• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.06.2022
Михаил Орлов
41 175

Биологи разобрались в истории электрификации рыб

5.3

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.

Электрический угорь (Electrophorus electricus)
Электрический угорь (Electrophorus electricus) / © Giuseppe Mazza / Автор: Екатерина Лебедева

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.

Электрические разряды рыб могут быть видоспецифичны / © Matthew Arnegard

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 12:12
Игорь Байдов

Не успели утихнуть разговоры об испытании нового британского лазерного оружия, как правительство этой страны выпустило очередной пресс-релиз, в котором рассказало о работе над еще одной установкой против беспилотников. Эксперты считают, что это оружие — альтернатива дорогостоящим ракетам. Стоимость выстрела из него составит чуть больше 10 центов.

Позавчера, 11:04
Ольга Иванова

Умение пользоваться орудиями труда у морских выдр известно давно, однако реальную пользу для их организма измерить непросто. Американские ученые впервые узнали, какие преимущества дает выдрам такой подход. Особенно это касается самок.

3 часа назад
Александр Березин

Миссия NS-25 стала первой после длительной приостановки полетов New Shepard — полностью многоразового суборбитального носителя и корабля. Джефф Безос, владелец Amazon, 24 года назад создавший компанию Blue Origin, некогда планировал, что этот носитель станет базой для серьезной выручки от космического туризма.

Позавчера, 12:12
Игорь Байдов

Не успели утихнуть разговоры об испытании нового британского лазерного оружия, как правительство этой страны выпустило очередной пресс-релиз, в котором рассказало о работе над еще одной установкой против беспилотников. Эксперты считают, что это оружие — альтернатива дорогостоящим ракетам. Стоимость выстрела из него составит чуть больше 10 центов.

Позавчера, 11:04
Ольга Иванова

Умение пользоваться орудиями труда у морских выдр известно давно, однако реальную пользу для их организма измерить непросто. Американские ученые впервые узнали, какие преимущества дает выдрам такой подход. Особенно это касается самок.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: