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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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