Szélsőséges magasságokban az anyatermészet nem nagyon kedvez az emlősöknek. Az oxigén kevés, a hőmérséklet soha nem emelkedik fagypont fölé, és alig van mit enni. De van egy emlős, amely minden másnál nagyobb magasságban képes túlélni: az andoki levélfülű egér (Phyllotis vaccarum). Ezt a kicsi, barna rágcsáló a Llullaillaco vulkán csúcsán, a chilei-argentin határon, 6700 méterrel a tengerszint felett is megél – több száz méterrel magasabban, mint legközelebbi versenytársa.

A szakértők nemrégiben rájöttek, hogyan képesek ezek a rágcsálók ilyen barátságtalan környezetben létezni. És a kutatók meglepetésére nem csupán az oxigénhiány formálta ezeket az egereket: úgy tűnik, hogy egy szokatlan módszert is kifejlesztettek arra, hogy megbirkózzanak az Andok vulkáni környezetében található mérgező táplálékkal.

Jay Storz, a Nebraska–Lincoln Egyetem evolúciós biológusa és csapata 2020-ban azonosította először a Llullaillaco csúcsán szaladgáló levélfülű egereket, miután hegymászóktól jelentések érkeztek a rágcsálók észleléséről. A kutatókat meglepte, hogy egy ilyen apró állat képes ilyen felfoghatatlan környezetben élni, ahol a hőmérséklet folyamatosan fagypont alatt van, és az oxigénszint csupán a tengerszint feletti érték 44%-a. Korábban a legmagasabban élő emlős rekordját a nagyfülű pika (Ochotona macrotis) tartotta, amely 6130 méteres magasságban él a Himalájában.

Új kutatásukban Storz és kollégái azokat a specifikus alkalmazkodási mechanizmusokat vizsgálták, amelyek lehetővé tehetik a levélfülű egerek számára a túlélést ilyen extrém magasságokban. Az egereknek nem minden populációja él ilyen magasan: valójában az andoki levélfülű egereknek van a gerincesek közül a legszélesebb elterjedési területük, mondja Storz. Ezért a kutatócsoport úgy döntött, hogy elemzi a „hegyvidéki” egerek – amelyeket öt, a Puna de Atacama vulkánjaihoz vezető nagy magasságú expedíció során gyűjtöttek – fiziológiáját és genetikáját, és összehasonlítja őket az észak-chilei alacsonyabb magasságokban előforduló „alföldi” egerekkel. A kutatócsoport összesen 167 andoki levélfülű egeret gyűjtött be.

A szakértők először hideg, alacsony oxigéntartalmú körülmények közé helyezték az egereket a laboratóriumban, és megfigyelték fiziológiai reakcióikat. Megállapították, hogy a hegyvidéki egerek több testhőt termeltek, és nagyobb kapacitással vettek fel oxigént a szervezetükbe, mint alföldi társaik – ezek kulcsfontosságú alkalmazkodások a hipotermia elkerüléséhez, és ahhoz, hogy az állatok hideg hegyvidéki körülmények között is tovább tudjanak létezni.

Úgy tűnt, hogy ezeknek az alkalmazkodásoknak a hátterében álló mechanizmusok jelentősen eltérnek a más magaslati rágcsálók által alkalmazottaktól. Ezek az állatok általában szénhidrátokat égetnek a testhő előállításához, mivel ez kevesebb oxigént igényel, mint a zsírok elégetése, és az oxigén ilyen magasságokban értékes erőforrás. A kutatók azonban azt találták, hogy a hegyvidéki levélfülű egerek a zsírokat használják fő energiaforrásként.

Más magaslati rágcsálók azért képesek túlélni a ritka levegőben, mert a vérükben található hemoglobin hatékonyabban köti meg az oxigént, ami segít fenntartani az artériás vér megfelelő oxigénszaturációját. Az andoki levélfülű egerek esetében azonban nem ez a helyzet: alternatívaként a rágcsálók hipoxiás állapotban a légzés fokozásával biztosíthatják az artériás oxigénszaturációt, de ez a vér sav-bázis egyensúlyának felborulásával jár. Storz elmondása szerint a levélfülű egerek a vörösvérsejtek enzimjeiben bekövetkezett evolúciós változások révén oldották meg ezt az egyensúlyi problémát, amelyekkel lassítják a szén-dioxid kiválasztását.

A kutatók szekvenálták az andoki levélfülű egerek genomját, és azonosították azokat a géneket, amelyek a hegyvidéki egereknél szelekció alá kerültek, és segíthették őket a hegyvidéki élethez való alkalmazkodásban. Nem meglepő módon a kutatócsoport által azonosított gének egy része az anyagcseréhez és a testhőtermeléshez kapcsolódott. De az is kiderült, hogy a hegyvidéki egerek rendelkeznek olyan genetikai alkalmazkodásokkal, amelyek lehetővé teszik számukra táplálékuk méregtelenítését.

Az olyan vulkánok, mint a Llullaillaco, nehézfémeket és egyéb méreganyagokat bocsátanak ki, amelyek felszívódhatnak a levélfülű egerek által fogyasztott növényekbe. Bár más magaslati fajoknál, például a lepkéknél is vannak bizonyítékok a méregtelenítésre irányuló genetikai alkalmazkodásra, az egerek esetében ez meglepő, mondják a szakértők.

Storz elmondása szerint a következőkben azt szeretné kideríteni, hogy az egerek alkalmazkodásainak melyik része köszönhető kizárólag a magaslati életnek, és melyik általában a hegyvidéki környezetnek. Ugyanakkor a szívós rágcsálók tanulmányozása egyedülálló kihívást jelent, mondja: „Az egerek begyűjtése és a terepmunka során mi is ugyanazoknak a környezeti kihívásoknak tesszük ki magunkat, mint a kutatás alanyai.”