Различия размеров сердца двух видов летучих мышей: позднего кожана(Eptesicus serotinus Schreber, 1774) и рыжей вечерницы (Nyctalus noctula Schreber, 1774) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 599.426:591.4

РАЗЛИЧИЯ РАЗМЕРОВ СЕРДЦА ДВУХ ВИДОВ ЛЕТУЧИХ МЫШЕЙ: ПОЗДНЕГО KO:*AHA(EPTESICUS SEROTINUS SCHREBER, 1774)

И РЫЖЕЙ ВЕЧЕРНИЦЫ (NYCTALUSNOCTULA SCHREBER, 1774)

А.А. Горбачев, Е.В. Зайцева, И.Л. Прокофьев

Было проведено полное макроморфометрическое описание внутренних органов летучих мышей. На основе полученных результатов было выполнено сравнение размеров сердца у двух видов летучих мышей Eptesicus serotinus и Nyctalus noctula с ожидаемой массой сердца по уравнению Юргенса.

Ключевые слова: рукокрылые, Брянская область, сердце, аллометрическое соотношение.

Введение

Рукокрылые - это единственная группа млекопитающих, которые способны летать как птицы. В строении их тела имеется ряд важных морфологических приспособлений к полету: хорошо развитые летательные мышцы [1, p. 957], относительно большие размеры сердца и легких [2, p.; 3, p.; 4, p.], высокая частота сердечных сокращений и взмахов крыльями [5, p.], большие минутный объем сердца и диффузионный объем легких [4, p. 3047; 6, p. 30]оптимальный альвеолярно-капиллярный барьер [4, p. ;

6, p.] и физически приспособленные дыхательные пути [7, p. 2]. Все перечисленные адаптации обеспечивают эффективное поступление кислорода в организм рукокрылых и доставку его к тканям, что необходимо для поддержания высокой скорости метаболизма [4, p. 3062].

Эти важные приспособления оказывают влияние на сердце и легкие - ключевые органы для обеспечения кислородом тканей и органов. Например, Юргенс [2, p. 253] и Майна [4, p. 3050; 6, p. 33]

г объем легких / масса сердца /

обнаружили различия В аллометрических соотношениях /масса тела И F /масса тела между

рукокрылыми и другими млекопитающими. Кенелс [8, p. 67] выявил различия в этих аллометрических соотношениях между мелкими (менее 20 г) и крупными (более 20 г) летающими зверьками. Дыхательный объем у летучих мышей значительно выше, чем у типичного млекопитающего таких же размеров, а размеры сердца - более близки к размерам сердца птиц, нежели млекопитающих [9, с. 175].

Рукокрылые это второй по разнообразию отряд среди млекопитающих. Причины этому разнообразны: широкой спектр источников пищи (от фруктов до крови других животных), различные приоритеты в выборе местообитаний, эволюционные аспекты и др. Это отражается на энергопотреблении и соответственно на особенностях органов сердечно-сосудистой и дыхательной систем [8, p. 70].

Цель нашего исследования - найти различия В аллометрических соотношениях масса сердца/масса тела между зимующими и незимующими летучими мышами одной весовой категории, обитающими в Брянской области. В постановке цели мы исходили из гипотезы, что мигрирующие виды рукокрылых, которые преодолевают огромные расстояния, должны иметь большие размеры сердца, чем оседлые.

Методы исследований

Для исследования в июле 2011г. было отловлено 3 особи (2-^, 1-9) позднего кoжaнa(Eptesicus serotinus Schreber, 1774) и 4 особи (все - 9) рыжей вечерницы (Nyctalus noctula Schreber, 1774) в Брянском районе Брянской области. Первый вид зимует на территории области, а второй является мигрирующим. При исследовании было проведено полное макроморфометрическое описание внутренних органов по общепринятой методике. Абсолютная масса определялась на электрических

сердца/ > 1

масса тела?

полученные для двух

весах ВЛКТ-500М сразу же после извлечения органа. Значения видов летучих мышей, сравнивались с помощью И-критерия Манна-Уитни. Средние значения массы сердца для каждого вида сравнивались с ожидаемым, высчитанным по аллометрическому отношению Мн = 0, 01471 X М0Ь'0883,(1)

которое было получено Юргенсом [2, р. 246] для рукокрылых, где: Мн- массасердца, Мь- масса

тела.

Результаты исследований и их обсуждение

В ходе проведенного макроморфометрического исследования нами были получены следующие результаты (табл. 1).

Таблица 1

Параметры сердца двух видов летучих мышей Eptesicus serotinus и Nyctalus noctula

Вид рукокрылого Число особей Средняя масса тела, Мь (г) Средняя масса сердца, Мн (г) Отношение M"V'°°% Ожидаемая масса сердца по уравнению Юргенса (1), г

Поздний кожан 3 23,042±0,35 0,326±0,092 1,41 0,0194

* - Eptesicus serotinus

Рыжая

вечерница -Nyctalus noctula 4 25,104±0,61 0,469±0,033 1,87 0,0196

Как видно из таблицы 1 ожидаемая масса сердца по уравнению Юргенса значительно ниже реальной массы сердца. Это указывает на необходимость поиска нового аллометрического отношения масса сердча/масса тела. Юргенс с коллегами не учитывали в своих расчетах такие виды, как поздний кожан и рыжая вечерница. По нашему мнению, необходимо рассчитать новое аллометрическое соотношение с учетом данных для видов, обитающих в Брянской области.

Отношения масса сердца/масса тела У двух изучаемых видов по критерию Манна-Уитни достоверно различаются (UKp>U3Mn при p < 0,05). Это подтверждает нашу гипотезу, что мигрирующие виды имеют большиеотносительные размерысердца по сравнению с оседлыми. Вероятно, оно (совместно с легкими) позволяет в данном случае обеспечить органы и ткани необходимым количеством кислорода во время длительных миграций.

Исследования показали, что существуют морфологические различия в размерах органов между летучими мышами различных экологических групп. При расчете аллометрических отношений, таких как

масса сердца / масса легких / г

/масса тела ИЛИ /масса тела Необходимо ЭТО уЧИТЫВаТЬ.

On the basis of the complete visceradescription was made comparison of heart size for two species of bats Eptesicus serotinus and Nyctalus noctula with the expected from the allometric relationship.

The key words: bats, Bryansk region, heart, allometric relationship.

Список литературы

1. Mathieu-Costello, O. Geometry of blood-tissue exchange in bat flight muscle compared with bat hindlimb and rat soleus muscle / O. Mathieu-Costello, J. M. Szewcsak, R. B. Logerman, P. J. Agey // American Journal of Physiology, 262. 1992. Pp. 955-965.

2. Jurgens, J. D. Blood oxygen transport and organ weight of small bats and small non-flying mammals / J. D. Jurgens, H. Bartels, R. Bartels // Respiration Physiology, 45. 1981. Pp. 243- 260.

3. Maina, J. N. The structural functional correlation in the design of the bat lung. A morphometric study /J. N. Maina, A. S. King // Journal of Experimental Biology, 111. 1984. Pp. 43-63.

4. Maina, J. N. What it takes to fly: the structural and functional respiratory refinements in birds and bats / J. N. Maina // Journal of Experimental Biology, 203. 2000, Pp. 3045- 3064.

5. Thomas, S. P. The physiology of bat flight / S. P. Thomas // Recent advances in the study of bats. Cambridge: Cambridge University Press, 1987. - Pp. 75 - 99.

6. Maina, J. N. Comparative respiratory morphology: themes and principles in the design and construction of the gas exchangers / J. N. Maina // The Anatomical Record, 261. 2000. Pp. 25-44.

7. Canals, M. A simple geometrical pattern for the branching distribution of the bronchial tree, useful to estimate optimality departures /M. Canals, F. F. Novoa, M. Rosenmann //Acta Biotheoretica, 52. - 2004. Pp. 116.

8. Canals M. Relative size of hearts and lungs of small bats / M. Canals, C. Atala, B. Grossi, J. Iriarte-Dfaz //Acta Chiropterologica 7. 2005.Pp. 65-72.

9. Шмидт - Ниельсен, К. Размеры животных: почему они так важны? / К. Шмидт - Ниельсен. М.: Мир, 1987. 259 с.

Об авторах

Горбачев А.А. - аспирант Брянского государственного университета имени академика

И.Г. Петровского, [email protected] 89208410509

Зайцева Е.В. - доктор биологических наук, профессор Брянского государственного университета имени академика И. Г. Петровского

Прокофьев И.Л. - кандидат биологических наук, доцент Брянского государственного университета имени академика И. Г. Петровского