Europeiska mullvadar kan rida ut på hårda vintrar genom att bli upp till 11 % mindre.

Ett team av tyska forskare fann att arten Talpa europaea är en av en handfull som säsongsmässigt krymper sig själva under en process som kallas Dehnels fenomen. Även om denna periodiska förändring har varit känd i mer än 70 år, har de exakta orsakerna bakom den förblivit oklara.

Forskarna har kommit fram till att fenomenet är ett svar på kalla, vintriga temperaturer snarare än brist på mat. Genom att krympa tros djuren ha betydande energibesparingar som gör att de kan utstå den extrema kylan.

Dr Dina Dechmann, seniorförfattaren till forskningen, säger, "Dehnels fenomen erbjuder en unik möjlighet att studera förändringar i hjärnans storlek hos individer, och även om den vanliga näbbmuskan är den klassiska modellen, har det enormt att visa det i andra djur som den europeiska mullvad konsekvenser."

"En krympande och återväxande skalle, tillsammans med hjärnan och andra vävnader, erbjuder betydande möjligheter för framtida tillämpad forskning."

Resultaten av studien publicerades i Royal Society Open Science .

Vad är Dehnels fenomen?

Dehnels fenomen är uppkallat efter professor August Dehnel, som observerade processen som ägde rum i Sorex smuss som bodde i hans hemland Polen 1949. Han såg att skallstorleken på dessa djur varierade efter säsong, blev mindre under vintern och återhämtade sig efteråt.

Fenomenet har sedan dess setts hos ett antal små däggdjur globalt, inklusive tjurar och vesslor. Det verkar vara begränsat till djur som är mycket energiska och inte övervintrar under vintern, vilket innebär att eventuella energibesparingar skulle vara fördelaktiga för dessa däggdjur.

Även om minskningen i storlek sparar energi, kommer det med en kompromiss. Dina säger att fenomenet tidigare har visat sig påverka det kognitiva beteendet hos shrews.

Dessa små gnagare visar några av de mest extrema förändringarna, där skallen krymper med så mycket som en femtedel när djuret närmar sig sin första vinter. Skallen återfår aldrig sin fulla storlek hos näbbar, men kan växa tillbaka ännu större hos andra däggdjur.

De extrema förändringarna i kroppsstorlek har uppmärksammats de senaste åren eftersom de ger möjliga insikter om hur utvecklingen av skelettet och andra vävnader radikalt kan förändras efter att ett djur har vuxit till fullo.

Det finns förhoppningar att detta skulle kunna bidra till att tillhandahålla nya medicinska behandlingar för tillstånd som påverkar tillväxten och hälsan hos mänskliga ben, såväl som andra organ.

"Vi har kollegor som är intresserade av att använda rön om Dehnel's för att hitta sätt att undersöka behandlingar för bland annat neurodegenerativ sjukdom och osteoporos", säger Dina.

"Genom att förse fenomenet med en bredare taxonomisk grund, är det mer sannolikt att den här forskningen ger resultat, och i slutändan kanske till och med för oss."

Medan Dehnels fenomen har studerats mest hos smuss, är de inte helt väl lämpade som modellorganism. De lever i genomsnitt i 13 månader så går bara igenom processen en gång, vilket gör det svårt att bedöma hur den påverkas av förändrade miljöförhållanden.

Forskarna bakom den aktuella studien vände sig istället till Talpa-mullvadar, som lever i cirka tre år i genomsnitt, för att se om de kunde ge nya insikter om fenomenet.

Vilka mullvadar kan krympa sina skallar?

Forskare undersökte två arter av mullvad, vilka preliminära studier antydde kan krympa säsongsmässigt. Dessa var den europeiska mullvad som finns över hela kontinenten från Storbritannien till delar av Ryssland, och den spanska mullvad som finns i Spanien och Portugal.

Eftersom båda mullvadarna lever i olika klimat, förutspådde forskarna att medan europeiska mullvadar skulle bli mindre under vintern när förhållandena var som svårast, skulle spanska mullvadar istället bli mindre på sommaren till följd av den extrema värmen.

Skallarna från mullvadar som hölls i museisamlingar i Spanien och Tjeckien, tidigare Tjeckien, mättes och bands till den tid på året de samlades in, vilket gjorde det möjligt för forskare att observera hur kroppsstorlekar förändrades över tiden.

De fann att den europeiska mullvadens huvud krymper med 11 % fram till november under deras första levnadsår, och växer tillbaka med 4 % under våren och sommaren. Ett liknande mönster observerades året därpå, dock i mycket mindre grad.

Storleken på den spanska mullvadens skalle förändrades dock inte nämnvärt under hela året, även när resurserna var mer knappa. Även om resurser kan spela en viss roll, drog forskarna slutsatsen att Dehnels fenomen är kopplat till förekomsten av kalla temperaturer.

De drog också slutsatsen att fenomenet inträffar oberoende av mullvadarnas biologiska utveckling, eftersom mullvadar i olika åldrar visade liknande förändringar när de upplevde kalla temperaturer.

Forskarna hoppas kunna fortsätta sin forskning genom att utvärdera Dehnels fenomen hos levande djur, samt undersöka hur det utvecklats.

"Jag vill arbeta med levande mullvadar nu för att undersöka hur hjärnan och dess regioner förändras över tiden som en del av en återfångningsstudie", förklarar Dina. "Jag kommer också att fortsätta att arbeta med kollegor som arbetar med genomik, metabolomik och proteomik för att jämföra mullvadar med smuss."

"När det är sagt, jag vill fortfarande verkligen förstå mer i detalj hur mullvadarnas beteende och energi påverkas av detta fenomen, och hur detta kommer att påverkas av klimatförändringarna." + Utforska vidare

Krympa istället för att växa:Hur näbbmussorna överlever vintern