Viața este dură pentru șobolanii din deșerturile S.U.A. Sud-Vest. Există puține plante pentru hrană, iar acele plante produc otravă pentru a descuraja rozătoarele, insectele și alte animale. Un nou studiu realizat de Universitatea din Utah arată cum anumiți șobolani de lemne se alimentează pentru a evita otrăvirea: ei probează o cantitate mare de plante toxice, mănâncă mese mai mici, măresc timpul dintre mese și beau mai multă apă dacă este disponibilă.

controlează

„Timp de decenii, încercăm să înțelegem modul în care erbivorele se ocupă de dietele toxice”, spune profesorul de biologie Denise Dearing, autor principal al studiului, publicat online aug. 9 în revista British Ecological Society din revista Functional Ecology.

„Acest studiu compară șobolanii care mănâncă doar o singură plantă - ienupărul - cu o altă specie care mănâncă mai multe specii de plante, inclusiv o cantitate mică de ienupăr”, spune Dearing. "Am încercat să înțelegem cum reglează doza de substanțe chimice toxice pe care le consumă, observând cât de des și cât de mult au mâncat."

„Am constatat că șobolanul care mănâncă mai multe tipuri de plante era mai bun la limitarea consumului de toxine decât șobolanul care mănâncă doar ienupăr”, adaugă ea.

„Specialiștii” - șobolani care mănâncă doar ienupăr - au dezvoltat enzime hepatice pentru a metaboliza cantități mari de toxine de ienupăr, astfel încât nu au modificat cantitatea de ienupăr pe care au mâncat-o și nu au băut mai multă apă. Dar „generaliștii” - șobolani lemnoși care pot metaboliza cantități mici de multe toxine diferite ale plantelor - și-au schimbat de fapt comportamentul de a mânca și bea pentru a evita o doză excesivă de oricare otravă a plantei.

Dearing a efectuat cercetarea cu primul autor și doctoratul în biologie din Utah. studentul Ann-Marie Torregrossa - care este acum postdoctoral la Florida State University - și Anthony Azzara de la Bristol-Myers Squibb din Princeton, N.J. Cercetarea a fost finanțată de National Science Foundation și Muzeul American de Istorie Naturală.

O poveste despre două specii

Plantele au dezvoltat un număr uimitor de toxine pentru a încerca să protejeze animalele care le mănâncă, inclusiv rozătoarele și în primul rând insectele. Pentru a contracara acest lucru, animalele cunoscute ca specialiști au dezvoltat enzimele hepatice necesare specializării în consumul uneia sau câteva specii de plante otrăvitoare. Ierbivorii specialiști includ koala, panda, planorul mai mare, veverița lui Abert în apropierea Marelui Canion și unele specii de pădure precum Stephen's.

Cercetările lui Dearing au folosit două specii de șobolani din marele bazin sud-vestic. Primul este șobolanul cu gât alb, Neotoma albigula, un generalist care mănâncă mai multe plante toxice diferite, cum ar fi ienupăr, salvie și yucca. Al doilea este Woodratul lui Stephen, Neotoma stephensi, un specialist care mănâncă ienupăr cu 90%.

Toxinele dintr-o serie de plante din deșert afectează sistemul nervos, perturbă absorbția nutrienților, împiedică creșterea și provoacă pierderi de apă și stare de rău.

„Suntem interesați să știm cum șobolanii își ajustează aportul de toxină, astfel încât să nu se otrăvească și să moară”, spune Dearing. „Locuiesc în deșerturi în care plantele au dezvoltat toxine pentru a se proteja, iar șobolanii nu au prea multe de ales în ce să mănânce.”

„O mulțime de oameni din acest domeniu se concentrează pe încercarea de a înțelege modul în care specialistul se ocupă de concentrațiile mari de toxine”, adaugă ea. „Dar, în anumite privințe, generalistii o au mai greu decât specialiștii, deoarece mănâncă atât de multe otrăvuri diferite, încât trebuie să știe când să se oprească pentru fiecare otravă. Ne-a interesat dacă fac asta în cursul unei nopți sau în cursul unei masa. " Răspunsul: în timpul fiecărei mese.

Pentru studiu, au fost colectați șobolani cu gât alb din Castle Valley, Utah, iar șobolanii lui Stephen au fost luați dintr-o zonă în apropiere de Monumentul Național Wupatki din Arizona.

Șobolanii generaliști merg pe o dietă pentru a preveni otrăvirea

Studiul a început cu 11 șobolani generalisti cu gât alb și șapte șobolani specializați ai lui Stephen. Ambele specii au fost hrănite cu concentrații din ce în ce mai mari de hrană normală a speciei de pădure a lui Stephen: ienupăr cu o singură semință, care conține câteva zeci de toxine numite terpene, în special alfa-pinen, care se găsește în terebentină.

Alfa pinenul cauzează pierderea apei, astfel încât șobolanii care și-au dublat aportul de apă au rămas suficient de sănătoși pentru a rămâne în studiu. Șase generaliști au fost nevoiți să renunțe, deoarece au pierdut 10% din greutatea corporală și ar muri dacă ar continua studiul.

Frunzele de ienupăr au fost colectate, măcinate fin într-un blender, uscate și amestecate cu chow de iepure măcinat. Ambele specii nocturne de pădure au fost hrănite cu concentrații crescătoare de ienupăr în dieta lor timp de trei nopți consecutive fiecare: niciuna, 25 la sută, 50 la sută, 75 la sută și 90 la sută ienupăr.

Greutatea șobolanilor, aportul de hrană și apă și comportamentul de hrănire au fost monitorizate pe parcursul celor 15 zile. Alimentatoarele cu balanțe electronice au măsurat cât a mâncat fiecare șobolan. O masă a început atunci când un șobolan a mâncat cel puțin 0,1 grame de alimente. O masă a fost definită ca terminată când șobolanul a trecut cinci minute sau mai mult fără să mănânce.

Șobolanii specializați s-au menținut sau s-au îngrășat și nu au modificat semnificativ cât de mult sau cât de des au mâncat. Nu și-au schimbat aportul de apă. Dar, pe măsură ce concentrația de toxină de ienupăr în alimentele generaliste de șobolani a crescut de la nici una la 90 la sută, acei șobolani au pierdut în greutate, au redus aportul total de alimente și dimensiunea meselor la jumătate, au mâncat cu 7 la sută mai puține mese, au crescut timpul între mese cu 10 la sută și au băut de două ori mai mult decât multa apa.

În timp ce nivelurile de toxine au crescut de la dieta fără dietă de ienupăr la dieta cu ienupăr de 50%, nu au existat alte creșteri ale dietei cu 50%, 75% și 90% ienupăr, arătând că șobolanii generaliști își reglează aportul, mai întâi prin creșterea timpului între mese și apoi prin reducerea dimensiunii mesei.

Animalele capturate au primit apă nelimitată de la robinet. Câtă apă au băut șobolanii generalisti a fost singurul factor care a prezis dacă au reușit să evite pierderea excesivă în greutate și să rămână astfel în experiment. Ei au trebuit să facă față aceleiași doze de otravă ca șobolanii care au renunțat, dar „credem că apa îi ajută doar să o elimine mai bine”, spune Dearing.

Descoperirile ridică un mister: de unde știu șobolanii generalisti, cu gât alb, când să mănânce mai puțin? Care este sistemul lor de detectare a otrăvurilor? Îndrăgostiți, se simt bolnavi și își reduc consumul.

„Credem că există receptori în intestin care au un mod de a monitoriza aportul de otrăvuri”, spune ea. Pot fi receptori cu gust amar ca cei de pe limbă. Alți cercetători i-au găsit în intestinul altor rozătoare. Dacă este activat suficient, acest lucru ar putea semnaliza creierul pentru a face ca animalul să nu mai mănânce la fel de mult, speculează ea.