Особая кожа броненосца

Ястребова С.
(«ХиЖ», 2017, №7)

pic_2017_07_24-1.jpgНа сей раз речь пойдет о необычном животном. В отличие от всех предыдущих героев рубрики, дома и в подсобных хозяйствах его не держат. В России и близлежащих странах существо это в принципе встретишь нечасто, разве что в зоопарке. Это девятипоясный броненосец — одно из немногих животных, помимо человека, болеющее проказой.


Боевой портрет

Броненосцы относятся к своему собственному отряду внутри надотряда, который носят название «ксенартры» («странно сочлененные» с греческого; такое название им дали из-за особенностей строения скелета, которые не встречаются у других млекопитающих). Их ближайшие родственники — муравьеды и ленивцы. Они обитают только в Новом Свете. По всей видимости, возникли броненосцы в Южной Америке около 60 миллионов лет назад, а в Северную попали только после образования Панамского перешейка — 2,8 миллиона лет назад.

Сейчас насчитывают примерно 20 видов броненосцев, и они населяют многие растительные сообщества обеих Америк, кроме тундры и тайги, причем отдают предпочтение местностям на возвышении не более 2 км над уровнем моря, поближе к водоемам. А в доисторические времена их разнообразие было гораздо больше. Если сейчас самый крупный броненосец — размером с овчарку, то еще 15 тысяч лет назад в обеих Америках можно было встретить гиганта-глиптодона массой под две тонны.

Даже нынешние, сравнительно мелкие броненосцы выглядят необычно. Их голова, спина и хвост покрыты броней из остеодерм — небольших пластинок окостеневшей дермы (одного из слоев кожи). Остеодермы образуют на броненосце панцирь. У некоторых он не сплошной, а имеет несколько полос менее твердой кожи. По числу таких полос броненосцам дают видовые названия: трехпоясный, шестипоясный, девятипоясный. Они могут сворачиваться в клубок подобно ежам, только снаружи оказываются не иголки, а панцирь. Правда, до некоторого возраста детенышей это не спасает от врагов: окостенение остеодерм происходит в течение нескольких недель после появления животного на свет.

Броненосцы плохо видят. Есть предположение, что у них практически нет колбочек, а значит, цвета они почти не различают. Зато обоняние у них хорошее, именно оно позволяет им находить пищу. Ну а едят броненосцы более-менее все, что найдут. В их рацион входят и насекомые, и плоды растений, и даже мелкие позвоночные вроде ящериц. Про один вымерший вид известно, что он промышлял хищничеством. Однако нам бояться нечего: размерами он существенно превосходил своих современных родичей и весил, по некоторым оценкам, до 100 кг.

Одна из особенностей броненосца — очень низкая для теплокровного животного температура тела: всего 32—35°С, то есть на несколько градусов ниже, чем обычно у млекопитающих.

Интересно и размножение броненосцев. У многих представителей этого отряда число детенышей четное, и среди них постоянно появляются идентичные близнецы. Дело в том, что, не успев начать дробление, их оплодотворенная яйцеклетка делится и получаются два одинаковых зародыша. У девятипоясного броненосца Dasypus novemcinctus, одного из самых хорошо изученных представителей отряда, чаще всего образуется две пары близнецов. Эту его особенность используют в медико-генетических исследованиях: близнецам-броненосцам пересаживали лоскуты кожи друг друга, определяя вероятность отторжения чужих тканей («Annals of the New York Academy of Sciences», 1962; 99, 5, 399—414, doi: 10.1111/j.1749-6632.1962.tb45323.x). Также на примере этих животных смотрят, как разница в условиях обитания влияет на физиологию генетически идентичных организмов. Кстати, далее мы будем говорить только об этом виде броненосцев, поэтому для краткости слово «девятипоясный» почти везде опустим.


pic_2017_07_24-2.jpgПрокаженные

Казалось бы, зачем такие странные животные медицине? Оказывается, они здорово помогают при изучении одной из самых загадочных и неприятных болезней — проказы (лепры). До недавнего времени девятипоясные броненосцы, а также их кузены Dasypus sabanicola считались единственными млекопитающими помимо приматов, восприимчивыми к этому заболеванию. В последние годы выяснилось, что проказа поражает и белок («Science», 2016; 354, 6313, 744—747, doi: 10.1126/science.aah3783), но этот вопрос не успели так тщательно исследовать, как в случае девятипоясного броненосца. Проказа — бактериальное заболевание, вызываемое в большинстве случаев микроорганизмом Mycobacterium leprae (одна из разновидностей проказы — бактерией M.lepromatosis). Она поражает кожу и слизистые, делая их плотными и снижая их чувствительность за счет разрушения периферических нервов. Сейчас проказу можно лечить антибиотиками, но вплоть до середины XX века это заболевание считалось неизлечимым. На поздних стадиях, когда изменения строения кожи становятся хорошо заметными, выглядит больной отталкивающе. К тому же проказа проявляет себя далеко не сразу: инкубационный период может тянуться годами. Поэтому люди на всякий случай старались держаться от инфицированных подальше, а чаще просто выгоняли их за пределы поселений. Да и нельзя сказать, что сейчас отношение к прокаженным всегда милосердное.

Несмотря на распространенность проказы среди людей в прошлом, изучать ее до недавнего момента было сложно, даже после обнаружения возбудителя. M.leprae не выживали вне тканей человека нигде, кроме подушечек лап лабораторных мышей. Но и там они чувствовали себя не очень хорошо. Однако ситуация изменилась, когда выяснилось, что широко распространенные в южных штатах США броненосцы весьма восприимчивы к этой бактерии. С конца 1960-х годов этих животных используют при изучении предрасположенности к проказе, а также для выявления особенностей различных штаммов (разновидностей) M.leprae. Скорее всего, важную роль в восприимчивости броненосцев к проказе играет низкая температура тела. Она оптимальна для развития возбудителя.

Доподлинно неизвестно, когда и как дикие броненосцы впервые заразились проказой. Предположение, что они были и инфицированы своими сбежавшими из лаборатории сородичами, не выдержало проверки. Дело в том, что экспериментальное изучение проказы на броненосцах началось в 1968 году, уже после того, как зараженные животные были найдены в природе. К тому же никаких случаев побега броненосцев из лабораторий не регистрировали.


pic_2017_07_25.jpg
Скелет девятипоясного броненосца 

Можно ли заразиться лепрой от броненосца?

Вопрос, как чисто человеческая болезнь поразила столь своеобразных зверей, беспокоит скорее ученых. Далекие от биологии люди, особенно если они живут на одной территории с броненосцами, чаще интересуются, есть ли вероятность заражения проказой от животных. Точного ответа на этот вопрос пока нет — слишком уж редко в наше время встречается это заболевание.

Как показали в 2011 году американские ученые («The New England Journal of Medicine», 2011; 364, 1626—1633, doi: 10.1056/NEJMoa1010536), обитающие на территории США броненосцы поражены тем же штаммом M.leprae, что и местные жители, больные проказой. В 2015-м — и того хуже: в тот год девяти жителям Флориды поставили диагноз «проказа», и все они рассказали врачам, что контактировали с броненосцами.

На первый взгляд, отсюда следует, что болезнь способна передаваться от животных к нам. Но если подумать как следует, в голову приходят совсем другие выводы. Во-первых, в США проказой заболевает не более 250 человек в год — на таком количестве пациентов особо точную статистику не построишь. Во-вторых, учитывая долю инфицированных животных (20%) и частоту встреч местных жителей с ними (почти каждый сталкивался с броненосцем, и не раз), надо ожидать, что число случаев проказы среди людей в подобных местностях будет существенно выше 250. Наконец, те девять человек, что посчитали броненосцев виновниками своего недуга, не дали точного описания контактов с животными. Никто не сказал, что он ловил или ел броненосца, а просто увидеть его вряд ли достаточно для передачи инфекции. Наконец, инкубационный период в случае M.leprae может достигать 20 лет. Поэтому сделать однозначный вывод о том, что броненосцы заразили этих конкретных американцев проказой, не представляется возможным.

Зато напрашивается другой вывод, для сознательных граждан неутешительный. Родство Mycobacterium leprae у инфицированных броненосцев и жителей США весьма велико. Животные поражены не каким-нибудь штаммом этого микроорганизма и не несколькими разными, а именно тем, который завезли в Новый Свет последователи Колумба. Да и вообще, по современным данным, проказа — заболевание старосветского происхождения и до контакта с европейцами подцепить его броненосцам было просто не от кого.

Как это могло произойти? Ну не чихали ведь покорители Америки на встреченных диковинных животных! Опять же, точно сказать невозможно, однако, вероятно, дело было в самообороне. Вообще, броненосцы — животные мирные, но в случае чего способны постоять за себя. У них мощные лапы с крепкими когтями (надо же чем-то раскапывать термитники и муравейники!), которые запросто могут повредить кожу человека. Вероятно, прибывшие на континент европейцы пробовали ловить броненосцев, а те, защищаясь, ранили их и таким образом контактировали с возбудителями проказы. Как мы помним, M.leprae предпочитает низкие температуры, а у зверей наиболее прохладные участки тела — это обычно как раз пальцы. Соответственно, попадая при драке с людьми на лапы броненосцев, эти микроорганизмы имели неплохой шанс выжить.

Кстати говоря, само предположение, что от броненосца можно заразиться проказой, тоже свидетельствует в пользу того, что изначально эту болезнь животным подарили мы. Ведь нет ничего удивительного в том, что бывшая «человеческая» бактерия способна повторно инфицировать Homo sapiens.

Примеры отрицательного воздействия человека на живую природу всегда печалят. Скорее всего, это мы заразили броненосцев проказой, и теперь они страдают из-за нас. Однако мы можем вернуть им долг, изучив механизмы заболевания и разработав способы его профилактики (благо методы лечения уже есть). А броненосцы помогут нам в этом, раскрыв ученым часть своих тайн.

Разные разности

01.08.2017 23:27:00
...явление квантовой запутанности продемонстрировано для фотонных пар, разделенных расстоянием 1203 км на Земле, с ретрансляцией через спутник. Результаты показывают возможность будущей глобальной сети квантовой связи («Science», 2017, 356, 6343, 1140—1144, doi: 10.1126 / science.aan3211)...
>>
06.07.2017 10:00:00
...Казанский федеральный университет принял решение прекратить сотрудничество с итальянским хирургом-трансплантологом Паоло Маккиарини, ранее уличенным в этических нарушениях и фальсификации данных («Science», 2017, doi: 10.1126/science.aal1201)...
>>
31.05.2017 14:02:00
...космический аппарат «Кассини» в последний раз прошел мимо Титана, крупнейшего спутника Сатурна, и направляется в область между планетой и ее кольцами, через которую пройдет 22 раза, а затем, в сентябре 2017 года, нырнет в атмосферу Сатурна («Nature», 2017, 544, 7649, 149—150, doi:10.1038/544149a)...
>>
30.04.2017 10:57:00
...международная коллаборация биологов создала дрожжи с искусственными хромосомами — первый эукариотический организм с синтетическим геномом («Science», 2017, 355, 6329, 1040—1044, doi: 10.1126/science.aaf4557, и другие материалы этого номера)...
>>
30.03.2017 14:30:00
...на карликовой планете Церере в астероидном поясе есть органическое вещество, и оно, по-видимому, не занесено извне, а образовалось на месте («Science», 2017, 355, 6326, 719—722, doi: 10.1126/science.aaj2305)...
>>