Казалось бы, панды соблюдают строгую растительную диету и питаются в основном ростками бамбука. Но почему тогда они такие толстенькие? И как у них получается переносить холодные зимы без спячки?
Почему панды такие толстенькие, если питаются только растительной пищей — побегами бамбука?
Большие панды (Ailuropoda melanoleuca) – это единственный вид семейства медвежьих, который питается исключительно растительной пищей. Ученых давно интересует, как эти животные переносят низкие температуры без погружения в спячку или миграций в более теплые регионы. И оказалось, что у этих черно-белых мишек есть определенные особенности, которые помогают им набирать вес при их низкокалорийной диете. И этими особенностями являются бактерии вида Clostridium butyricum, обитающие в их организме.
Китайские зоологи выяснили, что такие микробы позволяют большим пандам извлекать больше энергии из побегов бамбука и запасать ее в виде жира. Благодаря этому животным проще выживать при недостатке пищи зимой.
«Мы открыли первый пример того, как сезонные изменения в структуре микрофлоры заметно сказываются на внешнем виде животных. Открытие этих микробов позволит создать новые методы подавления сбоев в работе кишечника панд, а также поможет лучше понимать роль микрофлоры в жизни диких животных», - рассказал один из авторов исследования, научный сотрудник Института зоологии Китайской академии наук Хуан Гуанпин.
Исследователи изучали образцы микрофлоры панд, обитающих в предгорьях Циньлинского хребта, собранных в теплое и холодное время года. Интерес ученых к этим образцам был связан с тем, что осенью и зимой панды начинают питаться только листьями бамбука, а весной и летом они переходят на более питательные молодые побеги этого растения.
Биологи детально изучили, меняется ли видовой состав микрофлоры панд при переходе с более питательной диеты на листья и при обратном процессе. Для этого ученые сравнили образцы микрофлоры, выделили ключевые бактерии и проследили, как их добавление в кишечник мышей влияло на поведение и жизнедеятельность грызунов.
Оказалось, что весной и летом в кишечнике панд появлялось много бактерий вида Clostridium butyricum. Они могут разлагать растительные сахара, превращая их в другие органические вещества, которые представляют собой заготовки жировых молекул. Это натолкнуло ученых на мысль, что эти микробы помогают пандам быстро набирать массу и запасать энергию в жировой прослойке в теплое время года.
Ученые проверили эту идею в опытах на мышах: биологи пересадили колонии этих бактерий в кишечник грызунов. Дальнейшие наблюдения показали, что грызуны с пересаженными Clostridium butyricum при избытке калорий в рационе набирали массу значительно быстрее. В дополнение к этому, биологи обнаружили, что Clostridium butyricum напрямую стимулировали работу гена Per2, отвечающего за накопление энергии в жировой прослойке.
Это позволяет пандам извлекать максимум из низкокалорийной растительной биомассы и выживать в то время года, когда пищи очень мало. Дальнейшее изучение микрофлоры панд, как надеются Хуан Гуанпин и его коллеги, поможет им открыть других микробов, критически важных для выживания этих уникальных животных.