Биологи выяснили, как колюшка борется с ленточными червями
Примерно 12 тысяч лет назад исходно морские колюшки перешли к жизни в реках и озерах, где столкнулись с новыми паразитами — ленточными червями. Для борьбы с ними разные популяции рыб избрали различные стратегии, в том числе образование огромного рубца. В новой статье для Science биологи рассказали об этом подробнее.
Некогда предки современной трехиглой колюшки Gasterosteus aculeatus обитали исключительно в морской воде. Однако примерно 12 тысяч лет назад они начали также осваивать пресноводные экосистемы — главным образом озера на севере Америки и Евразии. Смена места жительства сопровождалась трудностями: ко всему прочему рыб начали заражать ленточные черви Schistocephalus solidus. Это очень крупный паразит, вес которого достигает трети от веса самой рыбы.
Некоторые популяции колюшки вскоре развили особый защитный механизм. При попадании в организм червя у рыбы начинается резкий иммунный ответ, в результате чего вокруг него возникает рубец, изолирующий паразита и препятствующий его дальнейшему росту. В то же время колюшки из других популяций не реагировали на заражение настолько резко: у них рубцовой ткани образуется немного или не образуется вовсе.
И те, и другие популяции живут по соседству, порой всего в нескольких километрах друг от друга, так что биологи долгое время не могли понять, почему они столь сильно отличаются по этому признаку.
«Мы наблюдаем это на Аляске, в Британской Колумбии. Наши коллеги заметили это в Скандинавии», — рассказал Дэн Болник (Dan Bolnick) из Университета Коннектикута (США), один из авторов новой статьи в лидирующем научном журнале Science.
Биологи решили основательно разобраться с этим вопросом на примере G. aculeatus из двух озер, расположенных на острове Ванкувер (Канада).
Населяющие два водоема популяции чрезвычайно похожи, за исключением того, что в одной рыбы отвечают на заражение червем сильным рубцеванием, а для другой это нехарактерно. А еще самки из первого озера гораздо хуже размножаются — видимо, им мешает огромный рубец в брюхе.
Исследователи заинтересовались, какие гены связаны с таким различием. Однако, если бы они просто сравнивали последовательности ДНК двух популяций, то, скорее всего, им пришлось бы иметь дело с огромным множеством генов, не имеющих отношения к рубцеванию. Поэтому ученые поступили иначе.
Для начала они выловили и скрестили колюшек из двух разных озер — полученное потомство оказалось вполне однообразно. После этого ученые провели еще один раунд скрещиваний и получили гибридов второго поколения — «внуков» диких рыб. Они уже имели множество сочетаний генов и демонстрировали разнообразие признаков.
Именно второе поколение гибридов ученые заразили ленточными червями. Спустя определенное время у колюшек оценили размер рубцовой ткани, а заодно активность генов.
Авторам удалось ограничить круг генов, ответственных за реакцию на паразита. Среди наиболее активных оказался тот ген, что регулирует образование рубцов у лабораторной мыши. Это может показаться странным, но в действительности иммунная система всех позвоночных работает схожим образом, а формированием рубцовой ткани управляет именно иммунный ответ.
Оказалось, у колюшек со слабым рубцеванием данный ген недавно мутировал. Авторы считают, что это связано с естественным отбором, который отдавал предпочтение рыбам, способным просто «терпеть» паразита, а не изолировать его рубцом.
Значение новой статьи не ограничивается колюшкой и вообще рыбами. В действительности она посвящена взаимодействиям паразита и хозяина, а также иммунитету животных.
«Это одна из тех редких статей, которая создавалась одновременно в природе и в лаборатории и показала, насколько дорого порой может стоить приспособление вида к паразиту», — подвел итог профессор Болник.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
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.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
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.
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