Бурозубка звичайна — невеликий ссавець із надзвичайно швидким метаболізмом — здатна сезонно зменшувати об’єм мозку майже на 30%, а навесні відновлювати його без втрати нейронів. Нове геномне дослідження пояснює, як виникла ця адаптація та які гени її забезпечують. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження, опублікований у науковому журналі Molecular Biology and Evolution.
Як землерийка переживає зиму без сплячки
Бурозубка звичайна — Sorex araneus — є одним із найменших ссавців Європи, але водночас одним із найбільш енергозатратних. Її серце б’ється з надзвичайною швидкістю, а організм потребує постійного надходження їжі. На відміну від багатьох інших дрібних ссавців, землерийки не впадають у сплячку, тому взимку змушені шукати альтернативні способи зменшення витрат енергії.
Одним із таких способів стала радикальна перебудова організму. Перед зимою землерийка зменшує масу тіла, розміри внутрішніх органів і, що є особливо нетиповим для ссавців, об’єм мозку. Навесні цей процес відбувається у зворотному напрямку. Для науки це важливо, адже мозок зазвичай є «дорогим» органом: у більшості тварин він споживає непропорційно багато енергії, а будь-яке зменшення його об’єму пов’язане з незворотними ушкодженнями. Землерийка ж демонструє іншу модель — зворотну й безпечну.
Феномен Дехнеля
Ця сезонна перебудова відома як «феномен Дехнеля» — на честь польського зоолога August Dehnel, який уперше описав його у середині ХХ століття. Феномен полягає у зменшенні розмірів тіла та мозку взимку й їх відновленні навесні.
Згодом з’ясувалося, що землерийки не є унікальними. Подібні сезонні зміни спостерігають і в інших дрібних ссавців із високим метаболізмом, зокрема в європейського крота — Talpa europaea, ласки — Mustela nivalis та горностая — Mustela erminea. Усі ці тварини активні взимку й не можуть дозволити собі сплячку.
Для еволюції така стратегія означає компроміс: тимчасове «стискання» органів дає змогу пережити період нестачі ресурсів без зупинки життєвих процесів.
Що показало геномне дослідження
Команда під керівництвом еколога William Thomas зі Stony Brook University вперше повністю секвенувала геном звичайної бурозубки. Дослідники порівняли його з геномами інших ссавців, у яких також спостерігається феномен Дехнеля, а також із результатами попередніх багаторічних сезонних спостережень.
Аналіз показав, що в різних видів активуються схожі групи генів, пов’язані з підтримкою та відновленням нервових клітин. Особливу увагу науковці звернули на ген VEGFA, експресія якого у землерийки значно зростає. Цей ген пов’язують із проникністю гематоенцефалічного бар’єра — системи, що регулює обмін речовин між кров’ю та мозком. Імовірно, це допомагає мозку краще «відчувати» доступність поживних речовин під час сезонних змін.
Крім того, геном землерийки виявився збагаченим генами, пов’язаними з відновленням ДНК та тривалістю життя клітин, що може пояснювати збереження нейронів попри значні коливання об’єму мозку.
Чому мозок зменшується без загибелі клітин
Ключове питання, яке довгий час залишалося відкритим, — як саме відбувається зменшення мозку. Дослідження 2025 року показали, що цей процес пов’язаний переважно з втратою води, а не з загибеллю клітин. Йдеться про зменшення міжклітинного простору та «стискання» тканин, тоді як самі нейрони залишаються неушкодженими.
Новий геномний аналіз підтвердив цю гіпотезу: у зимовий період активізуються гени, пов’язані з регуляцією водного балансу. Завдяки цьому землерийка може швидко зменшувати об’єм мозку, а з настанням весни так само швидко його відновлювати.
Клітинна біологиня Aurora Ruiz-Herrera з Автономного університету Барселони зазначає, що така «тонко налаштована система» дозволяє уникнути ушкоджень, характерних для нейродегенеративних процесів. Водночас вона наголошує на необхідності обережності під час спроб перенести ці знання на людину.
Чому це важливо для науки
Результати дослідження, опублікованого в журналі Molecular Biology and Evolution, мають значення не лише для еволюційної біології. Вони демонструють природну модель зворотної перебудови мозкових тканин без їх ушкодження.
Хоча механізми, виявлені у землерийок, не можна безпосередньо застосувати до людини, вони допомагають краще зрозуміти, як мозок може адаптуватися до екстремальних умов. У перспективі це може підказати нові напрями досліджень нейродегенеративних захворювань, однак наразі йдеться лише про фундаментальну науку, а не про готові медичні рішення.
