Общение с летучими мышами для раскрытия секретов их биологии

Летучие мыши, вызывающие восхищение и неприязнь, остаются одними из самых загадочных млекопитающих. Их ночной образ жизни и уникальные адаптации означают, что биология рукокрылых хранит множество тайн. Возможно, именно они помогут понять природу диабета.

Когда в 2020 году началась пандемия и появились предположения, что её спровоцировала зоонозная "утечка", одно животное было почти сразу идентифицировано как угроза для человека — летучая мышь. Люди боялись их и в некоторых случаях даже убивали в тщетной попытке остановить вирус.

Затем восприятие единственного летающего млекопитающего снова изменилось, а понимание учёными экосистем продвинулось вперёд именно благодаря COVID-19.

"Пандемия подчеркнула важность лучшего понимания видов летучих мышей и их мест обитания, а также, в более общем смысле, избегания любых процессов, которые сближают дикую природу и человека", — сказала Элиз Сиво, которая отлавливает летучих мышей в Папуа — Новой Гвинее для проекта BABE под руководством доктора Катерины Сам из Биологического центра Чешской академии наук.

Проект BABE анализирует, как летучие мыши и другие хищники помогают сохранять мир зелёным. При более чем 1450 видах, составляющих 20% млекопитающих планеты, рукокрылые — одни из самых разнообразных и географически распространённых видов. Они играют ценную роль в глобальной экосистеме, опыляя сельскохозяйственные культуры и поддерживая разнообразие растений.

"Это также одни из самых непонятых млекопитающих из-за их скрытного и ночного образа жизни", — добавила Сиво.

Хотя их роль как хищников членистоногих (насекомых, пауков и других беспозвоночных) широко признана, летучие мыши часто отсутствуют в исследованиях насекомых по сравнению с птицами. "Мы мало знаем об их влиянии на популяции членистоногих и о косвенных последствиях для растений", — сказала Сиво.

Известно, что летучие мыши отлично поглощают насекомых. Сиво и её команда изучают, что и в каком количестве едят отдельные виды. Пока результаты указывают на разницу в силе контроля над членистоногими со стороны летучих мышей на разных широтах.

"В Европе большинство видов летучих мышей находятся под правовой защитой, но в других местах многие — нет", — сказала Сиво. "Необходимо сделать гораздо больше, чтобы понять их потребности, места обитания и поведение для поиска эффективного способа их защиты".

Сладкий нектар

Мало кто знает, но летучие мыши помогают нам изучать и предотвращать человеческие болезни, такие как диабет. Некоторые виды этих крылатых млекопитающих обладают генами, которые позволяют им выживать на сверхсладкой диете из нектара. Изучение того, что это говорит нам о диабете у людей, является частью исследований проекта Chiroglu.

Поскольку фруктовые летучие мыши питаются фруктами или нектаром, исследователи секвенировали более 1000 генов у широкого спектра видов. Они выявили ряд молекулярных адаптаций в генах, участвующих в метаболизме углеводов. Для анализа последовательностей генов более 100 видов фруктовых летучих мышей использовалась техника "захвата последовательности".

Результаты показывают, что несколько неродственных видов фруктовых летучих мышей, независимо эволюционировавших для питания нектаром, претерпели идентичные молекулярные адаптации в генах, ответственных за метаболизм сахара. Это указывает на то, что эволюция, по-видимому, более одного раза шла по одному и тому же пути для решения конкретной проблемы.

"Наше исследование движется любопытством, но оно имеет потенциально важные последствия для людей", — сказал Стивен Росситер, профессор молекулярной экологии и эволюции Лондонского университета королевы Марии. "Мы, как и лабораторные животные, заболеваем диабетом, если живём на богатой сахаром диете. Нектароядные летучие мыши, по-видимому, развили уникальные изменения в метаболических ферментах, которые могут позволить им избежать диабета и других метаболических заболеваний".

Нелёгкая жизнь

С другой стороны, жизнь летучей мыши нелегка. Им угрожает вторжение и охота со стороны человека, изменение климата и потеря среды обитания. На некоторые виды летучих мышей в Северной Америке также влияет синдром белого носа (WNS) — заболевание, вызываемое грибковым патогеном, который заражает мышей во время спячки. Исследователи проекта EVOL-WNS пытаются понять, почему патоген WNS не смертелен для европейских летучих мышей, но убивает их американских сородичей.

Ещё в 2015 году Томас Лилли, тогда стипендиат Марии Склодовской-Кюри (MSCA) в Ливерпульском университете, обнаружил, что грибок, вызывающий болезнь, родом из Европы, где летучие мыши заражались, но не умирали. "Это означало, что они, должно быть, выработали устойчивость или толерантность в какой-то момент своей истории", — сказал Лилли.

Он хотел проверить, начался ли уже этот процесс в Северной Америке после 10 лет воздействия грибка. Это можно было бы выявить, сравнив геномы мышей, отобранных до появления грибка, и мышей, сосуществующих с ним. По сравнению с геномами мышей, отобранных до появления грибка, Лилли ожидал увидеть снижение генетического разнообразия у мышей, отобранных через 10 лет после. Это указывало бы на некий отбор в сторону устойчивости. Однако он не нашёл этому доказательств, что означает, что популяции летучих мышей использовали для выживания при заражении другие механизмы, помимо генетического иммунитета.

"Я думал, что найду сигнал зарождающегося отбора у летучих мышей в Северной Америке, потому что теоретически это должно происходить", — сказал Лилли. "Но на практике задействовано так много факторов, что трудно определить причинно-следственную связь". Это открытие помогло Лилли взглянуть на экосистему более целостно. "Всё взаимосвязано, и это невероятно интересная мысль", — сказал он.

Лилли сейчас работает над проектом в Финском музее естественной истории (Luomus). Он изучает, как европейские летучие мыши справляются с грибковой инфекцией. Чтобы лучше защитить летучих мышей, Лилли говорит, что первое, что нужно сделать, — это больше о них узнать. Проведённая до сих пор работа показывает, что их довольно сложно изучать. Это означает, что есть много аспектов их жизненного цикла, о которых даже учёные знают очень мало.

"Например, здесь, в Финляндии, мы не очень хорошо знаем, где летучие мыши зимуют", — сказал Лилли. "А зима здесь, на Севере, долгая, поэтому незнание того, где эти охраняемые виды обитают большую часть года, является огромной проблемой для сохранения".

Для успешной защиты летучих мышей также необходимо заручиться поддержкой общественности. Летучие мыши часто живут и размножаются в зданиях летом, поэтому их часто считают вредителями, хотя на самом деле они отпугивают комаров в округе. "Важно, чтобы общественность понимала, что сосуществование, а что ещё важнее, даже совместное проживание с летучими мышами возможно и способствует защите этих животных", — сказал Лилли.