Биологи разобрались в истории электрификации рыб
Способные создавать электрический разряд рыбы используют для этого особый орган. Биологи разобрались с его эволюцией и выяснили, что «рыбье электричество» возникло независимо у разных групп животных благодаря удвоению гена натриевого канала, который исходно работал в мышцах.
Электрические скаты, угри и сомы принадлежат к очень непохожим группам рыб и живут в разных уголках Земли. Однако их объединяет грозное оружие: они и некоторые другие рыбы умеют создавать сильные разряды. Так, электрические скаты (род Torpedo) вырабатывают напряжение до 220 вольт, электрический сом (Malapterurus electricus) — вдвое больше.
Электричество собственного производства эти хищники используют, как это ни парадоксально звучит, чтобы глушить рыбу — своих жертв. Однако «рыбий электрошок» также служит для самообороны и тесно связан с органами электрорецепции. Они позволяют многим рыбам (главным образом примитивным) ощущать заряды в окружающей среде. Некоторые успешно сочетают «электрическую разведку» с «электрическим нападением».
В новой статье, опубликованной в журнале Science Advances учеными из Техасского и Мичиганского университетов (США), описана эволюционная история электрического органа и его генетические основы.
Биологи обратились к примеру так называемых слабоэлектрических рыб, которых создают не такие сильные разряды, как знаменитые рыбы-«ударники». Тем не менее они успешно используют электричество, чтобы различать особей своего вида и общаться, находясь в мутной воде и темноте. Это так называемые мормиры (Mormyroidea) из Африки и гимноты (Gymnotiformes) из Южной Америки. Ученые разобрались в их эволюционном прошлом и выяснили, что электрические органы двух этих групп имеют очень похожую историю.
Оказывается, основой для «рыбьего электричества» стали натриевые каналы — мембранные белки, которые избирательно и в ответ на особый сигнал пропускают ионы натрия. Обычно они находятся в мышцах и заставляют их сокращаться. Точнее, все дело здесь в соответствующих генах, которые у всех рыб удвоены, то есть представлены двумя копиями. В процессе эволюции электрических рыб одна из копий гена натриевого канала в некоторых мышечных тканях перестала функционировать. Однако затем она вновь заработала, так сказать, на всю мощность — уже в электрическом органе, который как раз представляет собой видоизмененные мышцы.
Потрясающее изобретение эволюции объясняется изменением регуляции генов. Согласно новой статье, оно связано с конкретным участком аминокислотной последовательности натриевого канала длиной около 20 «букв», который может изменяться или даже исчезнуть из белка.
«Это просто поразительно, поскольку мы видим, как маленькое изменение в гене может полностью изменить то, где именно он активен», — отметил Гарольд Зэкон (Harold Zakon), профессор нейробиологии из Техасского университета и руководитель исследования. Он также подчеркнул, что для рыб было особенно важно «развести» регуляцию двух копий гена в мышцах и электрическом органе, сделать их независимыми. В противном случае рыбы повреждали бы собственные мышцы.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии