В тот день Чарли был не в восторге от листьев. Он отвернулся от них, не сводя глаз с кипера. Я забеспокоилась, что он приболел. Животные редко сообщают людям о том, что им нездоровится, и киперы зоопарков должны внимательно смотреть, нет ли каких-то необычных признаков поведения. Слишком часто первые симптомы болезни появляются слишком поздно.
– Похоже, еда его не интересует, – крикнула я Керри, когда Чарли спустился с дерева.
Смотрительница оглянулась и рассмеялась.
– Он просто хочет, чтобы его обняли, – сказала она.
Когда Керри подошла ближе, Чарли чуть ускорился и засеменил к ней, а затем присел и потянул к смотрительнице лапы, чтобы она взяла его на руки. Керри почесала ему спину и голову, приговаривая ему что-то, а он медленно моргал и с благодарностью вертел головой.
– Держи, – сказала мне Керри. – Возьми его на руки.
Если Чарли и подумал, что любимый смотритель обделил его вниманием, он не жаловался, но с достоинством принимал мои попытки его почесать, удобно устроившись у меня на бедре, держась за плечо.
Через некоторое время Чарли оглянулся на недавно пополнившееся дерево, как будто бы внезапно заметил обилие свежей зелени, и потянулся к нему. Пришло время мне вернуть его на место.
Я наблюдала, как Чарли вытянулся, чтобы листья оказались ближе к носу, тщательно обнюхивая каждый и только после этого откусывая и вытаскивая выбранные листья, отломив их у основания. Кусочек за кусочком лист медленно исчезал, как исчезают спагетти с тарелки или бумага в измельчителе.
– Время утреннего чая, – крикнула Керри, сматывая шланг и загружая ведра с пометом коалы на тележку вместе с обглоданными ветками эвкалипта, граблями и лопатами. – Я бы все сейчас отдала за чашку кофе, – сказала она, и мы оставили Чарли заниматься серьезным делом – завтраком.
Растения нелегко перевариваются, при этом одни растения сложнее есть, чем другие. Мягкие молодые побеги бывают очень вкусными, но многие животные в основном питаются жилистой травой и кожистыми листьями, жесткую внешнюю оболочку которых особенно трудно расщепить и переварить. Материал клеточных стенок листьев состоит из длинных взаимосвязанных углеводных цепей, склеенных между собой лигнином. Млекопитающие не вырабатывают ферменты, подходящие для расщепления этих волокон, зато это делают микроорганизмы.
В результате животные, которые едят много «грубого корма», встроили в свою пищеварительную систему ферментационные резервуары. Пищеварительная система плотоядных животных представляет собой относительно простую трубку, состоящую в основном из желудка и кишечника. Пищеварительные системы травоядных сложнее, они разнообразны и совсем другие. Такая система состоит из большего числа разных отделов – от огромных многокамерных желудков до по-разному раздутых кишечных камер и разных вариантов слепой кишки – аппендикса.
Пищеварительная система травоядных животных содержит богатую экосистему бактерий, протистов и грибов, которые помогают расщеплять пищу. У одних видов все эти обитатели населяют желудок, у других – кишечник. Существует множество способов, которыми различные виды животных справляются с трудной задачей расщепления растений, употребляемых в пищу, но в целом они делятся на две специализированные группы – те, у кого пища ферментируется в передней части пищеварительной системы, и те, у кого в задней.
К тем, у кого ферментация происходит в передней части пищеварительного тракта, относятся все жвачные животные: олени, жирафы, овцы, коровы и козы, а также некоторые грызуны и сумчатые, например кенгуру. У них большие и часто очень сложно организованные желудки. Удержание пищи в участке пищеварительной системы до верхнего отдела двенадцатиперстной кишки позволяет им использовать другую стратегию для максимального улучшения пищеварения: как только пища частично ферментируется, они отрыгивают «жвачку» и снова пережевывают ее. То есть они заново пережевывают пищу, благодаря чему большая группа копытных травоядных и получила свое название – жвачные.
Однако коалы относятся ко второй группе наряду со слонами, лошадьми и носорогами, многими грызунами и кроликами. Их желудки устроены проще, они жуют совсем немного или почти не жуют, но у них обширный толстый кишечник. Именно в нижней части кишечника и происходит основная часть пищеварительной работы.
Честно говоря, я никогда особо не задумывалась, что происходит с пищей после того, как я ее проглатываю. Это что-то вроде черного ящика. Но я заметила, что полки книжных магазинов ломятся от книг о пищеварении: «Очаровательный кишечник»[27], «Здоровый кишечник»[28], «Население кишечника» (Gut Garden), «Твой кишечник не дурак»[29], «Смотри, что у тебя внутри»[30] и даже «Дневник кишечника» (Gut Diary). Сейчас мы все внимательнее прислушиваемся к своему желудку, осознавая влияние пищи на все, от кровяного давления до психического здоровья. Головные боли, вздутие живота, газы, диарея, экзема, аутоиммунные заболевания или просто общее недомогание часто связаны с непереносимостью молока, глютена, пищевых консервантов, красителей, сульфитов, кофеина или фруктозы. Мы пичкаем себя пребиотиками и пробиотиками, пьем уксус, исключаем из рациона триггеры, уменьшаем количество сахара/жиров/углеводов, одновременно употребляя больше клетчатки, овощей и постного белка.
Мы выращиваем разнообразные бактериальные сообщества, населяющие кишечник, включающие 300–500 различных видов полезных и вредных микроорганизмов, которые помогают нам переваривать пищу. Мы понятия не имеем, что там происходит на самом деле, но меняем рацион и образ жизни – или не меняем – и надеемся на лучшее. Для большинства из нас микробиом кишечника является лишь одним из многих факторов, влияющих на общее состояние здоровья. Но для коал это вопрос жизни и смерти.
Так насколько же вредны эвкалипты в качестве источника пищи? Как коалы справляются со своим волокнистым токсичным рационом?
– Эвкалипт – довольно крепкий материал, – говорит мне доцент Бен Мур.
Бен изучает, как химический состав растений влияет на животных, которые ими питаются, то есть как животные переваривают пищу и добывают питательные вещества, содержащиеся в ней. Он проделал большую работу, изучая эвкалипты и коал.
– Вообще листья древесных растений или побеги по качеству гораздо лучше, чем большинство луговых или степных трав. В листьях древесных растений гораздо выше содержание белка, чем в листьях травы. Однако все зависит от того, насколько доступны эти белки. В травах больше волокон, но это – просто волокна целлюлозы, поэтому ее легче переваривать жвачным и другим животным, у которых пищеварение происходит в переднем кишечнике. Так что козы и ослы выживают, питаясь очень низкой по качеству пищей. Лигнифицированную целлюлозу, содержащуюся в листьях эвкалипта, гораздо труднее разломать и переварить.
– А что насчет токсинов? – спрашиваю я.
– Это еще один недостаток питания листьями и побегами деревьев, – объясняет Бен. – Древесные растения содержат много дубильных веществ, которые снижают усвояемость, и больше токсинов. Большинство травоядных животных пытаются сократить количество потребляемых вредных веществ, добывая пищу на большей территории и смешивая разные растения в рационе. Однако коалы не похожи на других и выдерживают довольно высокую токсичную нагрузку, потому что едят только эвкалипты, у которых повышен уровень химической защиты. С этими токсинами в основном приходится иметь дело печени.
Печень – это самый большой из имеющихся внутренний орган. Обычно он гладкий и простой по общей форме. Печень играет важную роль для всех млекопитающих, и по размеру она особенно большая у некоторых из них – таких как люди и коровы. Печень коалы, однако, чрезвычайно сложно устроена: это высокоструктурированный орган, имеющий много долей[31]. Под ним отчетливо выделяется удлиненный желчный пузырь, вырабатывающий желчь, которая помогает переваривать жиры. Пока животное молодо, печень у него темно-красного цвета, как и у большинства животных, но по мере взросления в ней накапливаются темные пигменты из листьев эвкалипта, и печень становится темно-фиолетовой.
– Все, что поступает из пищеварительной системы, попадает прямо в печень, а уже потом расходится по всему организму, – говорит Бен. – Это гигантский фильтр, который первым делом нейтрализует все поступающие токсины. Если этого не случится, токсины распространятся по всему организму, причиняя вред животному. В печени коалы содержится необычайно высокая концентрация различных ферментов семейства Р450 (цитохром Р450-монооксигеназ), они хорошо справляются с расщеплением целого ряда химических веществ. – Мы считаем, что токсины, такие как сидероксилонал, повреждают стенки кишечника и вызывают высвобождение серотонина и, следовательно, тошноту. Но на самом деле мы не знаем точно, как они работают и как с ними бороться, – добавляет он.
В своей докторской диссертации Бен продемонстрировал, что эти токсины различаются у разных отдельных деревьев и, возможно, оказывают довольно сильное влияние на то, могут ли травоядные животные, такие как коалы, есть их. Сидероксилонал, по-видимому, является сильным сдерживающим фактором для более чувствительных видов, таких как кольцехвостые кускусы. При этом недавно обнаруженные токсины, такие как незамещенные флавононы, содержащие В-кольцо (UBF), встречаются в тканях деревьев, которые коалы не едят или предпочитают в меньшей степени, например, у эвкалиптов с более прочной корой.
Неясно, когда и как коалы приобрели способность выводить токсины из своего удивительного рациона, но, похоже, это произошло очень давно. Большая международная команда под руководством генетиков Ребекки Джонстон и Кэти Белов недавно секвенировала геном коалы и обнаружила, что участок генома, который кодирует белки, выводящие токсины, у коал в два раза больше, чем у других млекопитающих, например человека. Уровень экспрессии этих генов особенно высок в клетках печени. Со временем они были случайно продублированы, что дало возможность питаться эвкалиптами. Ученые также обнаружили дополнительные гены для контроля чувства вкуса коалы, что вполне может помочь им различать не только разные эвкалипты, но, возможно, и различные уровни токсинов между видами или даже отдельными деревьями и листьями.