Раскрыт секрет
электрошока
рыб
Общая генетическая основа
электрических органов у
различных рыб обнаружена
американскими учеными.
Оказывается, в ходе эволюции
одни и те же генные
«инструменты» включались
неоднократно для создания
сходных органов у самых
различных видов. Новое
исследование на эту тему
представлено в журнале Science.
Как минимум шесть раз в
истории Земли у рыб возникали
специальные электрические
органы, позволяющие им
ориентироваться, общаться друг
с другом и защищаться от врагов
с помощью разрядов тока.
Однако эти виды рыб столь
далеко отстоят друг от друга, что
появление электрических
органов со времен Дарвина
считается классическим
примером конвергентной
эволюции — формирования
комплекса сходных признаков у
представителей неродственных
групп. Американские ученые
сравнили геном угря, а также
РНК ткани трех других
электрических рыб, и
обнаружили общую
генетическую основу их
«шоковых» органов.
Известно более 300 видов рыб с
электрическими органами — от
всем известных скатов до
экзотических амазонских
электрических угрей
(Electrophorus electricus), клетки
которых генерируют разряды
напряжением до 600 вольт.
Геном последней и
расшифровали исследователи.
Угорь может похвастаться тремя
электрическими органами: два
предназначены для навигации и
поиска добычи, а третий — для
защиты от врагов и парализации
добычи (мелких рыб). Для
человека удар тока этого угря не
смертелен, но очень болезнен.
Электрические органы состоят из
множества пластинок-
электроцитов — уплощённых
мышечных клеток, между
мембранами которых может
генерироваться разность
потенциалов. В организме
электрического угря, например,
имеется 70 столбиков по 6000
электроцитов в каждом. Эти
клетки возникли, скорее всего,
таким образом: сокращение
любой мышцы создает слабое
напряжение. Но 100 миллионов
лет назад различные рыбы стали
усиливать этот электрический
потенциал. «Если лишить
мышечную клетку возможности
сокращаться и изменить
соотношение белков в клеточной
мембране, эти клетки начнут
создавать мощный поток ионов,
текущих сквозь мембраны. А
укладывание электроцитов
столбиком многократно
увеличивает итоговое
напряжение», — рассказывают
авторы исследования Линдси
Трэгер (Lindsay Traeger) и Майкл
Сассмэн (Michael Sussman).
Ученые полностью
расшифровали геном
Electrophorus electricus. Кроме
того, они секвенировали белки
электроцитов и скелетных мышц
двух родственников угря,
гимнотообразных (Sternopygus
macrurusan и Eigenmannia
virescens) и двух других рыб:
слонорыла (Brienomyrus
brachyistius) и электрического
сома (Malapterurus electricus),
родом из Африки. Выяснилось,
что у всех этих животных
усилена экспрессия генов,
отвечающих за прохождение
тока по мышечным клеткам, и
ослаблена — генов,
управляющих преобразованием
электрического стимула в
сокращения мышц. Таким
образом, исследователи
утверждают, что в разные эпохи
истории Земли различные виды
рыб создавали свои
электрические органы с
помощью одного и того же
генетического
«инструментария».
[420x280]