Как пандам удается оставаться толстыми на бамбуковой диете?

На бамбуке растолстеть сложно, но нужно. И панды приспособились к такой задаче.

Большая панда питается преимущественно бамбуком – низкокалорийной растительной пищей. При этом китайские мишки не имеют недостатка веса и проблем со здоровьем. В зависимости от сезона животному достаются различные части растения – сочные и богатые белком молодые побеги в конце весны – начале лета, и суховатые листья на протяжении остальных месяцев. 

Между тем зимой пандам требуется особенно плотная жировая прослойка, чтобы противостоять пониженной температуре воздуха. Специалисты Института зоологии Китайской академии наук захотели понять, как бамбуковые медведи компенсируют недостаток питательных веществ в эти сезоны.

Для этого на протяжении всего года они собирали образцы фекалий панд. Анализ позволил установить, что весной и летом в кишечнике животных в большом количестве присутствовали грамположительные бактерии Clostridium butyricum. Разлагая растительные сахара, они превращают их в другие органические вещества, которые становятся своеобразными «заготовками» для жировых молекул. Предположив, что именно такая микробиота позволяет пандам быстро набирать массу, ученые проверили гипотезу на мышах.

Колонии бактерий из фекалий панд были пересажены в кишечник грызунов. Мыши, получившие C. butyricum, набирали массу значительно быстрее, тогда как мыши из контрольной группы своих физических показателей не изменили. Обе группы жили в одинаковых условиях и ели одну пищу.

Дальнейшие исследования показали, что масляная кислота, являющаяся продуктом метаболизма C. butyricum , усиливает экспрессию гена циркадного ритма Per2 , который, в свою очередь, увеличивает синтез и накопление липидов. Таким образом, сезонные изменения флоры кишечника синхронизируют периферический циркадный ритм организма, что запускает требуемый липидный обмен.

Сезонный сдвиг кишечных бактерий в результате перемены в доступности пищи – явление не такое уж редкое. Науке известно несколько видов обезьян, чья микробиота летом, когда они питаются свежими листьями и фруктами, отличается от зимней, когда им доступна только кора деревьев. У коренных жителей Танзании, современных охотников-собирателей хадза, также прослеживается эта тенденция: они ведут традиционный образ жизни, и тип их питания заметно различается в зависимости от времени года.

Понимание того, как работает пищеварительная система панд и знание о полезных для них бактериях пойдет на благо всей науке при разработке пробиотиков и других лекарственных средств.