Спільна генетична основа електричних органів у різних риб виявлена американськими вченими. Виявляється, у ході еволюції одні й ті ж генні «інструменти» включалися неодноразово для створення схожих органів у 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 спільну генетичну основу їхніх «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 останньої й розшифрували дослідники. Вугор може похвалитися трьома електричними органами: два призначені для навігації і пошуку видобутку, а третій - для захисту від ворогів і паралізації здобичі (дрібних риб). Для людини удар струму цього вугра не смертельний, але дуже хворобливий.
Електричні органи складаються з безлічі пластинок-електроцитів - м'язових клітин, між мембранами яких може генеруватися різниця потенціалів. В організмі електричного вугра, наприклад, є 70 стовпчиків по 6 тисяч електроцитів у 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, які протікають 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, гімнотоподібних (Sternopygus macrurusan і Eigenmannia virescens) і двох інших риб: слонорила (Brienomyrus brachyistius) і електричного сома (Malapterurus electricus), що родом з Африки. З'ясувалося, що у всіх цих тварин посилена експресія генів, що відповідають за проходження струму по м'язових клітинах, і ослаблена генів, які керують перетворенням електричного стимулу у 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». Корреспондент.net, 28.06.2014, 14:23
Немає коментарів:
Дописати коментар