Șoarecele andin cu urechi de frunză (*Phyllotis vaccarum*), mamiferul care trăiește la cea mai mare altitudine de pe Pământ. Foto: Marcial Quiroga-Carmona Un șoarece de dimensiuni reduse, care trăiește pe vârfurile vulcanice din Munții Anzi, rescrie ceea ce oamenii de știință credeau că știu despre adaptarea vieții la condiții extreme. Un nou studiu arată că supraviețuirea acestui mamifer nu depinde doar de capacitatea de a face față lipsei severe de oxigen, ci și de abilitatea remarcabilă de a neutraliza toxinele din plantele pe care le consumă. Descoperirea, publicată în prestigioasa revistă Science, schimbă perspectiva asupra modului în care animalele reușesc să trăiască în cele mai ostile medii de pe planetă și ar putea avea implicații inclusiv pentru cercetarea cancerului la oameni. Mamiferul care trăiește la cea mai mare altitudine din lume Este vorba despre șoarecele andin cu urechi în formă de frunză (Phyllotis vaccarum), considerat mamiferul care trăiește la cea mai mare altitudine de pe Pământ. Specia a fost observată pe vârful vulcanului Llullaillaco, situat la granița dintre Chile și Argentina, la o altitudine de aproximativ 6.739 de metri. La această înălțime, fiecare inspirație conține mai puțin de jumătate din cantitatea de oxigen disponibilă la nivelul mării, iar temperaturile rămân aproape permanent sub pragul înghețului. În plus, vânturile puternice, lipsa vegetației și resursele extrem de limitate transformă acest mediu într-unul dintre cele mai neprielnice pentru viață. foto: earth.com În mod surprinzător, aceeași specie poate fi întâlnită și la nivelul mării, pe coasta statului Chile, ceea ce îi conferă cea mai mare diferență de altitudine ocupată dintre toate mamiferele cunoscute. Citește și: A fost creat primul șoarece lânos din lume, în laborator. Ar putea duce la reapariția mamutului lânos Misterul hranei de pe acoperișul Anzilor De la descoperirea primului exemplar pe vârful Llullaillaco, în anul 2020, biologii s-au întrebat cum reușesc acești șoareci să găsească hrană într-un loc unde vegetația practic dispare cu sute de metri mai jos. Expedițiile conduse de biologul evoluționist Jay F. Storz, profesor la Universitatea Nebraska-Lincoln, au încercat să dezlege acest mister. „Când experimentezi personal asemenea condiții, ca alpinist, este aproape incredibil să îți imaginezi că un mamifer poate trăi acolo permanent”, a declarat cercetătorul pentru Earth.com. Primele analize ale conținutului stomacal au identificat doar licheni și fragmente vegetale, fără să ofere o explicație clară privind sursa de hrană. Cum rezistă organismul în lipsa oxigenului Pentru a înțelege mecanismele de adaptare, cercetătorii au crescut exemplare provenite atât din regiunile montane, cât și din zonele de câmpie, în condiții identice. Ulterior, animalele au fost expuse unui mediu cu concentrații reduse de oxigen, similare celor existente în apropierea vârfurilor andine. Rezultatele au arătat că șoarecii proveniți din zonele înalte își păstrează mult mai eficient temperatura corporală decât rudele lor de la altitudini joase. Această performanță este posibilă datorită unor adaptări metabolice complexe. Mușchii lor conțin un număr mai mare de mitocondrii – structurile celulare responsabile de producerea energiei – și utilizează în principal grăsimile drept combustibil, nu carbohidrații. În plus, aceștia dispun de o cantitate mai mare de grăsime brună, un țesut specializat care produce căldură fără ca animalul să fie nevoit să tremure. Adaptarea surprinzătoare pe care cercetătorii nu se așteptau să o găsească În mod obișnuit, animalele care trăiesc la altitudini foarte mari dezvoltă hemoglobină capabilă să transporte mai eficient oxigenul. Această adaptare este întâlnită inclusiv la populațiile umane din Tibet sau la alte rozătoare din Anzi. Citește și: Cel mai traficat mamifer sălbatic din lume. Povestea pangolinului salvat din comerțul ilegal și readus în sălbăticie În cazul șoarecelui andin însă, cercetătorii nu au identificat modificări importante ale hemoglobinei. În schimb, organismul pare să compenseze lipsa oxigenului printr-un metabolism diferit și printr-o respirație adaptată condițiilor extreme. Secretul supraviețuirii: detoxifierea plantelor otrăvitoare Cea mai mare surpriză a studiului a venit în urma analizării ADN-ului a peste 160 de exemplare colectate de la nivelul mării până la cele mai înalte culmi. Contrar așteptărilor, cele mai puternice semne ale selecției naturale nu au fost observate în genele implicate în utilizarea oxigenului, ci în cele responsabile de detoxifierea organismului. „Descoperirea că acești șoareci au evoluat pentru a putea consuma plante toxice din deșert a fost complet neașteptată”, a explicat Jay F. Storz. Practic, ficatul acestor animale a dezvoltat mecanisme extrem de eficiente pentru neutralizarea substanțelor toxice înainte ca acestea să afecteze organismul. foto: Marcial Quiroga-Carmona Procesul presupune modificarea compușilor toxici, atașarea unor molecule care facilitează eliminarea lor și evacuarea rapidă a reziduurilor din celule. Un rol esențial îl are glutationul, unul dintre cei mai importanți antioxidanți naturali implicați în detoxifierea organismului. Dieta include plante pe care majoritatea animalelor nu le-ar putea consuma Cercetătorii au descoperit că șoarecii consumă plante care și-au dezvoltat propriile mecanisme chimice de apărare împotriva erbivorelor. Printre acestea se numără specii înrudite cu amaryllisul și nalba, plante care conțin numeroși compuși toxici. Provocările nu se opresc aici. Solurile vulcanice din deșertul Atacama conțin concentrații ridicate de arsenic, iar aceleași mecanisme hepatice care neutralizează toxinele vegetale îi ajută pe șoareci să facă față și acestui element toxic. Fenomenul nu este unic în lumea animală. Cercetătorii au observat adaptări similare și la alte rozătoare care consumă plante toxice, precum șobolanii de deșert din America de Nord sau unele specii de pe Platoul Tibetan. O luptă permanentă între oxigen și toxine Studiul arată că organismul acestor mamifere este obligat să găsească permanent un echilibru între două provocări majore. Pe de o parte, trebuie să gestioneze lipsa severă de oxigen, iar pe de altă parte să elimine toxinele ingerate odată cu hrana. Cele două procese folosesc parțial aceleași mecanisme celulare, ceea ce înseamnă că activarea unuia poate influența funcționarea celuilalt. Astfel, ADN-ul acestor șoareci reflectă milioane de ani de adaptări simultane atât la hipoxie, cât și la o dietă extrem de toxică. Descoperirea ar putea ajuta și medicina umană Rezultatele cercetării depășesc sfera biologiei evolutive. Oamenii de știință atrag atenția că aceleași mecanisme implicate în detoxifiere funcționează și în interiorul tumorilor umane, unde nivelul oxigenului este foarte scăzut. În aceste condiții, modul în care celulele procesează medicamentele chimioterapice este influențat de aceleași căi biologice identificate la șoarecii din Anzi. Din acest motiv, autorii studiului consideră că descoperirea ar putea contribui la dezvoltarea unor tratamente oncologice mai eficiente în viitor. Cercetător: „Viața găsește întotdeauna o cale” Potrivit lui Jay F. Storz, concluziile studiului demonstrează că adaptarea organismelor la medii extreme este mult mai complexă decât se credea până acum. „Rezultatele noastre demonstrează că viața găsește întotdeauna o cale. Acești șoareci au reușit să se adapteze unor condiții complet incompatibile cu supraviețuirea umană pe termen lung”, a declarat cercetătorul pentru Earth.com. Oamenii de știință spun că, pe viitor, studiile privind viața la altitudini extreme nu vor mai analiza doar efectele lipsei de oxigen și ale temperaturilor scăzute, ci și rolul alimentației și al mecanismelor de detoxifiere în supraviețuirea speciilor. Sursa foto: dongascience.com