Грифы — природные сборщики мусора, и они прекрасно эволюционировали для этой роли. Их организм обладает целым набором уникальных приспособлений, от железного желудка до микробов-защитников, которые позволяют им придерживаться столь необычного рациона.
Представьте себе суперспособность никогда не болеть. Ваши заклятые враги — вирусы, бактерии и паразиты Земли, угрожающие жизни таких организмов, как вы, — были бы бессильны против превосходной защиты вашего тела. Познакомьтесь с птицей, обладающей этой суперспособностью, — грифом.
Грифы часто питаются мертвыми существами, и часто — гниющей плотью животного. Они подчищают остатки пищи других хищников или съедают умершее от болезни или старости животное, которое другие хищники не захотели бы съесть, отсюда и название «сборщики мусора».
Для грифов не представляют никакой угрозы такие бактерии, как сибирская язва, бубонная чума (или черная чума, которая опустошала Европу в средние века) и вирус бешенства, которые могут вызывать тяжелые заболевания у людей и животных.
Как же летающие падальщики справляются с этими патогенами? Почему они не болеют?
Грифы
Существует два вида грифов: грифы Старого Света и грифы Нового Света. Хотя и те, и другие питаются гнилой плотью, у них разные названия, потому что они не родственники.
Грифы Старого Света, такие как чёрный гриф и бородач, являются двоюродными братьями таких хищных птиц, как орлы и ястребы. Грифы Нового Света, такие как американская чёрная катарта и гриф-индейка, являются родственниками водных птиц, таких как цапли.
Хотя их семейства различны, они оба эволюционировали, чтобы выглядеть похоже и иметь схожие кормовые привычки. Когда такое происходит в природе, это называется конвергентной эволюцией.
Поэтому, хотя объединение грифов в одну группу на основе их рациона и внешнего вида может упростить дело, с научной точки зрения их часто изучают с учетом их эволюционной родословной.
Поэтому давайте посмотрим, что делает этих животных такими устойчивыми к болезням.
Желудок стервятника
Желудок — это не только блендер, состоящий из мышц, но и блендер, состоящий из мышц с собственным оружием против патогенов — желудочной кислотой. Пища, которую мы обычно едим, приготовленная или не приготовленная, содержит микробы. Желудочная кислота — это первый шаг к уничтожению этих микробов. Те микробы, которые пройдут через кислоту желудка (кислотность желудка человека составляет 2 балла по шкале pH), могут вызвать заболевание, поселиться в кишечнике в качестве в основном мирного члена микрофлоры кишечника или вывестись из организма.
Желудок стервятника — это железный барьер. Ничто не может его преодолеть.
У стервятника Бородач pH желудка составляет 0,7! Это настолько кислотная среда, что птица может переваривать даже кости! Очень немногие животные могут переваривать кости, потому что белок, из которого состоят кости — коллаген — трудно расщепляется ферментами. Исходя из этого, можно предположить, что и у других грифов желудки могут быть такими же кислыми.
На самом деле, кислота желудка грифов настолько сильна, что может даже растворять свинцовые пули, которыми стреляли в животное. Хотя гриф может переносить биологические угрозы, его организм не может выдержать токсичность свинца, поэтому поедание свинцовой пули может закончиться для птицы свинцовым отравлением.
Иммунная система грифов
Однако разъедающий желудок не объясняет устойчивость стервятника к патогенам. Ведь любые коварные бактерии, которым удается выжить в адских условиях желудка стервятника, сталкиваются с его иммунной системой.
Исследование, опубликованное в журнале Genome Biology, показало, что гены чёрного грифа отличаются от близкородственных хищных птиц в плане секреции кислоты, иммунной системы и дыхания. Это указывает на то, что эволюция могла подтолкнуть грифов к развитию систем, которые могли бы лучше справляться с высокой нагрузкой патогенов.
Мы не знаем точного механизма того, как иммунная система грифов справляется с патогенами, но исследователи надеются, что изучение иммунной системы грифов и других падальщиков поможет нам понять, как наша собственная иммунная система справляется с патогенами, и, возможно, приведет к появлению новых стратегий лечения.
Микробы грифов
Однако не все микробы — злодеи, и не в интересах животного уничтожать все микробы. Некоторые микробы — хорошие парни, которые живут в многоклеточных живых существах или на них. Их хозяева дают им пищу, защиту или просто место для жизни, а бактерии, в свою очередь, обеспечивают хозяина питательными веществами или не дают злодеям заразить хозяина.
У стервятника есть группа друзей-микробов или, по крайней мере, не врагов, которые защищают стервятника от заражения.
В частности, есть две бактерии, которые исследователи обнаружили в кишках черных грифов и в гриф-индейка: Клостридии и Фузобактерии, обе из которых вызывают заболевания у многих позвоночных животных.
Клостридии — это вид анаэробных бактерий (бактерии, которым не нужен кислород для дыхания), которые часто встречаются в почве, а фузобактерии могут вызывать пародонтоз и тонзиллит. В кишечнике стервятника они встречаются в изобилии.
Исследователи не уверены, почему две патогенные бактерии являются частью сообщества в кишечнике стервятника, и почему стервятник не заболевает из-за них. Согласно одной гипотезе, эти бактерии не относятся к патогенному штамму, а согласно другой гипотезе, они не дают другим патогенным бактериям вызывать болезни.
Но кишечник — не единственная область их тела с микробами. Лицо стервятников — та часть тела, которая зарывается в мясо, покрываясь гниющей плотью, а иногда и фекалиями мертвого животного, — имеет свое собственное многочисленное и изменчивое сообщество микробов. Некоторые из этих микробов, похоже, обеспечивают стервятникам дополнительную защиту.
В ходе исследования кожи черных и гриф-индейка грифов была обнаружена бактерия под названием Acinetobacter calcoaceticus на лице грифа. Эта бактерия производит фенол, химическое вещество, которое обычно используется для дезинфекции, и которое частично дезинфицирует лицо стервятника.
Они также обнаружили бактерию под названием Hylemonella gracilis, которая, как было показано, предотвращает рост Yersinia pestis, бактерии, вызвавшей бубонную/черную чуму. Наряду с этим на коже грифов были обнаружены фаги — вирусы, которые являются хозяевами бактерий.
Обладая желудком, сравнимым с самым нижним кругом ада Данте, армией специализированных иммунных клеток и непробиваемым отрядом микробов, гриф чрезвычайно хорошо приспособлен к поеданию разлагающейся пищи.
Мы должны поблагодарить стервятника и других падальщиков, потому что без их роли природных чистильщиков вокруг было бы гораздо больше болезней. Они помогают замкнуть круг жизни и держать его в движении!
Источник:
