Прилепите живеят дълго и без признаци на остаряване

Д-р Ния Тошкова от Националния природонаучен музей на БАН е една от тазгодишните лауреати в конкурса „За жените в науката“. Тя е отличена за своя проект „Антитяловият репертоар на прилепите в България: от зоонозни заболявания до консервационни дейности“. Петнадесетата юбилейна церемония по връчване на наградите се проведе в зала „Проф. Марин Дринов“ на Българската академия на науките.

Когато е в десети клас, Ния записва курс по пещерно дело. Решила e да стане биолог, и много я привличат пещерите, които у нас са над 6000. При това в голямата си част те са неизследвани. Логично стига и до запознанството си с прилепите, което се оказва любов от пръв поглед.

Към пещерните експедиции я привлича Вили Желязкова, с която и досега са приятелки и колежки.

Двете се свързват с Боян Петров от Природонаучния музей, който веднага ги взима на експедиция. Ния е запленена от пещерното общество у нас. Още в ученическите си години почти всяка събота и неделя е в някоя пещера. След като завършва курса, първата ѝ голяма експедиция е в Албания, където откриват нов вид за науката. Спомените ѝ оттогава са много силни. Не се страхува, тъй като екипирането на пещерите следва стриктни протоколи за безопасност. Според нея катеренето е доста по-опасно.

След като завършва гимназията, записва да учи „Екология“ в Софийския университет. По това време в страната ни се извършва първото картиране по „Натура 2000“ и Ния успява да събере много богат опит на терен от цялата страна. Включва се и в групата за изследване на прилепи, чийто ръководител по това време е Боян Петров.

Към края на следването ѝ при прилепите известност добива болестта на белия нос, довела до най-масовата смъртност на бозайници, позната на учените. Това се случва в Северна Америка. Умират над 7 милиона прилепи, а един от най-разпространените видове почти изчезва. В България заболяването също се среща. То се причинява от студенолюбивата аскомицетна гъба Pseudogymnoascus destructans, но не води до заболяването на животните в Европа.

Всъщност в еволюционно отношение тази гъба е тук по-отдавна. Може в миналото да е причинявала подобно заболяване и оттам вече и самите животни да имат някаква форма на защита.

„Ние първи с д-р Желязкова открихме, че гъбата я има у нас“, уточнява Ния. Впоследствие тя записва магистратура по физиология и още една магистратура за гъби. Иска да е сигурна, че познава добре биологията и на самия патоген.

„В голямата си част те са неизследвани и много интересни. Забравих да спомена, че всъщност самият проблем с тази гъба се появява по време на хибернация. Синдромът се развива тогава, когато прилепите са неактивни. В този период температурата на тялото им е по-ниска и това спомага гъбата да започне да расте по тях“, подчертава д-р Тошкова.

Нарича се болест на белия нос, защото носовете им буквално побеляват. Учените изследват оксидативните стресови отговори на прилепите към самото патогенно замърсяване. Тъй като най-често имунната система реагира с отговор и започват да се произвеждат свободни радикали. По този начин клетките могат да произвеждат водороден пероксид и така да се справят с патогените.

Д-р Тошкова не харесва резултатите, които получава. И не ги публикува, тъй като част от маркерите са твърде ниски и не може да се установи дали изобщо имат някакво биологично значение. След това решава, че е важно да се учи от различни лаборатории по света, и започва да пътешества. Първо отива в Хавай, където изследва ендемичния вид прилеп на архипелага. Следи и дали студенолюбивата гъба е пристигнала във вулканичните пещери на островите. В Хавай има високи планини с вулканични пещери, които се посещават от много туристи, и е много вероятно гъбата да е разпространена. За щастие, гъбата все още не е достигнала това място и чрез публикацията изследователите целят да покажат риска от това.

Впоследствие Ния отива в Панама, където изследва поведението на прилепите вампири. Те сформират много интересни социални връзки помежду си, тъй като се хранят с кръв, която им дава много енергия, но за кратко време. И ако имат затруднение да намерят храна, могат да умрат от глад.

Много важно е индивидите от колонията да са сформирали добри приятелски връзки помежду си, тъй като при нужда, ако един индивид не е успял да се нахрани, друг ще сподели храна, което много рядко се среща в природата.

Прилепите вампири са изключително интелигентни.

Изследователите всяка вечер взимат един от индивидите от тази колония. На другите предоставят храна и след това ги връщат в колонията, за да проследят по какъв начин се сформират тези приятелски взаимоотношения.

„Ако ти ми дадеш да ям, аз ще ти дам следващия път – има такъв феномен, който се нарича реципрочен алтруизъм – разказва д-р Тошкова. – И те го спазват много стриктно, открихме по време на експериментите, които правихме. Тъй като тяхното гуано мирише много силно, искахме да видим дали реално използват миризмата му, за да намират нови местообитания, нови хралупи и колонии. Доказахме, че наистина го използват като ориентир. После отидох в Индонезия на експедиция. Така няколко години поред обикалях света и гледах да се уча от различни учени, тъй като в България няма толкова много специалисти по прилепите.“

Д-р Ния Тошкова иска да се докосне до възможно най-разнообразни неща, за да реши с какво наистина иска да се занимава. И решението е взето – остава в България, за да изучава прилепите. Привлича я процесът на хибернация, който при някои видове може да продължи по пет-шест месеца. Младата изследователка подчертава, че това явление погрешно се нарича зимен сън, тъй като самите животни не спят по време на хибернация. Много често излизат от това състояние по различни причини – за да пият вода, тъй като са дехидратирани, и така ще активират част от естествените процеси. Покрай климатичните промени се наблюдава, че някои видове спират да хибернират. Просто не им се налага. Въпреки че точно там е проблемът – покрай климатичните промени има много резки промени в зимния период. Може в рамките на няколко дена да има 40-градусови разлики, което е извънредно стресиращо. Учени изследват през зимата диетата на пещерния дългокрил. Искат да видят дали изобщо се храни в този сезон, тъй като има сведения, че някои видове може изобщо да не се хранят и имат много дълъг период на периодично гладуване (фастинг).

„Интересуваха ме най-много молекулярните механизми, които помагат на прилепите да изпадат в това състояние – казва д-р Тошкова. – И по какъв начин то може да е свързано с тяхното уникално дълголетие.“

Тя започва докторантура, свързана с влиянието на климатичните промени върху зимния сън на прилепите. Изследва, от една, страна диетата им, от друга – летателната им активност. Самото излизане от хибернация е много стресиращ процес, тъй като температурата на тялото по време на зимния сън спада с тази на околната среда, метаболизмът се забавя много. А излизането от хибернация означава рязко покачване на температурата и отключване на всички процеси.

При излизане от хибернация прилепите губят осемдесет процента от енергийните си запаси, обяснява д-р Тошкова. И това води до огромен клетъчен стрес. Тя иска да види дали животните в популации, които са на по-ниска надморска височина, са по-активни и вероятно по-често излизат от състоянието на торпор, или вцепенение. Самата хибернация е съставена от множество епизоди на торпор (продължаващ по няколко седмици) и последван от активно състояние.

След това с учените се свързва един български професор д-р Йордан Димитров от Сорбоната, който се занимава с човешка имунология. Покрай пандемията е заинтригуван от прилепите и им предлага да направят нещо заедно.

„Аз му споделих за докторантския ми проект и че събирам проби от определени колонии преди и след хибернация – казва Ния. – И би било много интересно да видим дали примерно се наблюдават някакви разлики в репертоара на антителата им преди и след хибернация. И от това дойде друга идея, тъй като по време на хибернация, както казах, температурата е много ниска. Искахме да видим по какъв начин тази ниска температура се отразява на антителата и дали влияе върху тяхната реактивност. Решихме като контрола да добавим и високата температура, която достигат някои видове по време на активен полет – до 40 – 42 градуса.“

Учените откриват нещо доста интересно. При повишени температури прилепните антитела стават много по-ефективни, отколкото при нормалните температури. Нещо, което при хората не се наблюдава. „Това беше едно по-голямо научно откритие за целия ни екип, което успяхме да публикуваме в списание „Нейчър“ – казва д-р Тошкова. – То реално за първи път свързва метаболизъм с имунна система. И това, че има такъв тип термочувствителни антитела, означава, че при евентуално клониране на тези антитела може да създадем терапевтични антитела, които реално да се използват в човешката медицина и да ни помагат с определени заболявания, тъй като прилепите имат уникална имунна система, която се допира до много голямо разнообразие от патогени.“

По време на работата си върху темата „Антитяловият репертоар на прилепите в България: от зоонозни заболявания до консервационни дейности“ д-р Тошкова и екипът ѝ развиват методология, с която да изследват реактивността на антителата към близо двеста патогена едновременно.

Това означава, че учените много по-бързо, безболезнено и без толкова стрес за животните ще събират информация за тяхното имунологично минало, настояще и бъдеще.

„Антителата са много добър предиктор за това какви заболявания евентуално могат да възникнат – уточнява младият учен. – И примерно антителата, които са най-много като количество, горе-долу показват и патогените, които най-често циркулират в прилепните популации.“ Основната идея е да се използва този метод на национално ниво и не само. Вече са събрани проби от цяла Европа. И да се разгледа в най-широк мащаб репертоарът на животните и това да послужи за насочено изследване, тъй като е много е трудно да се предвиди какви са патогените, които циркулират в популациите на дивите животни. Някои от тях са познати на изследователите, но все пак има голяма доза неизвестност. И това може да покаже към какви други патогени трябва да бъдат насочени проучванията, така че да е ясно в бъдеще какви евентуално зоонозни заболявания могат да предизвикат тревога. Много малък е шансът подобни заболявания да прескочат от прилепите към хората, но е по-добре обществото да подготвено за това. Същевременно самата информация за антитяловия репертоар е добър показател за състоянието на популациите на животните, тъй като ще се гледа не само какво е разнообразието на антителата им, но каква е концентрацията им. И ще следим как се променят параметрите в зависимост от здравето на животните, от тяхната възраст, пол и местообитание. Същото като при хората. Имунната система се изменя – в детските години е една, после се променя. Учените ще се насочат основно към патогени, които са свързани с хората.

Прилепите стареят много бавно.

При тях почти не се наблюдават болести на старостта и за размерите на тялото им живеят изключително продължително. Един вид, който тежи осем грама, може да живее близо четиридесет години, което би било равно на триста години при хората. И Тук става дума за живеене без каквито и да било признаци на остаряване.

„А това е и целта на подобни изследвания – да направим живота на хората по-добър – казва д-р Ния Тошкова. – И най-хубавото е, че реално и чрез природозащита и опазване това е може би един от най-лесните начини да постигнем тази цел. Модерните изследвания стъпват на подход, който е много по-цялостен и много по-ценен. Той се казва „Единно здраве“, тъй като здравето на човека не е отделно от здравето на околната среда. Здравето на околната среда е свързано със здравето на отделните видове. И ако съумеем да балансираме по правилен начин, можем да живеем много по-добре. Това е едно от най-симпатичните неща за прилепите, че те във всяко едно отношение, във всеки един от по-генералните проблеми, пред които сме изправени, могат да бъдат използвани като пример.“