Кошки узнают друг друга по химическому «удостоверению» в моче: разгадана вековая загадка почек

Учёные из Университета Иватэ (Япония) в составе международной группы из Японии, Германии и Испании обнаружили, что кошки могут идентифицировать друг друга по уникальным химическим соединениям в моче — 13 необычным разветвлённым жирным кислотам. Это открытие одновременно объясняет загадку, связанную с особыми жировыми каплями в кошачьих почках, которую учёные не могли разгадать около ста лет. Работа опубликована в журнале Current Biology.

Кошки в значительной мере ориентируются в мире через запахи. Метки мочи дают информацию о другом животном долго после того, как оно ушло. Но здесь возникает биологический парадокс: большинство пахучих молекул со временем испаряются, разлагаются или изменяются. Как тогда метка продолжает нести достоверную информацию о конкретном животном?

Флемен-реакция как ключ к исследованию

Учёные начали с поведенческого вопроса. Сначала они установили, что кошки действительно различают мочу разных особей. Когда одни и те же образцы мочи предъявляли повторно, кошки всё меньше времени тратили на их обнюхивание — классическая реакция привыкания. Но стоило предъявить мочу другой кошки — интерес мгновенно возобновлялся. Более того, сниженный ответ на ранее встреченные образцы сохранялся спустя месяцы: кошки помнят индивидуальные химические сигнатуры надолго.

Особое внимание привлекла флемен-реакция — характерная «странная гримаса» с приоткрытым ртом, которую кошки демонстрируют при обнюхивании мочи. Специальный орган в нёбе — якобсонов орган — позволяет в этот момент анализировать химический состав на молекулярном уровне. Именно эта реакция указала исследователям, что в моче есть что-то специфически важное.

13 жирных кислот, которых не знала наука

Используя хроматографический анализ для разделения компонентов мочи, команда выделила 13 разветвлённых жирных кислот (BFA — branched-chain fatty acids). По данным научной литературы, ни одна из этих конкретных BFA ранее не обнаруживалась в выделениях или секретах млекопитающих — это совершенно новая для науки группа соединений в таком контексте.

Критически важно не просто наличие BFA, а характер их сочетания. У каждой кошки — уникальный профиль: определённая комбинация и соотношение разных жирных кислот. Этот профиль варьирует между особями, но остаётся относительно стабильным при повторных пробах одного животного. Генетика, судя по всему, тоже играет роль в формировании индивидуального профиля.

Когда исследователи создали унифицированный «фон» из прочих липидов мочи и добавили к нему BFA-обогащённую фракцию от другого донора, кошки снова начинали активно нюхать — то есть реагировали именно на изменение BFA-состава, а не на другие различия между образцами.

Вековая загадка почек

Параллельно с BFA исследователи обнаружили, что эти кислоты, по всей видимости, производятся и хранятся в загадочных жировых каплях почечных клеток. Эти капли были описаны в кошачьих почках ещё около ста лет назад, но их функция оставалась совершенно непонятной. Теперь предложена гипотеза: они служат резервуаром для поддержания стабильного уровня BFA в моче, буферируя краткосрочные колебания, связанные с диетой или физиологическим состоянием.

Схожие BFA были найдены у всех изученных представителей семейства кошачьих — в том числе у львов, тигров, леопардов, ягуаров, сервалов, иберийских рысей и кошек-леопардов. Составы различались между видами, но сам принцип сохранялся.

Зачем это нужно науке и практике

Открытие открывает несколько направлений. Во-первых, BFA-профили мочи потенциально могут служить неинвазивным инструментом мониторинга редких диких кошачьих — для идентификации особей без физического контакта с животными. Во-вторых, исследование ставит вопрос о роли «нормальных» накоплений жира в почках животных: отличаются ли они по механизму от патологических жировых накоплений, связанных с хроническими болезнями почек у кошек?

Читайте также: ДНК вымершей американской кошки раскрыла её рацион.

Пока учёные признают: полная «химическая азбука» кошачьего распознавания ещё не расшифрована. Синтетическая смесь из шести репрезентативных BFA работала хуже, чем натуральная фракция — значит, в системе есть что-то ещё. Исследование продолжается.