Черноперата ледена риба (Chaenocephalus aceratus) и нейните братовчеди Channichthyidae, обитаващи антарктическите морета, са единствените гръбначни животни, които нямат функциониращи червени кръвни клетки, които обикновено са отговорни за транспортирането на кислород в организма.
Те плуват в тъмната вода при температури под 0 градуса по Целзий и нямат хемоглобин - протеинът в червените кръвни клетки.
За да компенсират това, ледените риби развиват огромно сърце, усъвършенствана съдова система и започват да произвеждат противозамръзващи или антифриз гликопротеини*, за да намалят вътрешната температура на замръзване.
*Противозамръзващите протеини (antifreeze proteins - AFP) или структуриращите леда протеини се отнасят до клас от полипептиди, произведени от определени животни, растения, гъбички и бактерии, които позволяват тяхното оцеляване в среда с отрицателни температури. AFP се свързват с малки ледени кристали, за да потиснат растежа и рекристализацията на лед, което би било фатално.
Сега учените са успели да анализират генома на тези риби, за да разберат защо са се развили тези екстремни адаптации, разказва ScienceAlert
Статията е публикувана в списание Nature Ecology & Evolution .
Изследователи от Корейския полярен изследователски институт установиха, че подразреда на ледените риби, Notothenioidei, се отклоняват от линията на бодливките преди близо 77 милиона години. Използвайки сравнителната геномика, учените успяха да определят количествено промените.
Antarctic blackfin icefish genome reveals adaptations to extreme environments, Bo-Mi Kim et al.
По времето, когато температурата в Антарктика е достигнала -1.9 градуса по Целзий, преди около 10-14 милиона години, ледените риби, нототениоидите, започват да се диверсифицират, като произвеждат толерантни на студа адаптации.
"Нашите резултати показват, че гените, които участват в защитата от увреждания от замръзване, включително гени, кодиращи антифриз-гликопротеин и протеините в zona pellucida*, са силно разширени в генома на ледената риба", пишат изследователите в своя доклад.
*zona pellucida - гликопротеиновата обвивка около плазмената мембрана на яйцеклетката.
"Освен това, гените, кодиращи ензимите, които помагат да се контролират клетъчните окислително-редукционни реакции, .. се разширяват, вероятно като еволюционни адаптации към относително високата концентрация на кислород, разтворен в студените антарктически води."
Антифриз протеините защитават организмите, а устойчивите на лед и студ яйчни протеини пазят още неизлюпените малки.
Анализът също така показа, че някои от гените на циркадния регулатор са били заличени в ледената риба. Това предполага, че цикълът ден-нощ в Антарктида - където Слънцето никога не залязва през лятото, нито се издига през зимата - ограничава полезността на циркадното регулиране.
Тъй като рибите не използват гените на циркадния ритъм, натискът на подбора да се запазят вероятно е отслабен, позволявайки на гените да се разграждат чрез мутации с течение на времето.
Ще са нужни по-нататъшни изследвания, за да се провери - дали наистина липсват при тези ледени риби поведения, съгласувани по цикъла ден-нощ в сравнение с други същества, които живеят в зоните на океана, които са толкова дълбоки, че не прониква слънчева светлина.
Всички открития за тези загадъчни ледени риби ще помогнат да разберем по-добре как животът успява да се приспособи дори към най-тежките и негостоприемни среди.
„Геномът от черноперата ледена риба (Chaenocephalus aceratus) осигурява елегантен естествен модел, който улеснява изследването на геномните приноси за широк спектър от еволюционни, екологични, метаболитни и биохимични характеристики на антарктическите риби, докато те се адаптират към екстремни ниски температури, високи нива на кислород и силно колебаеща се продължителност на светлата част на деня в Антарктика”, пишат изследователите в своя доклад.
"Наличието на секвениран геном на ледената риба ще ускори разбирането ни за адаптацията към екстремната антарктическа среда".
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари