Если какая-то часть тела кажется неспособной к уменьшению, то это, вероятно, голова и череп. И, тем не менее, исследователи, опубликовавшие статью в журнале Current Biology от 23 октября, обнаружили, что черепа краснозубых землероек уменьшаются в преддверии зимы на 20 процентов. С приближением весны их головы снова вырастают и приближаются к прежнему размеру.
«Мы обнаружили, что у каждой землеройки происходит резкое уменьшение размера черепной коробки от лета к зиме», - говорит Хавьер Лазаро из Института орнитологии Макса Планка в Германии. «Затем, весной, мозговая оболочка отрастает, почти достигая исходных размеров на второе лето."
Более ранние исследования предполагали, что головы этих землероек могут уменьшаться в зависимости от сезона. Было показано, что на популяционном уровне высота черепной коробки землероек уменьшилась на 20 процентов, а затем снова увеличилась на 15 процентов. Для него даже есть название, основанное на первом человеке, который сообщил об общем наблюдении: феномен Денеля. Но новое исследование является первым, которое полностью задокументировало усохшие головы землероек, отслеживая отдельных животных в течение сезонов.
Исследователи использовали живые ловушки для отлова землероек с лета 2014 года по осень 2015 года. Когда землеройку поймали, исследователи анестезировали ее перед тем, как сделать рентген черепа и имплантировать микрочип под кожу для последующей идентификации..
Измерения, проведенные с помощью рентгеновских лучей, подтвердили, что головы землероек уменьшились в размерах в течение сезона. Двенадцать землероек были отловлены на всех трех стадиях, и у всех них наблюдалась одна и та же картина: пиковый размер головы летом, спад зимой и отрастание весной.
Лазаро говорит, что на данный момент они «очень мало знают о причинах». Уменьшение в размерах затрагивает не только череп, но и все тело землероек: зимой несколько основных органов теряют массу, позвоночник укорачивается, и даже масса мозга уменьшается на 20-30 процентов.
У землеройок высокий метаболизм, и вполне вероятно, что уменьшение размера помогает им пережить времена нехватки пищи. В отличие от других животных, землеройки не мигрируют и не впадают в спячку на зиму.
«Уменьшение размера головы - и, следовательно, размера мозга - может привести к непропорциональной экономии энергии, поскольку мозг требует больших энергетических затрат», - говорит Лазаро.
Как может уменьшиться череп? Этот процесс до конца не изучен, но есть данные, свидетельствующие о том, что мозговая оболочка сжимается по мере рассасывания ткани внутри черепных швов. С приближением весны происходит регенерация костной ткани.
Исследователи были удивлены величиной изменения размера головы у отдельных людей. Хотя это предполагалось в более ранних исследованиях, они думали, что, возможно, эти сезонные изменения можно частично объяснить тенденцией к смерти более крупных особей. Но новое исследование не нашло доказательств этого, говорят они.
"Это означает, что каждую зиму каждый человек претерпевает это изменение, которое остается для нас непонятным", - говорит Ласаро.
Исследователи планируют продолжить изучение структурных изменений в мозге по мере того, как головы землероек уменьшаются. Им также любопытно узнать, как этот процесс влияет на когнитивные способности животных.