Летучие мыши, ежи и насекомоядные: метеоризм у мелких млекопитающих
Пока слоны, коровы и киты знамениты своим метеоризмом, мелких млекопитающих часто упускают из виду. А ведь у насекомоядных вроде летучих мышей, ежей и землероек увлекательная пищеварительная биология с уникальными газовыми профилями. Плотоядные летучие мыши производят иные газы, чем плодоядные (фруктоядные) виды, — а некоторые насекомоядные обладают особыми приспособлениями для получения азота из пищи.
Летучие мыши: два типа питания, два газовых профиля
Летучие мыши — второй по величине отряд млекопитающих, показывающий крайнее разнообразие питания: насекомоядные, плодоядные (крыланы), нектароядные и виды-вампиры (кровоядные). Эти разные стратегии питания дают очень разные профили кишечного газа. У насекомоядных летучих мышей очень короткий пищеварительный тракт (типично для плотоядных животных), что минимизирует время ферментации — они производят сравнительно мало газа. У плодоядных видов кишечные проходы длиннее, с большим ферментационным потенциалом. Особенно примечательно: крыланы Старого Света (Pteropodidae) производят значительные количества CO₂ и метана из сбраживания фруктового сахара — и известны громким, характерным пуканьем, удивлявшим зоологов в полевых исследованиях.
Летучие мыши-вампиры: кровь как основная пища, минимум кишечного газа
Обыкновенный вампир (Desmodus rotundus) — самый известный из трёх видов летучих мышей-вампиров, питающийся исключительно кровью. Кровь крайне богата белком (по сути чистые аминокислоты) и почти не содержит сбраживаемых углеводов или волокон. Итог: летучие мыши-вампиры производят крайне мало кишечного газа из ферментации. Высокое содержание белка, однако, ведёт к значительному производству аммиака в цикле мочевины. Интересно для исследователей кишечного газа: у вампиров специализированные микробиомы, оптимизированные под кровяное питание, и соответственно они почти не производят метан или H₂S — но необычные азотсодержащие соединения.
Ежи и землеройки: ночные насекомоядные с активным кишечником
Ежи — не летучие мыши, но тоже относятся к насекомоядным и обладают примечательной пищеварительной биологией. При высокой доле хитина (структурного полимера панцирей насекомых) в рационе их кишечник сталкивается с вызовом: хитин почти не переваривается млекопитающими и может служить субстратом для ферментации, как неперевариваемые растительные волокна. Некоторые виды ежей обладают в кишечнике хитиназопродуцирующими бактериями, расщепляющими хитин, — пищеварительный механизм, неизвестный у других млекопитающих. Землеройки, напротив, имеют самый высокий уровень обмена веществ из всех млекопитающих (их сердце бьётся до 1200 раз в минуту) и должны есть каждые 2–4 часа — кишечник непрерывно работает на полную мощность.
Полёт и управление газом: физиологический вызов
Для летающих млекопитающих вроде летучих мышей кишечный газ представляет особый вызов: избыток газа в пищеварительном тракте увеличивает вес и нарушает аэродинамический баланс. Есть указания, что летающие летучие мыши показывают усиленное поведение по выпуску газа перед долгими полётами — подобно тому, как пилотам советуют избегать газообразующих продуктов перед взлётом. Молекулярно-генетические анализы микробиомов летучих мышей (проведённые в контексте исследований зоонозов, поскольку летучие мыши несут много патогенов) показывают, что их микробиомы заметно отличаются от других млекопитающих и, по-видимому, оптимизированы под эффективную, малогазовую ферментацию.
А вы знали?
- Крыланы производят заметно больше кишечного газа, чем насекомоядные виды, — фруктовый сахар сбраживается интенсивнее белка.
- Летучие мыши-вампиры питаются исключительно кровью и почти не производят ферментационного газа.
- У ежей в кишечнике есть особые хитиназные бактерии, расщепляющие трудноперевариваемые панцири насекомых.
- У землероек самое быстрое сердцебиение из всех млекопитающих — до 1200 ударов в минуту.
Интересный факт
В исследовании зоонозной передачи от летучих мышей человеку микробиологи изучили кишечную флору более 3000 летучих мышей из 60 видов. Как побочный результат исследования они также проанализировали газообразование животных. Удивительный итог: плодоядные летучие мыши в неволе производили больше газа относительно размера тела, чем любой другой изученный вид млекопитающих. Зоологи в поле сообщают, что колонии крыланов в пещерах отличаются характерным запахом, который надёжнее указывает на их присутствие, чем эхо и звуки.
Источники
- Voigt, C.C. & Speakman, J.R. (2007). Nectar-feeding bats fuel their high metabolism directly with exogenous carbohydrates. Functional Ecology, 21(5), 913–921.
- Schondube, J.E. et al. (2001). Diet and the evolution of digestion and renal function in phyllostomid bats. Zoology, 104(1), 59–73.
- Ley, R.E. et al. (2008). Evolution of mammals and their gut microbes. Science, 320(5883), 1647–1651.