Розкрито секрет електрошоку риб, фото
Виявляється , в ході еволюції одні й ті ж генні "інструменти" включалися неодноразово для створення схожих органів у самих різних видів . Нове дослідження на цю тему представлено в журналі Science.
Як мінімум шість разів в історії Землі у риб виникали спеціальні електричні органи , що дозволяють їм орієнтуватися , спілкуватися один з одним і захищатися від ворогів за допомогою розрядів струму. Однак ці види риб настільки далеко стоять один від одного , що поява електричних органів з часів Дарвіна вважається класичним прикладом конвергентної еволюції – формування комплексу подібних ознак у представників неспоріднених груп . Американські вчені порівняли геном вугра , а також РНК тканини трьох інших електричних риб , і виявили загальну генетичну основу їх " шокових " органів .
Відомо більше 300 видів риб з електричними органами – від всім відомих скатів до екзотичних амазонських електричних вугрів ( Electrophorus electricus ) , клітини яких генерують розряди напругою до 600 вольт. Геном останнього і розшифрували дослідники. Вугор може похвалитися трьома електричними органами : два призначені для навігації і пошуку видобутку , а третій – для захисту від ворогів і паралізації видобутку (дрібних риб). Для людини удар струму цього вугра не смертельний , але дуже болючий.
Електричні органи складаються з безлічі пластинок – електроцитів – сплощених м'язових клітин , між мембранами яких може генеруватися різниця потенціалів. В організмі електричного вугра , наприклад, є 70 стовпчиків по 6000 електроцитів в кожному. Ці клітини виникли , швидше за все , таким чином : скорочення будь-якого м'яза створює слабку напругу . Але 100 мільйонів років тому різні риби стали посилювати цей електричний потенціал. " Якщо позбавити м'язову клітину можливості скорочуватися і змінити співвідношення білків у клітинній мембрані , ці клітини почнуть створювати потужний потік іонів крізь мембрани. А вкладання електроцитів стовпчиком багаторазово збільшує підсумкову напругу " , – розповідають автори дослідження Ліндсі Трегер ( Lindsay Traeger ) і Майкл Сассмен ( Michael Sussman ) .
Вчені повністю розшифрували геном Electrophorus electricus . Крім того , вони секвенували білки електроцитів і скелетних м'язів двох родичів вугра , гімнотообразних ( Sternopygus macrurusan і Eigenmannia virescens ) і двох інших риб: слонорила ( Brienomyrus brachyistius ) і електричного сома ( Malapterurus electricus ), родом з Африки. З'ясувалося , що у всіх цих тварин посилена експресія генів, що відповідають за проходження струму по м'язовим клітинам , і ослаблена – генів , що керують перетворенням електричного стимулу в скорочення м'язів. Таким чином дослідники стверджують , що в різні епохи історії Землі різні види риб створювали свої електричні органи за допомогою одного і того ж генетичного " інструментарію ".
Тим часом в Китаї знайдені рештки риби, які здатні змінити уявлення про еволюцію.