11.08.2017
Редакция Naked Science

Золотые рыбки способны выживать без кислорода благодаря алкоголю

Переживать зиму в замерзших водоемах рыбам помогает дополнительный набор генов.

gold
©Wikipedia

Золотые рыбки (Carassius auratus) и их более крупные родственники, золотые караси (Carassius carassius), ценятся как декоративные прудовые рыбы в течение многих столетий. Если пруд замерзает зимой, эти рыбы способны выжить даже при небольшом количестве кислорода в воде. Международная группа ученых описала механизм, позволяющий рыбам жить практически без кислорода в течение месяцев.

 

В такие периоды в организме рыбы накапливается большое количество молочной кислоты. Уже в 1980-е годы было известно, что часть этой кислоты со временем преобразуется в этанол, который рыба «выбрасывает» через жабры. Эта способность позволяет организму избежать ацидоза — увеличения кислотности.

 

В первой серии новых экспериментов рыб разделили на четыре группы по 13 особей. Первая группа находилась в воде с обычным уровнем кислорода, вторая испытывала недостаток кислорода в течение дня, третья — в течение недели. Четвертую группу лишили кислорода на неделю, а затем повысили уровень газа до нормального и наблюдали за состоянием рыб еще шесть дней. Во второй части экспериментов участвовали три группы по три особи. Первая группа стала контрольной, рыбы во второй и третьей группах выживали без кислорода при температуре 4°C в течение одного и семи дней соответственно. Затем ученые исследовали образцы скелетной мышечной ткани нескольких погибших рыб. Предыдущие исследования показали, что именно благодаря этой ткани молочная кислота «превращается» в этанол.

 

Ученые обнаружили, что в тканях рыб вырабатываются два типа схожих ферментов, необходимых в процессе переработки глюкозы. Как и у других животных, у карасей и золотых рыбок в этом процессе участвует пируватдегидрогеназный комплекс, состоящий из нескольких ферментов. Он преобразует молекулы пировиноградной кислоты, конечного продукта процесса окисления глюкозы. Однако в условиях недостатка кислорода пировиноградная кислота восстанавливается до молочной кислоты, а ее избыток может отравить рыбу. При кислородном «голодании» организм карасей и золотых рыбок начинает вырабатывать не пируватдегидрогеназу, а другой фермент. Он аналогичен ферменту, который участвует в анаэробном распаде углеводов в клетках дрожжей — пируватдекарбоксилазе. Этот фермент способствует выделению ацетальдегида. С помощью другого фермента, алкогольдегидрогеназы, это соединение преобразуется в этанол. Спирт выделяется через жабры, но часть остается в организме рыбы.

 

Генетический анализ показал, что караси и золотые рыбки обладают двумя «параллельными» наборами генов, связанных с выработкой этих ферментов. Рыбы унаследовали эту особенность от общего предка. По оценкам ученых, дупликация его генома произошла около 8 миллионов лет назад.

 

По словам одного из авторов статьи, в «бескислородные» периоды концентрация этанола в крови карпов может превышать 50 мг на 100 мл. Людям с подобной концентрацией алкоголя в крови в некоторых странах запрещено находиться за рулем автомобиля.

 

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

 

Ранее ученые обнаружили рыбу, живущую на глубине более восьми километров.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

Позавчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Позавчера, 09:29
ФизТех

Переключения магнетиков между спиновыми состояниями могут передавать логический сигнал, и этим процессом можно заменить перенос электронов в современных процессорах. Ученым из МФТИ и их коллегам из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова и Испании впервые удалось зарегистрировать специфический переход соединения железа между состояниями. Это поможет разработать процессоры и устройства памяти с большим отношением производительности к количеству потребляемой энергии.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

Позавчера, 20:00
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Вчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

18 ноября
Ольга Иванова

Группа исследователей из Китая и США выявила дополнительный фактор, который мог способствовать самому крупному вымиранию на планете.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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: