 миллионов лет назад, им пришлось адаптироваться к диете с высоким содержанием жиров и белков, но почти без углеводов.

Доктор Давина Дерус из Университета Абердина отметила: «Дельфины претерпели огромные изменения в своей физиологии, эволюционируя для жизни в океане. Одно из таких изменений — хранение энергии. Чтобы избежать переохлаждения, они обзавелись толстым слоем жира, который действует как изолятор. Таким образом, на энергетический бюджет дельфинов накладываются уникальные ограничения, связанные с необходимостью поддерживать этот слой жира для выживания. Их диета также крайне бедна сахарами, поэтому глюкоза — фундаментальный строительный блок метаболизма животных — является редким ресурсом в их рационе».

В то время как предыдущие исследования предполагали, что метаболизм дельфинов потенциально адаптировался к диетическим ограничениям океанической добычи, это новое исследование, опубликованное в Journal of Experimental Biology, показало, что метаболический ответ на лишение пищи у дельфинов также отличается от такового у наземных видов.

Доктор Дориан Хаузер из Национального фонда морских млекопитающих пояснил: «Обычно, когда наземные млекопитающие перестают есть, уровень сахара в крови начинает падать, и организм использует свои сахарные резервы для получения энергии. Происходит постепенный переход к использованию долгосрочных запасов энергии, которые в основном представлены жирами и, в меньшей степени, мышцами. У дельфинов же уровень сахара в крови повышается, когда они перестают есть, и они, кажется, сразу переходят к большей зависимости от жиров. Наряду с другими физиологическими изменениями, связанными с голоданием, дельфин, по-видимому, входит в состояние, подобное диабетическому».

«Мы полагаем, что тот факт, что диета дельфинов почти лишена сахара, но богата белками и жирами, привел к интересным эволюционным адаптациям для сохранения глюкозы — ключевого топлива для метаболизма. При голодании дельфин быстро переключается на форму глюконеогенеза — процесс создания сахара из жиров и белков. Мы не до конца понимаем точные химические пути, которые при этом используются, но подозреваем, что этот процесс поддерживает их способность оптимально использовать жир для удовлетворения энергетических потребностей».

Используя метод метаболомики, который позволяет одновременно измерять сотни соединений в образце крови, исследователи также смогли показать, что у лишенных пищи дельфинов появляется своего рода метаболический «отпечаток пальца», указывающий на то, что они не едят. Возможность идентифицировать это состояние отрицательного энергетического баланса представляет большой интерес для физиологов-экологов, так как может стать полезным инструментом для определения случаев, когда у популяций дельфинов нарушены возможности для кормления. Нарушение кормления из-за деятельности человека в океане — одна из многих проблем сохранения морских млекопитающих, и инструмент «метаболического отпечатка» может помочь выявить, когда дельфины подвергаются риску из-за таких факторов, как рыболовство, сейсморазведка, судоходство или использование гидролокаторов.

Профессор Дэвид Люссо из DTU Aqua добавил: «Мы надеемся, что это исследование поможет определить, когда деятельность человека становится угрозой для сохранения видов из-за создаваемых ею нарушений. Это исследование показывает, что наши прежние представления о том, как нарушение кормления влияет на жизнь дельфинов, не учитывали скорость, с которой их организм реагирует на отсутствие пищи. Возможно, угрозы для сохранения вида могут возникать раньше, чем мы думали».