Изменчивость гематологических показателей у мышевидных грызунов различной экологической специализации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разнообразие адаптаций к обитанию в условиях гипоксии определяется как ее продолжительностью, так и наличием или отсутствием сопутствующей гиперкапнии. Одним из ключевых параметров, формирующих эти адаптации, является кислородная емкость крови, которая зависит от содержания в ней гемоглобина. Однако экологические закономерности изменчивости гематологических показателей, характеризующих кислородную емкость крови, в полной мере не ясны. Многомерный анализ эритроцитарного звена гемограмм у 12 видов мышевидных грызунов различной экологической специализации показал наличие трех основных факторов, определяющих его изменчивость. Первый фактор обусловлен числом эритроцитов, количеством гемоглобина и гематокритом, второй – объемом эритроцитов и содержанием в них гемоглобина и третий – средней концентрацией гемоглобина в эритроците. У обыкновенной и восточной слепушонок, специализированных к подземной жизни, и норного джунгарского хомячка объем эритроцитов и содержание в них гемоглобина были значительно выше, чем у скальных полевок, способных обитать на больших высотах. Можно предполагать, что формирование структурных адаптаций к гипоксии зависит от того, сопровождается она гиперкапнией, как у норных видов, или нет – как у видов, обитающих в горах. Вместе с тем значительный диапазон изменчивости рассмотренных показателей у экологически и таксономически близких видов не позволяет выявить на имеющемся материале ее общие эволюционные закономерности.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Л. Мацкало

Институт систематики и экологии животных СО РАН; Новосибирский государственный аграрный университет

Email: eug-nov5@yandex.ru
Россия, ул. Фрунзе, 11, Новосибирск, 630091; ул. Добролюбова, 130, Новосибирск, 630039

О. И. Себежко

Новосибирский государственный аграрный университет

Email: eug-nov5@yandex.ru
Россия, ул. Добролюбова, 130, Новосибирск, 630039

И. А. Васильев

Институт систематики и экологии животных СО РАН; Новосибирский государственный аграрный университет

Email: eug-nov5@yandex.ru
Россия, ул. Фрунзе, 11, Новосибирск, 630091; ул. Добролюбова, 130, Новосибирск, 630039

П. А. Задубровский

Институт систематики и экологии животных СО РАН

Email: eug-nov5@yandex.ru
Россия, ул. Фрунзе, 11, Новосибирск, 630091

О. Ф. Потапова

Институт систематики и экологии животных СО РАН

Email: eug-nov5@yandex.ru
Россия, ул. Фрунзе, 11, Новосибирск, 630091

Е. А. Новиков

Институт систематики и экологии животных СО РАН; Новосибирский государственный аграрный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: eug-nov5@yandex.ru
Россия, ул. Фрунзе, 11, Новосибирск, 630091; ул. Добролюбова, 130, Новосибирск, 630039

Список литературы

  1. Lashof D.A., Ahuja D.R. Relative contributions of greenhouse gas emissions to global warming // Nature. 1990. № 344. P. 529–531. https://doi.org/10.1038/344529a0
  2. Nunes L.J. The rising threat of atmospheric CO2: a review on the causes, impacts, and mitigation strategies // Environments. 2023. V. 10. № 4. P. 2–22. https://doi.org/10.3390/environments10040066
  3. Prentice I.C., Farquhar G.D., Fasham M.J. R. et al. The carbon cycle and atmospheric carbon dioxide. Climate change 2001: the scientific basis, Intergovernmental panel on climate change // UK: Cambridge. Cambridge University Press, 2001. P. 185–237.
  4. McNeil B.I., Sasse T.P. Future ocean hypercapnia driven by anthropogenic amplification of the natural CO2 cycle // Nature. 2016. V. 529. № 7586. P. 383–386. https://doi.org/10.1038/nature16156
  5. Milroy C.M. Deaths from environmental hypoxia and raised carbon dioxide // Academic Forensic Pathology. 2018. V. 8. № 1. P. 2–7. https://doi.org/10.23907/2018.001
  6. Jacobson T.A., Kler J.S., Hernke M.T. et al. Direct human health risks of increased atmospheric carbon dioxide // Nature Sustainability. 2019. V. 2. № 8. P. 691–701. https://doi.org/10.1038/s41893-019-0323-1
  7. Storz J.F. Hemoglobin function and physiological adaptation to hypoxia in high-altitude mammals //Journal of Mammalogy. 2007. V. 88. № 1. P. 24–31. https://doi.org/10.1644/06-MAMM-S-199R1.1
  8. Arieli R. Adaption of the mammalian gas transport system to subterranean life // Progress in Clinical and Biological Research. 1990. V. 335. P. 251–268.
  9. Nevo E. Mosaic evolution of subterranean mammals: regression, progression, and global convergence. N.Y.: Oxford University Press, 1999. 599 p. https://doi.org/10.1093/oso/9780198575726.001.0001
  10. Ramirez J.M., Folkow L.P., Blix A.S. Hypoxia Tolerance in Mammals and Birds: From the Wilderness to the Clinic // Annual Review of Physiology. 2007. V. 69. P. 113–143. https://doi.org/10.1146/annurev.physiol.69.031905.163111
  11. Галанцев В.П. Анатомо-физиологическая адаптация ондатры и водяной полевки к полуводному образу жизни и нырянию // Труды Научно-исследовательского сельскохозяйственного института Крайнего Севера. Красноярск, 1967. Т. 14. С. 97–116.
  12. Галанцев В.П. Эволюция адаптаций ныряющих животных. Л.: Наука, 1977. 191 с.
  13. Clausen G., Ersland A. The respiratory properties of the blood of two diving rodents, the beaver and the water vole // Respiration Physiology. 1968. V. 5. P. 350–359.
  14. Lechner A.J. Respiratory adaptations in burrowing pocket gophers from sea level and high altitudes // Journal of Applied Physiology. 1976. V. 41. № 2. P. 168–173.
  15. Большаков В.Н. Пути приспособления мелких млекопитающих к горным условиям. М.: Наука, 1972. 200 с.
  16. Hayes J.P. Field and maximal metabolic rates of deer mice (Peromyscus maniculatus) at low and high altitudes // Physiological Zoology. 1989. V. 62. № 3. P. 732–744.
  17. Боттаева З.Х., Темботова Ф.А., Емкужева М.М. и др. Влияние эколого-географических факторов в широтно-долготном градиенте на систему «красной» крови автохтона Кавказа – гудаурской полевки (Chionomys gud) // Экология. 2019. № 1. P. 30–39. doi: 10.1134/S0367059719010013
  18. Beall C.M. Tibetan and andean patterns of adaptation to high-аltitude hypoxia // Human Biology. 2000. V. 72. № 1. P. 201–228.
  19. Наумов Н.П. Очерки сравнительной экологии мышевидных грызунов. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1948. 204 с.
  20. Башенина Н.В. Пути адаптаций мышевидных грызунов. М.: Наука, 1977. 355 с.
  21. Громов И.М., Поляков И.Я. Фауна СССР. Млекопитающие. Полевки. Л.: Наука, 1977. Т. 3. Вып. 8. 504 с.
  22. Воронцов Н.Н. Фауна СССР. Млекопитающие. Низшие хомякообразные мировой фауны. Л.: Наука, 1982. Т. 3. Вып. 6. 505 с.
  23. Kryštufek B., Shenbrot G. Voles and lemmings (Arvicolinae) of the palaearctic region. University of Maribor, University Press, 2022. 449 p.
  24. Samaja M., Crespi T., Guazzi M., Vandegriff K.D. Oxygen transport in blood at high altitude: role of the hemoglobin-oxygen affinity and impact of the phenomena related to hemoglobin allosterism and red cell function // European Journal of Applied Physiology. 2003. V. 90. P. 351–359. https://doi.org/10.1007/s00421-003-0954-8
  25. Jensen B., Storz J.F., Fago A. Bohr effect and temperature sensitivity of hemoglobins from highland and lowland deer mice // Comp. Biochem. Physiol. Part A: Mol. Integr. Physiol. 2016. V. 195. P. 10–14. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2016.01.018
  26. Dzal Y.A., Jenkin S.E., Lague S.L. et al. Oxygen in demand: How oxygen has shaped vertebrate physiology // Comp. Biochem. Physiol. Part A: Mol. Integr. Physiol. 2015. V. 186. P. 4–26. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2014.10.029
  27. Kizhina A.G., Kalinina S.N., Uzenbaeva L.B. et al. Comparative study of erythrocyte morphology and size in relation to ecophysiological adaptations in Rodentia species // Russian Journal of Theriology. 2020. V. 19. №. 2. P. 161–171. doi: 10.15298/rusjtheriol.19.2.06.
  28. Тарахтий Э.А., Давыдова Ю.А., Кшнясев И.А. Межгодовая изменчивость показателей системы крови флуктуирующей популяции европейской рыжей полевки (Clethrionomys glareolus) // Изв. РAH. Серия биологич. 2007. №. 6. С. 755–764.
  29. Тарахтий Э.А., Сумин М.Н., Давыдова Ю.А. Изменчивость показателей «красной» крови рыжей полевки (Clethrionomys glareolus) в зависимости от сезона и репродуктивного состояния особей // Успехи современной биологии. 2009. Т. 129. №. 2. С. 191–197.
  30. Тарахтий Э.А., Мухачева С.В. Реакция системы крови лесных полевок на стресс на фоне хронического химического загрязнения среды // Успехи соврем. биол. 2011. Т. 131. № 6. С. 613–621.
  31. Promislow D.E.L. The evolution of mammalian blood parameters: Patterns and their interpretation // Physiological Zoology. 1991. V. 64. P. 393–431. https://doi.org/10.1086/physzool.64.2.30158183
  32. Garland T. Jr., Harvey P. H., Ives A.R. Procedures for the analysis of comparative data using phylogenetically independent contrasts // Syst. Biol. 1992. V. 41. № 1. P. 18–32.
  33. Тарахтий Э.А., Жигальский О.А. Исследование системы крови мелких млекопитающих, обитающих на территориях с низкой плотностью радиационного загрязнения // Успехи соврем. биол. 2014. Т. 134. № 4. С. 424–432.
  34. Santos E.W., de Oliveira D.C., Hastreiter A. et al. Hematological and biochemical reference values for C57BL/6, Swiss Webster and BALB/c mice // Brazilian J. of Veterinary Research and Animal Sci. 2016. V. 53. № 2. P. 138–145.
  35. Silva‐Santana G., Bax J.C., Fernandes D.C.S. et al. Clinical hematological and biochemical parameters in Swiss, BALB/c, C57BL/6 and B6D2F1 Mus musculus // Animal Models and Experimental Medicine. 2020. V. 3. № 4. P. 304–315. https://doi.org/10.1002/ame2.12139
  36. Литвинов Ю.Н., Абрамов С.А., Дупал Т.А. и др. Формирование ареалов и филогения скальных полевок в условиях внутренней Азии // Вестник ИРГСХА. 2017. № 82. С. 96–103.
  37. Bakloushinskaya I., Lyapunova E.A., Saidov A.S. et al. Rapid chromosomal evolution in enigmatic mammal with XX in both sexes, the Alay mole vole Ellobius alaicus Vorontsov et al., 1969 (Mammalia, Rodentia) // Comparative Cytogenetics. 2019. V. 13. № 2. Art. 147. https://doi.org/10.3897/CompCytogen.v13i2.34224
  38. Heldmaier G., Steinlechner S. Seasonal pattern and energetics of short daily torpor in the Djungarian hamster, Phodopus sungorus //Oecologia. 1981. V. 48. № 2. P. 265–270. https://doi.org/10.1007/BF00347975
  39. Новиков Е.А., Васильев И.А., Задубровский П.А. и др. Изменчивость биоэнергетических показателей у мышевидных грызунов различной экологической специализации // Журнал общ. биол. 2024. Т. 85. № 2. С. 150–162. doi: 10.31857/S0044459622060069
  40. Snyder G.K. Influence of temperature and hematocrit on blood viscosity // American J. of Physiology-Legacy Content. 1971. V. 220. № 6. P. 1667–1672.
  41. Rosenmann M., Morrison P.R. Metabolic response of highland and lowland rodents to simulated high altitudes and cold // Comparative Biochemistry and Physiology. Part A: Physiology. 1975. V. 51. № 3. P. 523–530.
  42. Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции. М.: Наука, 1980. 278 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Распределение изучаемых видов мышевидных грызунов в пространстве факторов изменчивости.

Скачать (58KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение изучаемых видов мышевидных грызунов в пространстве факторов изменчивости.

Скачать (56KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение изучаемых видов мышевидных грызунов в пространстве факторов изменчивости.

Скачать (51KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025