Mysz z Andów żyje na wysokości 6700 m n.p.m. Naukowcy odkryli, jak to robi

„To badanie koncentruje się na tym, jak wyewoluowały fizjologiczną zdolność radzenia sobie z ograniczoną dostępnością tlenu i ciągłym mrozem” – mówi Jay Storz, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu Nebraski. Chodzi o niepozornego gryzonia, który żyje wyżej niż jakikolwiek inny ssak na Ziemi.

Rekordzista z Andów

→ Czytaj też: Bursztyn sprzed 400 milionów lat znaleziony w Chinach. Co to oznacza dla nauki?

Andyjska mysz liścioucha (Phyllotis xanthopygus) potrafi zamieszkiwać tereny od pustynnych wybrzeży Chile po ośnieżone szczyty Andów na wysokości ponad 6700 metrów. To o 1800 metrów wyżej niż najwyżej położona ludzka osada. Sześć lat temu zespół wspinaczy badawczych zaobserwował jeden z tych okazów na rekordowej wysokości. Dziś wiemy, że gatunek ten ma największy zasięg wysokościowy ze wszystkich znanych ssaków.

W nowym badaniu, opisanym na łamach Scientific American, naukowcy przeanalizowali 167 osobników zebranych z całego areału występowania. Szukali odpowiedzi na pytanie, jak gryzonie te znoszą ciśnienie atmosferyczne o połowę niższe niż na poziomie morza i stałe mrozy.

„Jesteśmy nieustannie zaskakiwani zdolnością tych zwierząt do życia w tak skrajnie wrogich środowiskach” – przyznaje Storz.

Mięśnie, które grzeją

→ Czytaj też: Dlaczego długie życie ma swoją cenę? Ewolucja zostawiła nam „cień”

Kluczowe okazały się mięśnie szkieletowe. U myszy z wysokich partii Andów stwierdzono wyraźnie podwyższoną zdolność produkcji ciepła. Mechanizm opiera się na specyficznym drżeniu – to ono pozwala utrzymać ciepłotę ciała nawet w temperaturach grubo poniżej zera.

– Te gryzonie wykorzystują pracę mięśni jak piec – wyjaśnia Shuyler Liphardt, współautor badania i bioinformatyk z Uniwersytetu Montany. Dodał, że zespół dopiero zaczyna rozumieć, jak ten mechanizm działa na poziomie molekularnym.

W genomie myszy z dużych wysokości znaleziono sekwencje typowe dla innych zwierząt wysokogórskich – przede wszystkim geny adaptujące do hipoksji, czyli chronicznego niedotlenienia. Ale czekała też niespodzianka.

Zatruta dieta

Okazało się, że wysokogórskie myszy posiadają warianty genów umożliwiające im jedzenie i metabolizowanie pustynnych roślin, które dla innych organizmów są toksyczne. Rośliny te są powszechne w suchych pasmach Andów. Sugeruje to, że gryzonie wyewoluowały zdolność przetrwania nie tylko w trudnych warunkach atmosferycznych, ale i przy niedostatku bezpiecznego pożywienia.

– Każda z tych warstw – genomika, genetyka, fizjologia – opowiada ciekawą historię, ale wydaje mi się, że kilka wątków jest jeszcze rozmytych – komentuje Jorge Salazar-Bravo, biolog z Texas Tech University. Uważa jednak, że odkrycie stanowi „punkt zwrotny” w rozumieniu biologii wysokogórskiej.

Lekcje dla medycyny

Dlaczego adaptacje małego gryzonia są istotne dla człowieka? Badanie mechanizmów radzenia sobie z hipoksją może pomóc w projektowaniu terapii chorób, w których dochodzi do niedotlenienia tkanek – od udarów po niewydolność oddechową.

– To nie tylko fascynujące odkrycie dotyczące dziwnego zwierzęcia – podkreśla Storz. – Poznanie wewnętrznych mechanizmów tych myszy pozwala nam zrozumieć, jak inne organizmy, w tym ludzie, mogą adaptować się do środowisk o niskiej zawartości tlenu.

Zespół planuje kolejne badania, które mają wyjaśnić, co dokładnie jedzą myszy na tych wysokościach i jakie czynniki wyzwalają opisywane adaptacje. „Zdecydowanie jest jeszcze wiele do odkrycia” – zapowiada Liphardt.