Ο τυφλοπόντικας της Ευρώπης συρρικνώνει τον εγκέφαλό του λόγω του κρύου

Κατά τον βαρύ χειμώνα οι τυφλοπόντικες που ζουν στην Ευρώπη αντιμετωπίζουν μια υπαρξιακή πρόκληση. Ο μεταβολισμός τους - κοντά στο ανώτατο όριο οποιουδήποτε θηλαστικού - απαιτεί περισσότερη τροφή από αυτή που είναι διαθέσιμη. Αντί να λύσουν αυτό το εποχικό δίλημμα μέσω της μετανάστευσης ή της χειμερίας νάρκης, οι τυφλοπόντικες εφαρμόζουν μια ασυνήθιστη τακτική εξοικονόμησης ενέργειας: τη συρρίκνωση του εγκεφάλου τους.

Σε μια νέα μελέτη, μια ομάδα με επικεφαλής την Dina Dehmann στο Ινστιτούτο Max Planck για τη Συμπεριφορά των Ζώων αναφέρεται ότι οι ευρωπαίοι τυφλοπόντικες συρρικνώνουν τον εγκέφαλό τους κατά 11% τον χειμώνα και τον διαστέλλουν κατά 4% το καλοκαίρι, αντιπροσωπεύοντας μια νέα ομάδα θηλαστικών που είναι γνωστό ότι συρρικνώνουν σκόπιμα και αναστρέψιμα τον εγκέφαλό τους σε μια διαδικασία γνωστή ως φαινόμενο Dehnel.

Αλλά η μελέτη δεν προσθέτει απλώς ένα ακόμη είδος στη λίστα των θηλαστικών που ακολουθούν τον περίεργο κανόνα συρρίκνωσης του εγκεφάλου, αλλά αποκαλύπτει το εξελικτικό μυστήριο του τι τα οδηγεί σε αυτό το περίεργο μονοπάτι. Συγκρίνοντας τυφλοπόντικες από διαφορετικά κλίματα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το φαινόμενο Dehnel προκαλείται από το ψύχος και όχι μόνο από την έλλειψη τροφής. Η μείωση του εγκεφαλικού ιστού επιτρέπει στα ζώα να μειώσουν την ενεργειακή τους πρόσληψη και έτσι να επιβιώσουν στο κρύο.

Το φαινόμενο Dehnel αναγνωρίστηκε τη δεκαετία του 1950 για πρώτη φορά σε κρανία μυγαλής, όπου παρατηρήθηκε ότι ήταν μικρότερα το χειμώνα και μεγαλύτερα το καλοκαίρι. Το 2018, η Dehmann και οι συνεργάτες της παρείχαν τις πρώτες αποδείξεις ότι αυτές οι ασυνήθιστες αλλαγές στα κρανία της μυγαλής συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της ζωής της. Η Dehmann και οι συνεργάτες της έδειξαν έκτοτε ότι το φαινόμενο Dehnel εμφανίζεται επίσης σε ερμίνες και νυφίτσες και πως το κοινό που συνδέει αυτά τα θηλαστικά είναι ο τρόπος ζωής που τα τοποθετεί στην αιχμή ενός ενεργειακού δόρατος.

«Έχουν εξαιρετικά υψηλό μεταβολισμό και δραστηριότητα όλο το χρόνο σε ψυχρά κλίματα», λέει η Dehmann. «Τα μικροσκοπικά σώματά τους είναι σαν κινητήρες Porsche τούρμπο που καίνε τα αποθέματα ενέργειας μέσα σε λίγες ώρες».

Ήταν σαφές στους επιστήμονες ότι η συρρίκνωση των ιστών που διψούν για ενέργεια, όπως ο εγκέφαλος, επιτρέπει στα ζώα να μειώσουν τις ενεργειακές τους απαιτήσεις. «Συνειδητοποιήσαμε ότι το φαινόμενο Dehnel βοηθά αυτά τα ζώα να επιβιώσουν σε δύσκολες στιγμές. Αλλά ακόμα δεν είχαμε κατανοήσει ποια είναι τα πραγματικά σημεία πίεσης, οι ακριβείς περιβαλλοντικοί παράγοντες που οδηγούν αυτή τη διαδικασία», λέει η Dehmann.

Μετρούσαν κρανία σε συλλογές μουσείων

Η ομάδα απάντησε σε αυτό το ερώτημα μετρώντας τα κρανία σε συλλογές μουσείων. Οι ερευνητές τεκμηρίωσαν πώς οι εγκέφαλοι δύο ειδών τυφλοπόντικα, του ευρωπαϊκού και του ισπανικού, άλλαζαν με τις εποχές και διαπίστωσαν ότι το κρανίο του ευρωπαϊκού συρρικνώθηκε κατά 11% τον Νοέμβριο και αυξήθηκε κατά 4% την άνοιξη, ενώ το κρανίο του ισπανικού τυφλοπόντικα δεν άλλαξε κατά τη διάρκεια του έτους.

Επειδή αυτά τα είδη ζουν σε πολύ διαφορετικά κλίματα, οι ερευνητές μπόρεσαν να καταλήξουν στο ότι ο καιρός, και όχι η διαθεσιμότητα τροφής, ήταν υπεύθυνος για την αλλαγή του εγκεφάλου. «Αν επρόκειτο μόνο για τα τρόφιμα, θα βλέπαμε τους ευρωπαίους τυφλοπόντικες να συρρικνώνονται το χειμώνα, όταν το φαγητό είναι σπάνιο, και τους ισπανικούς να συρρικνώνονται το καλοκαίρι, όταν το φαγητό γίνεται σπάνιο λόγω της υπερβολικής ζέστης», λέει η Dehmann.

Τα αποτελέσματα της μελέτης προσφέρουν μια εικόνα για το πώς το σώμα μας μπορεί να αναγεννηθεί μετά από σημαντικές βλάβες. «Το γεγονός ότι τρεις απομακρυσμένες συγγενικές ομάδες θηλαστικών μπορούν να συρρικνώσουν τον εγκέφαλό τους και στη συνέχεια να αναπτύσσουν οστικό και εγκεφαλικό ιστό έχει τεράστιες επιπτώσεις στην έρευνα για ασθένειες όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ και η οστεοπόρωση», λέει η Dehmann. «Όσο περισσότερα θηλαστικά ανακαλύπτουμε με το φαινόμενο Dehnel, τόσο πιο κοντά ερχόμαστε και σε άλλα θηλαστικά και ίσως ακόμη και σε εμάς».

Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο Royal Society Open Science.