Большие панды – это единственный вид из семейства медвежьих, который полностью придерживается растительного питания. Ученых всегда интересовало, как эти милые создания справляются с холодами, не впадая в спячку и не покидая свои привычные места обитания. Исследования показали, что черно-белые мишки обладают уникальными особенностями, которые помогают им набирать вес, несмотря на низкокалорийную диету. Эти особенности связаны с бактериями вида Clostridium butyricum, которые обитают в их организме.
Китайские зоологи установили, что данные микробы помогают большим пандам извлекать больше энергии из бамбуковых побегов и накапливать её в виде жира. Это значительно облегчает выживание животных в зимний период, когда пищи становится недостаточно.
«Мы обнаружили первый случай, когда сезонные изменения в составе микрофлоры заметно влияют на внешний вид животных. Открытие этих микробов откроет новые возможности для разработки методов лечения нарушений работы кишечника панд и углубит понимание роли микрофлоры в жизни диких животных», — отметил один из авторов исследования, научный сотрудник Института зоологии Китайской академии наук Хуан Гуанпин.
Исследователи анализировали образцы микрофлоры панд, обитающих в предгорьях Циньлинского хребта, собранные в теплый и холодный сезоны. Интерес ученых к этим образцам был обусловлен тем, что осенью и зимой панды начинают питаться исключительно листьями бамбука, в то время как весной и летом они предпочитают более питательные молодые побеги этого растения.
Биологи тщательно изучили, меняется ли состав микрофлоры панд при переходе с более питательной диеты на листья и обратно. Для этого они сравнили образцы микрофлоры, выделили ключевые бактерии и исследовали, как их введение в кишечник мышей влияло на поведение и жизнедеятельность грызунов.
Выяснилось, что весной и летом в кишечнике панд увеличивалось количество бактерий вида Clostridium butyricum. Эти микроорганизмы способны расщеплять растительные сахара, превращая их в другие органические вещества, которые служат заготовками для жировых молекул. Это натолкнуло ученых на мысль, что данные микробы способствуют быстрому набору массы и накоплению энергии в жировой прослойке в теплое время года.
Ученые проверили эту гипотезу в экспериментах на мышах: биологи пересадили колонии этих бактерий в кишечник грызунов. Наблюдения показали, что грызуны с пересаженными Clostridium butyricum при избытке калорий в рационе набирали вес значительно быстрее. Кроме того, биологи обнаружили, что Clostridium butyricum непосредственно активируют работу гена Per2, который отвечает за накопление энергии в жировой прослойке.
Это позволяет пандам максимально эффективно использовать низкокалорийную растительную биомассу и выживать в период, когда пищи крайне мало. Дальнейшие исследования микрофлоры панд, как надеются Хуан Гуанпин и его коллеги, помогут выявить другие микробы, критически важные для выживания этих уникальных животных.