Летучие мыши-вампиры , члены подсемейства Desmodontinae , являются листоносыми летучими мышами, в настоящее время обитающими в Центральной и Южной Америке. Их источником пищи является кровь других животных, диетическая черта называется гематофагия . Три существующих вида летучих мышей питаются исключительно кровью: обыкновенный вампир ( Desmodus rotundus ), мохнатоногий вампир ( Diphylla ecaudata ) и белокрылый вампир ( Diaemus youngi ). Два вымерших вида рода Desmodus были обнаружены в Северной Америке .
Из-за различий между тремя видами, каждый из них был помещен в отдельный род , каждый из которых состоял из одного существующего вида. В более ранней литературе эти три рода были помещены в собственное семейство , Desmodontidae, но теперь таксономисты сгруппировали их как подсемейство , Desmodontinae, в семействе листоносых летучих мышей Нового Света, Phyllostomidae . [1]
Три известных вида летучих мышей-вампиров, похоже, больше похожи друг на друга, чем на любой другой вид. Это говорит о том, что гематофагия развилась только один раз, и эти три вида имеют общего предка. [1] : 163–167
Размещение трех родов подсемейства Desmodontinae в пределах семейства листоносых летучих мышей Нового Света Phyllostomidae Gray, 1825 можно обобщить следующим образом: [2]
Летучие мыши-вампиры принадлежат к разнообразному семейству летучих мышей , которые потребляют множество источников пищи, включая нектар , пыльцу , насекомых , фрукты и мясо . [1] Три вида летучих мышей-вампиров являются единственными млекопитающими, которые эволюционировали, чтобы питаться исключительно кровью ( гематофагия ) как микрохищники , стратегия в рамках паразитизма . [4] [5] Гематофагия встречается редко из-за ряда проблем, которые необходимо преодолеть для успеха: большой объем жидкости, потенциально переполняющий почки и мочевой пузырь , [6] риск отравления железом , [7] и борьба с избытком белка . [8] Существует несколько гипотез о том, как эволюционировали летучие мыши-вампиры.
Линия вампирских летучих мышей отделилась от своего семейства 26 миллионов лет назад. [15] Волосатоногий вампир, вероятно, отделился от двух других видов вампирских летучих мышей 21,7 миллиона лет назад. [15] Поскольку волосатоногий вампир питается кровью птиц и является самым базальным из ныне живущих вампирских летучих мышей, считается вероятным, что первые вампирские летучие мыши также питались кровью птиц. [15] Недавние анализы показывают, что вампирские летучие мыши произошли от насекомоядных, что исключает гипотезы происхождения как плодоядных, плотоядных и нектароядных. [15] В течение 4 миллионов лет после расхождения с другими Phyllostomidae вампирские летучие мыши развили все необходимые адаптации для питания кровью, что делает их одним из самых быстрых примеров естественного отбора среди млекопитающих. [15]
В отличие от крыланов, у вампиров короткие конические морды. У них также отсутствует носовой лист, вместо этого у них голые подушечки с U-образными канавками на кончике. Обыкновенная вампирская летучая мышь, Desmodus rotundus , также имеет специализированные терморецепторы на носу, [16] которые помогают животному находить области, где кровь течет близко к коже его добычи. В мозге вампиров было обнаружено ядро, которое имеет похожее положение и похожую гистологию с инфракрасным рецептором инфракрасно-чувствительных змей . [17] [18]
У вампира-летучей мыши передние зубы специализированы для резки, а задние зубы намного меньше, чем у других летучих мышей. Нижние холмики , часть мозга летучей мыши, которая обрабатывает звук, хорошо приспособлены для обнаружения регулярных звуков дыхания спящих животных, которые служат ее основным источником пищи. [19] [20]
В то время как другие летучие мыши почти утратили способность маневрировать на суше, летучие мыши-вампиры могут ходить, прыгать и даже бегать, используя уникальную, скачущую походку, при которой для создания силы задействуются передние конечности вместо задних, поскольку крылья намного мощнее ног. Эта способность бегать, по-видимому, развилась независимо в пределах рода летучих мышей. [21]
Летучие мыши-вампиры также обладают высоким уровнем устойчивости к группе вирусов, передающихся через кровь, известных как эндогенные ретровирусы , которые вставляют копии своего генетического материала в геном хозяина. [22]
Недавно было обнаружено, что потеря гена REP15 у летучих мышей-вампиров обеспечивает повышенную секрецию железа в процессе адаптации к рациону с высоким содержанием железа. [23]
Летучие мыши-вампиры используют инфракрасное излучение для обнаружения горячих точек крови на своей добыче. Недавнее исследование показало, что обычные летучие мыши-вампиры настраивают TRP-канал , который уже чувствителен к теплу, TRPV1, снижая его порог тепловой активации примерно до 30 °C (86 °F). Это достигается путем альтернативного сплайсинга транскриптов TRPV1 для создания канала с укороченным карбокси-концевым цитоплазматическим доменом. Эти события сплайсинга происходят исключительно в тройничных ганглиях, а не в дорсальных корешковых ганглиях, тем самым сохраняя роль TRPV1 как детектора вредного тепла в соматических афферентах. [24] Единственными другими известными позвоночными, способными обнаруживать инфракрасное излучение, являются удавы , питоны и ямкоголовые змеи , все из которых имеют ямочные органы.
Летучие мыши-вампиры, как правило, живут колониями в почти полностью темных местах, таких как пещеры, старые колодцы, полые деревья и здания. Они распространены в Центральной и Южной Америке и живут в засушливых и влажных, тропических и субтропических районах. Численность колоний летучих мышей-вампиров может варьироваться от единичных цифр до сотен в местах ночевок. Основная социальная структура летучих мышей-вампиров состоит из групп самок и их потомства, нескольких взрослых самцов, известных как «резидентные самцы», и отдельной группы самцов, известных как «нерезидентные самцы». [25] У летучих мышей-вампиров с волосатыми ногами иерархическая сегрегация нерезидентных самцов кажется менее строгой, чем у обычных вампиров. [26] Нерезидентные самцы принимаются в гаремы, когда температура окружающей среды понижается. Такое поведение предполагает социальную терморегуляцию.
Резидентные самцы спариваются с самками в своих гаремах, и реже встречаются самцы, находящиеся вне гарема, для совокупления с самками. [25] Самки-детеныши часто остаются в своих родовых группах. [25] В группе можно найти несколько матрилиний , так как неродственные самки регулярно присоединяются к группам. [25] Самцы-детеныши, как правило, живут в своих родовых группах до тех пор, пока им не исполнится около двух лет, иногда их насильно изгоняют взрослые самцы-резиденты. [25] Летучие мыши-вампиры в среднем живут около девяти лет, когда они находятся в своей естественной среде обитания в дикой природе. [27]
Летучие мыши-вампиры формируют прочные связи с другими членами колонии. Связанной уникальной адаптацией летучих мышей-вампиров является обмен пищей. Летучая мышь-вампир может прожить без еды только около двух дней, однако нельзя гарантировать, что она будет находить пищу каждую ночь. Это создает проблему, поэтому, когда летучая мышь не может найти пищу, она часто «просит» еду у другой летучей мыши. Летучая мышь-«донор» может отрыгнуть небольшое количество крови, чтобы поддержать другого члена колонии. Для столь же знакомых летучих мышей предсказательная способность взаимности превосходит способность родства. [28] Это открытие предполагает, что летучие мыши-вампиры способны предпочтительно помогать своим родственникам, но что они могут получить больше пользы от формирования взаимных, кооперативных отношений как с родственниками, так и с неродственниками. [28] Кроме того, летучие мыши-доноры с большей вероятностью приближались к голодающим летучим мышам и инициировали обмен пищей. Когда особи популяции теряются, летучие мыши с большим количеством взаимных доноров, как правило, компенсируют свои собственные энергетические затраты более быстрыми темпами, чем летучие мыши, которые кормили меньше колонии до удаления. Особи, которые тратят свою собственную энергию в качестве своего рода социальных инвестиций, с большей вероятностью будут процветать, а более высокие показатели выживания стимулируют поведение и усиливают важность больших социальных сетей в колониях. [29] Эти результаты противоречат гипотезе преследования, которая утверждает, что особи делятся едой, чтобы ограничить преследование со стороны попрошаек. [28] В целом, исследования вампирских летучих мышей следует интерпретировать осторожно, поскольку большая часть доказательств является корреляционной и все еще требует дальнейшего тестирования. [30]
Другая способность, которой обладают некоторые летучие мыши-вампиры, заключается в определении и отслеживании местонахождения особей своего вида просто с помощью антифональных криков. [31] По своей природе подобные звукам, которые издают летучие мыши-матери, чтобы подозвать своих детенышей, эти крики, как правило, различаются у разных летучих мышей, что может помочь другим летучим мышам идентифицировать особей как внутри, так и за пределами их гнезда. [32]
Летучие мыши-вампиры также занимаются социальным груммингом . [33] Обычно это происходит между самками и их потомством, но также имеет значение и между взрослыми самками. Социальный груминг в основном связан с разделением пищи. [33]
Летучие мыши-вампиры охотятся только в полной темноте. Как и летучие мыши, питающиеся фруктами, и в отличие от летучих мышей, питающихся насекомыми и рыбой, они издают только низкоэнергетические звуковые импульсы. Обыкновенная летучая мышь-вампир питается в основном кровью млекопитающих (иногда включая людей), тогда как и мохнатые летучие мыши-вампиры, и белокрылые летучие мыши-вампиры питаются в основном кровью птиц. Как только обыкновенная летучая мышь-вампир находит хозяина, например спящее млекопитающее, она приземляется и приближается к нему на земле на четвереньках. Затем она, вероятно, использует термоцепцию, чтобы определить теплое место на коже для укуса. Затем они делают небольшой надрез зубами и слизывают кровь из раны.
Летучие мыши-вампиры, как и змеи, развили высокочувствительную термочувствительность со специализированными системами для обнаружения инфракрасного излучения. Змеи используют нечувствительный к теплу канал, позвоночный TRPA1 (транзиентный рецепторный потенциал катионного канала A1), чтобы создать инфракрасный детектор. Однако летучие мыши-вампиры настраивают канал, который уже чувствителен к теплу, TRPV1 , понижая его порог тепловой активации примерно до 30 °C (86 °F), что позволяет им ощущать цель. [34]
Как отметил Артур М. Гринхолл:
Самый распространенный вид, обыкновенный вампир ( Desmodus ) не привередлив и нападает на любое теплокровное животное. Белокрылый вампир ( Diaemus ), похоже, отдает особое предпочтение птицам и козам. В лабораторных условиях не удалось накормить Diaemus кровью крупного рогатого скота. [35]
Если на коже хозяина есть мех, летучая мышь-вампир использует свои клыки и щечные зубы , как лезвия парикмахера, чтобы сбрить волосы. Затем острые как бритва верхние резцы летучей мыши делают надрез шириной 7 мм и глубиной 8 мм. На верхних резцах нет эмали , что делает их постоянно острыми как бритва. [36] Их зубы настолько острые, что даже прикосновение к их черепам в музее может привести к порезам. [37]
Слюна летучей мыши , оставшаяся в ране от укуса жертвы, играет ключевую роль в питании из раны. Слюна содержит несколько соединений, которые продлевают кровотечение, например, антикоагулянты , которые подавляют свертывание крови, [38] и соединения, которые предотвращают сужение кровеносных сосудов вблизи раны.
Типичная самка летучей мыши-вампира весит 40 граммов (1,4 унции) и может потреблять более 20 граммов (1 жидкая унция) крови за 20 минут кормления. Такое пищевое поведение обусловлено ее анатомией и физиологией для быстрой обработки и переваривания крови, что позволяет животному взлететь вскоре после кормления. Желудок и кишечник быстро впитывают воду из кровяной муки, которая быстро транспортируется в почки и далее в мочевой пузырь для выведения. [39] [40] Обычная летучая мышь-вампир начинает выделять мочу в течение двух минут после кормления. Хотя потеря большей части жидкой крови облегчает взлет в полете, летучая мышь все еще добавляет почти 20–30% от веса своего тела в крови. Чтобы взлететь с земли, летучая мышь создает дополнительную подъемную силу, приседая и подпрыгивая в воздухе. [41] Обычно в течение двух часов после выхода на поиски пищи летучая мышь-вампир возвращается в свое убежище и устраивается, чтобы провести остаток ночи, переваривая свою еду. Пищеварению помогает их микробиом , а их геном защищает их от патогенов в крови. [42] Их стул примерно такой же, как у летучих мышей, которые едят фрукты или насекомых. [43]
Бешенство может передаваться людям и другим животным через укусы летучих мышей-вампиров. Поскольку собаки в настоящее время широко иммунизированы против бешенства , число случаев передачи бешенства человеку летучими мышами-вампирами превышает число случаев передачи бешенства собаками в Латинской Америке, с 55 зарегистрированными случаями в 2005 году. [44] Риск заражения для человеческой популяции меньше, чем для домашнего скота, подвергшегося укусам летучих мышей. [45] Были сделаны различные оценки распространенности бешенства в популяциях летучих мышей; было подсчитано, что менее 1% диких летучих мышей в регионах, где бешенство является эндемичным, инфицированы вирусом в любой момент времени. [46] Инфицированные летучие мыши могут быть неуклюжими, дезориентированными и неспособными летать. [47]
Уникальные свойства слюны летучих мышей-вампиров нашли положительное применение в медицине.
Различные исследования, опубликованные в журнале Stroke: Journal of the American Heart Association, посвященные генно-инженерному препарату под названием десмотеплаза , который использует антикоагулянтные свойства слюны Desmodus rotundus , показали, что он увеличивает приток крови у пациентов, перенесших инсульт . [48]
«На самом деле, можно порезаться, держа в руках череп летучей мыши в музее, настолько они острые»