Высотная адаптация: почему горные животные теряют обоняние?

Жизнь на больших высотах — это постоянная борьба с разреженным воздухом, холодом и гипоксией. Но, как выяснилось, эти суровые условия влияют не только на физиологию, но и на эволюцию сенсорных систем.

Недавнее исследование, опубликованное в Current Biology, показало, что у млекопитающих, обитающих в горах, уменьшается количество генов, связанных с обонянием, а также сокращаются размеры обонятельных луковиц — структур мозга, ответственных за восприятие запахов. Это открытие ставит перед учеными новые вопросы: почему горные животные «жертвуют» обонянием и как это влияет на их выживание?

Исследователи проанализировали геномы 27 видов млекопитающих, включая обезьян, лам, коз и морских свинок, сравнив их высокогорные и низкогорные популяции. Результаты оказались поразительными: у животных, живущих на высоте от 1000 метров и выше, обнаружено на 23% меньше генов, связанных с обонянием, а их обонятельные луковицы в среднем уменьшились на 18%. При этом другие сенсорные системы, такие как восприятие феромонов и вкуса, остались без изменений.

Почему в горах «пропадают» запахи?

Основная гипотеза заключается в том, что разреженный и сухой горный воздух затрудняет распространение молекул запаха, делая обоняние менее эффективным. Кроме того, постоянная гипоксия и воспаление слизистых из-за холода могут ухудшать работу обонятельных рецепторов. В таких условиях естественный отбор, вероятно, способствовал ослаблению ненужных функций, чтобы перенаправить ресурсы организма на более важные для выживания процессы.

Интересно, что у людей подобных изменений не выявлено — сравнение геномов тибетцев и ханьских китайцев не показало различий в обонятельных генах. Ученые предполагают, что это может быть связано с относительно недавним заселением высокогорий (9–30 тысяч лет назад) и активным смешением популяций.

Эволюция через потерю: новый взгляд на адаптацию

Традиционно исследования высотной адаптации фокусировались на приобретении полезных признаков — например, увеличенной емкости легких или повышенном уровне гемоглобина. Однако данная работа демонстрирует, что эволюция может идти и путем утраты функций, если они становятся менее значимыми в новых условиях. Этот механизм, известный как «дезадаптация», пока мало изучен, но может иметь важные последствия для понимания эволюции не только животных, но и человека.

Остается неизвестным, компенсируется ли ослабленное обоняние у горных животных усилением других чувств, например зрения. Также предстоит выяснить, как быстро происходят такие изменения и могут ли они быть обратимыми. Эти вопросы открывают новые направления для исследований в эволюционной биологии и даже медицине — например, в изучении влияния гипоксии на сенсорные системы человека.