3. Особенности анатомии и физиологии грызунов.

По составу систем внутренних органов грызуны не имеют особых качественных отличий от других млекопитающих. Особенности анатомии грызунов имеют количественный характер и заключаются в относительном развитии некоторых органов и интенсивности их функционирования. Определяющими факторами специфики являются мелкие размеры и растительноядность грызунов.

Прежде всего, мелкие размеры определяют особенности энергетического обмена. По сравнению с более крупными млекопитающими грызуны имеют более высокий индекс площади поверхности тела к ее объему, т.е. относительно большую поверхность теплоотдачи. Если у крупных млекопитающих более эффективны механизмы физической терморегуляции (волосяной покров, подкожная жировая клетчатка, сужение кровеносных капилляров кожи), для грызунов они менее достаточны и потери тепла приходится в большей мере компенсировать химическими механизмами за счет более интенсивного расщепления питательных веществ. Все это ведет к большей интенсивности обмена веществ, процессов пищеварения, работы пищеварительной, а также дыхательной и кровеносной систем у грызунов.

Наглядным показателем характера пищеварительной системы служит относительная, к длине тела, длина кишечника. Этот индекс, минимальный для хищников, потребляющих более концентрированную, калорийную и менее объемную животную пищу, составляет около 4-6. У копытных, в связи с их менее калорийной, более объемной, с большим содержанием клетчатки растительной пищей, относительная длина кишечника гораздо больше, на уровне 20-30. У грызунов кишечник неожиданно короткий для вегетарианских животных с индексом 4-10, т.е. лишь немного превышает параметры хищников. Это свидетельствует о высокой интенсивности пищеварения грызунов, способности к быстрому усвоению больших объемов растительной пищи, что обеспечивается тщательным ее измельчением и высокой концентрацией пищеварительных соков. В строении кишечника большинства грызунов (за исключением сонь) характерна сильно развитая слепая кишка, осуществляющая частичное расщепление клетчатки с помощью симбиотических микроорганизмов. Соотношение отделов кишечника связано с характером растительной пищи. Например, у преимущественно семеноядных мышей, в связи с их более калорийным, концентрированным кормом, тонкая кишка составляет более 60% длины кишечника, а слепая кишка – менее 10%. У преимущественно травоядных серых полевок, с их объемной, насыщенной клетчаткой и водой пищей, тонкая кишка составляет не более 45%, а слепая кишка – 17-20% общей длины кишечника. Необходимость поддержания энергетического баланса ведет к очень высокой прожорливости грызунов. Так, серая полевка в сутки способна съедать до 350% массы зеленой растительности относительно собственной массы, тогда как крупные копытные съедают не более 10%.

Об интенсивности работы кровеносной и дыхательной системы, связанной с высоким уровнем обмена веществ грызунов свидетельствует то, что частота сердцебиения у них в 5-7 раз, а частота дыхательных движений в 8-10 раз превосходит таковые у крупных млекопитающих.

Выделительная система грызунов также отличается интенсивностью и действия. Многие грызуны хорошо приспособлены к условиям водного дефицита, а некоторые способны полностью обходиться без питьевой воды, получая необходимую влагу с зеленой растительностью. Почки грызунов эффективно экономят воду, вырабатывая ограниченные объемы высоко концентрированной мочи. У некоторых пустынных грызунов концентрация солей в моче в 15-17 раз выше обычного для млекопитающих уровня.

Главной особенностью центральной нервной системы грызунов является относительно примитивное строение головного мозга. Кора полушарий переднего мозга у них сравнительно гладкая, с развитыми основными бороздами, но без мелких извилин. Относительно малая поверхность коры ограничивает возможности высшей нервной деятельности грызунов. В различных экспериментах по оценке способностей к обучению, запоминанию, умозаключениям, большинство грызунов уступают копытным, хищным, не говоря о приматах. Тем не менее, среди грызунов встречаются весьма «сообразительные» представители, как, например, крысы.

Среди чувств у грызунов наиболее развиты слух и обоняние. Грызуны воспринимают широкий, несколько смещенный в высокочастотную область диапазон звуков; чутко улавливают сигналы об угрозе хищников, коммуникационные сигналы особей своего вида. По остроте обоняния грызуны уступают некоторым хищникам, но значительно превосходят человека. Запаховые метки очень распространены в коммуникации грызунов. В отношении остроты зрения грызуны, особенно мелкие, сравнительно близоруки. Если у средних грызунов она достигает порядка сотни метров, то у мелких – ограничивается десятком метров. Цветовое зрение у грызунов, как и у большинства других млекопитающих, развито слабо.

Строение мужской половой системы грызунов вполне обычно для млекопитающих, тогда как в строении женской половой системы есть особенности, связанные с быстрым размножением и высокой плодовитостью грызунов. Цикл созревания яйцеклеток и выделения их из яичников (овуляция) проходит очень быстро. Интервалы между циклами, определяемыми функционированием желтых тел – эндокринных желез на поверхности яичника, весьма коротки, что способствует интенсивности размножения. Оплодотворенные в парных яйцеводах (фаллопиевых трубах) яйцеклетки спускаются в более или менее непарный яйцевод – матку, где встраиваются в определенные участки стенки матки, образуя плаценту, через которую идет обмен веществ между развивающимися эмбрионами и материнским организмом. У млекопитающих встречаются различные степени соединения рукавов матки (цельная, двурогая, двураздельная). Для грызунов характерна двураздельная матка, в которой одновременно может развиваться большее количество эмбрионов. Быстрое развитие зародышей определяет характерные для самок грызунов краткие сроки беременности.

В состав эндокринной системы, как и у других млекопитающих, входят гипофиз, щитовидная, вилочковая и поджелудочная железы, надпочечники, половые железы. С деятельностью некоторых желез внутренней секреции связана известная реакция физиологического стресса, впервые описанная у мелких грызунов. Стресс – адаптивная реакция напряжения организма, рассчитанная на функционирование в экстремальном режиме. Разнообразные стрессорные факторы среды воспринимаются организмом по нейрогуморальной цепи: центральная нервная система – промежуточный мозг – гипофиз – надпочечники. В ответ на стимулирование кора надпочечников увеличивается (набухает) и выделяет гормон адреналин, усиливающий работу мышечной, кровеносной и дыхательной систем, повышающий уровень углеводного обмена, ускоряющий нервно-рефлекторные реакции, одновременно тормозящий процессы пищеварения. При длительном действии неблагоприятных факторов начинаются реакции физиологического истощения, затрагивающие разные стороны жизнедеятельности, в том числе, размножение. Следует отметить, что у грызунов эти реакции выражены значительно острее, чем у более крупных млекопитающих и человека. В переуплотненных популяциях мелких грызунов нарастающий стресс способен существенно тормозить дальнейшее размножения, вызывая снижение степени оплодотворения, резорбцию (рассасывание) эмбрионов, повышение аномалий в потомстве и другие негативные эффекты. Данное явление рассматривают как механизм саморегуляции численности.

Как все млекопитающие, грызуны – теплокровные животные, способные поддерживать существенно более высокую температуру тела, нежели во внешней среде. Однако, в силу указанных выше особенностей энергетического обмена, температура тела грызунов варьирует в гораздо более широком диапазоне, чем у более крупных млекопитающих и человека. Поэтому грызунов относят к пойкилотермным животным, т.е. животным с непостоянной температурой. В условиях нормальной жизнедеятельности амплитуда колебаний температуры тела грызунов может составлять от +22º до +40ºС. В критических состояниях холодового оцепенения она опускается до уровня + 10-15ºС, а у грызунов, впадающих в глубокую спячку (суслики, сурки), падает до 0ºС. Таким образом, жизнедеятельность грызунов более сильно и непосредственно зависит от внешней среды, нежели у более крупных млекопитающих.