Szundikáló törpemakik segíthetnek megfejteni a hibernáció titkát

Az esős évszakban farkában zsírt halmoz fel amit 6-8 hónapig tartó száraz évszakban használ fel egyfajta hibernált állapotban

Észak-Amerikában is jön a tavasz, és a tudósok is egyre izgatottabbak. A törpemakik több hónapnyi téli álom után most ébrednek. Ez lesz az első alkalom, hogy a fogságban élő, bolyhos farkú állatoknál közvetlen közelről tudták megvizsgálni a hetekig tartó alacsony testhőmérsékletet és a lelassult anyagcserét.

A természetes hibernációs mintákat vizsgálták

Egy új kutatás során a tudósok megfelelő körülményeket teremtettek a fogságban tartott törpemakik hibernációjára, vagyis különös téli álmukra. Így tudják ugyanis megvizsgálni azt az állapotot, mint amit a Madagaszkár nyugati részén vadon élő rokonaik is alkalmaznak.

A gyűrűsfarkú maki őshazájában, Madagaszkár szigetén veszélyeztetettnek számít Forrás: Nyíregyházi Állatpark

Eredményeikből arra következtettek, hogy ezek az állatok több évtizedes fogságban történő tenyésztés után is visszatérhetnek a hibernációs életmódjukhoz.

Ha ügyesen utánozzuk a vadonban tapasztalható körülményeket, akkor megfigyelhetjük a természetes hibernációs mintáikat

– mondta Erin Ehmke, a Duke Lemur Központ főemlős biológusa a ScienceAlert online tudományos portálnak.

A Scientific Reports tudományos szaklapban publikált tanulmány szerint az új eredmények nemcsak a fogságban élő törpemakik gondozási körülményeit javítják, hanem új módszereket is kínálnak a tudósok számára a téli álmot alvó állatok biológiai „trükkjeinek" tanulmányozására.

A pulzusuk és anyagcseréjük extrém módon lelassult

A közepes macskamaki (Cheirogaleus medius) mondhatni a hibernáció mestere: a körülményektől függően évente akár hét hónapot is képes ebben az állapotban tölteni. Ez egy extrém túlélési taktika, amelyet számos emlős folytat már 250 millió éve.

A közepes macskamaki az esős évszakban zsírt halmoz fel farkában, amit 6-8 hónapig tartó száraz évszakban használ fel amikor többedmagával egy faodúban nyugalmi állapotban pihen hetekig vagy akár hónapokig.

A közepes macskamaki legszívesebben a levelekből gallyakból épített odújában pihen Forrás: Duke Lemur Center

Az energiamegtakarítás érdekében a hibernáció során a pulzusuk teljesen lelassul, a testhőmérsékletük lezuhan, és légzésük is egyre lassúbbá válik: a tudósok azt figyelték meg, hogy egy hibernált állapotban lévő maki mindössze 21 percenként vesz levegőt.

Ezeket az állatokat évtizedek óta vizsgálják a tudósok, mert abban bíznak, hogy a folyamatot megértve javíthatják az emberi egészséget.

És bár a kutatás egyelőre csak a tudományos-fantasztikus terület szintjén mozog, a szakemberek tovább kutatják a hibernáció tudományát.

Az emberi hibernáció például valóra válthatja a mélyűri utazást, biztonságosabbá teheti a műtéteket, és bizonyos esetekben megelőzhetik a betegségeket .

Szó szerint belekódolták a DNS-ükbe

A most publikált tanulmányban a kutatócsoport nyolc törpemakit vizsgált, amelyek vadon élő leszármazottjai évtizedekkel ezelőtt kerültek a Duke Lemur Központba. A szakemberek hónapokig tartó, mesterséges téli körülményeket hoztak létre, hogy megfigyeljék, hogy képesek-e az állatok a „hibernált" téli álmot aludni a vadon élő társaikhoz hasonlóan.

A hibernáció előtt az élőlények felhíznak, majd kisebb nagyobb megszakításokkal pihennek Forrás: Ingo Arndt

A hibernáció szó szerint benne van a DNS-ükben

– mutatott rá Marina Blanco, a Duke Egyetem főemlős biológusa.

Ennek ellenére a fogságban tartott állatok az erőfeszítések ellenére hajlamosak másként viselkedni, mint a vadon élő társaik, különösen a hibernációt illetően. A tudósok ezt a jelenséget már régóta ismerik és valószínűleg az állatkert szabályozott klímájának természetellenes körülményeinek és a bőséges tápláléknak köszönhető.

Korábbi tanulmányok például kimutatták, hogy a fogságban tartott törpemakik a hibernáció sokkal rövidebb szakaszát élik meg, mint a vadon élő társaik.

A medvék is téli álmot alszanak Forrás: Ingo Arndt

Ez azt jelenti, hogy csak úgymond „kábulatba" esnek, és ezek az „energiatakarékos alvások" a fogságban élő egyedeknél ritkán tartanak 24 óránál tovább.

Ám az még mindig rejtély, hogy ez az állapot csupán a hibernációs minták átmeneti zavara miatt alakul ki, vagy azért, mert a fogságban tartott makik elvesztették magának a téli álom állapotának fiziológiai képességét.

Korlátozták az állatok táplálékellátását

A kutatók most bizonyították, hogy a törpemakik képesek fogságban is arra, hogy hónapokig fenntartsák ezt a hibernációs állapotot. Ez támogatja azt az elképzelést, miszerint a hibernáció „biológiailag kódolt" ezekben az állatokban, és megfelelő körülmények között újra aktiválható.

A kísérlet során a törpemakikat rádióadókkal szerelték fel a téli álmuk előtt, hogy mérni tudják a pulzusukat és bőrük hőmérsékletét.

Az esős évszakban farkában zsírt halmoz fel amit 6-8 hónapig tartó száraz évszakban használ fel egyfajta hibernált állapotban Forrás: Gamma-Rapho via Getty Images/Werner LAYER/GAMMA-RAPHO/Werner Layer

Ezután szigorú hőmérséklet-szabályozású házakban helyezték el őket olyan fadobozokban, amelyek a fák üregeit utánozzák. A tudósok úgy állították be a melegítőlámpákat, hogy azok fokozatosan kövessék a madagaszkári, egyre rövidülő téli napos órákat.

Végül korlátozták az állatok táplálékellátását, aztán csak figyeltek és vártak.

Októbertől februárig a közepes macskamakik idejük közel háromnegyedét egyre lassuló mozgásban töltötték: összegömbölyödtek, tapintásra hűvösek voltak, lelassult az anyagcseréjük és alig lélegeztek. Végül egyre kevesebb érdeklődést mutattak a táplálék iránt.

A hímek többször táplálkoztak

A tudósok mindeddig igen kevés tanulmány során kísérleteztek azzal, hogy korlátozzák a fogságban tartott állatok táplálékhoz való hozzáférését. Pedig az adaptív hipotermia egy extrém energiamegtakarítási stratégia, amelyet az állatok akkor használnak a túlélésre, amikor kevés a rendelkezésre álló étel.

Ebben a kísérletben a hímek többször táplálkoztak, és gyakrabban estek rövid ideig kábulatba, mint a nőstények

– mutattak rá a kutatók a tanulmányban. – És bár a minta nagysága túl kicsi ahhoz, hogy meggyőződhessünk ennek az általánosságáról, mégis arra utal, hogy a táplálkozás bizonyos mértékben befolyásolhatja a tompult állapot dinamikáját.

A tudósok a publikációban beszámoltak arról is, hogy a hónapokig tartó alvás után ébredő törpemakik egyre egészségesebbnek tűnnek,

az állatok szíve percenként most nyolcat dobban és a pulzusuk is egyre emelkedik, miközben az étvágyuk szintén visszatért.

Miután az állatok lassan teljesen visszanyerik régi erejüket, a kutatók már most további vizsgálatokat terveznek a következő téli időszak előkészítése előtt, miután talán a hosszú életű törpemakik őrizhetik a lassú öregedés titkát is.