Молоко млекопитающих давно считается ключом к выживанию детёнышей, но новое исследование показало, что у серых тюленей этот механизм доведён до удивительной сложности. Оказалось, что их молоко содержит сотни уникальных сахаров, многие из которых ранее никогда не описывались наукой. Эти соединения не только питают, но и активно защищают потомство в суровых условиях океана. Об этом сообщает Earth.
Почему молоко серых тюленей удивило учёных
Серые тюлени кормят детёнышей всего около 17 дней — крайне короткий срок по меркам млекопитающих. За это время щенки должны быстро набрать массу, укрепить иммунитет и подготовиться к жизни в холодной морской среде. Такое давление эволюции привело к формированию молока с необычайно богатым химическим составом.
Исследователи долго считали, что по сложности молочных сахаров человеческое молоко не имеет аналогов. Однако анализ молока серых тюленей поставил это представление под сомнение.
"Мы обнаружили 332 различных молекулы сахаров, тогда как в грудном молоке человека их около 250. При этом две трети этих молекул ранее вообще не были известны науке", — рассказал старший преподаватель биоинформатики Гётеборгского университета Даниэль Боджар.
Сахара, которых раньше не существовало в каталогах
Часть выявленных молекул оказалась рекордно крупной — до 28 сахарных единиц в одной цепи. Для сравнения, самые большие известные сахара в грудном молоке человека достигают примерно 18 единиц. Некоторые соединения содержат редкие типы связей и сульфатные группы, которые могут напрямую влиять на работу иммунных клеток.
По структуре этот "сахарный профиль" оказался ближе к человеческому молоку, чем к молоку большинства наземных млекопитающих, включая сельскохозяйственных животных.
Как меняется молоко за время кормления
Учёные наблюдали одних и тех же самок на протяжении всего периода лактации. Это позволило проследить, как состав молока меняется буквально по дням.
В первые дни преобладают сахара, связанные с быстрой иммунной защитой. Позже появляются более крупные и сложные молекулы, которые, вероятно, помогают тонко настраивать иммунную систему и микрофлору кишечника детёнышей.
"Впервые мы смогли отследить изменения молочных сахаров у дикого млекопитающего на протяжении всего периода лактации", — отметил Боджар.
Иммунная защита на молекулярном уровне
Многие из обнаруженных сахаров взаимодействуют с иммунными белками. Одни связываются с поверхностью вирусов и бактерий, другие влияют на сигнальные пути иммунных клеток.
В лабораторных экспериментах часть новых сахаров протестировали на иммунных клетках человека. Результаты показали, что даже минимальные различия в структуре молекул могут вызывать совершенно разные реакции — от подавления воспаления до усиления защитных сигналов.
"Мы увидели, что эти сахара способны тонко регулировать реакцию иммунных клеток на различные угрозы", — пояснил Даниэль Боджар.
Борьба с бактериями без антибиотиков
Особый интерес вызвало воздействие тюленьих сахаров на бактерии, образующие биоплёнки. Эти структуры делают микробы устойчивыми к лечению и часто становятся причиной хронических инфекций.
Сахара серых тюленей нарушали формирование биоплёнок у таких бактерий, как стафилококки и клебсиеллы, не убивая их напрямую. Это важно, поскольку такой механизм снижает риск развития устойчивости, в отличие от классических антибиотиков.
Сравнение: молоко серых тюленей и человека
По разнообразию и сложности сахаров молоко серых тюленей не уступает человеческому, а по некоторым параметрам даже превосходит его. При этом у коровьего и козьего молока подобного разнообразия не обнаружено, что подчёркивает уникальность диких видов.
Плюсы и минусы такого состава
Экстремально сложный состав молока даёт серьёзные преимущества, но формируется ценой огромных энергетических затрат для самки.
- Плюсы: мощная иммунная защита, быстрая адаптация детёнышей, защита от бактерий.
- Минусы: высокая нагрузка на организм матери, короткий период лактации.
Популярные вопросы о молоке серых тюленей
Сколько сахаров содержится в этом молоке?
Учёные идентифицировали 332 разные молекулы сахаров.
Чем они отличаются от человеческих?
Многие крупнее, сложнее и ранее не встречались ни у одного изученного вида.
Есть ли практическая польза для человека?
Да, такие сахара могут вдохновить новые подходы в медицине и питании.
