Генетичний "код відродження": сенсаційне відкриття вчених про адаптацію риб

Кожного року ці риби гинуть з разом з літнім пересиханням озер, а нове покоління відроджується з настанням сезону дощів завдяки специфічним "генам анабіозу".

Вчені виявили у африканського бірюзового кіліфіша (Nothobranchius furzeri), рибок, що мешкають в озерах Зімбабве та Мозамбіку, особливі гени, які дозволяють їхнім ембріонам переходити у стан анабіозу, щоб пережити щорічну посуху. В такому стані, який ще називають діапаузою, ікринки перебувають близько восьми місяців.

Про це пише Science Daily.

Результати генетичного дослідження кіліфішей показали, що рибки розвинули здатність переходити у стан анабіозу лище 18 мільйонів років тому шляхом кооптації дуже давніх генів. Це означає, що у генів, які виникли приблизно 473 мільйони років тому, під селективним тиском в процесі еволюції з'явилися нові функції.

Дослідники стверджують, що аналогічний механізм адаптації у боротьбі за виживання розвинувся і в інших живих істот, які можуть впадати в анабіоз, наприклад, мишей.

"Вся програма схожа на день і ніч – є життя в нормальному стані і життя в стані діапаузи, і те, як це сталося, сталося шляхом перетасування або перепідключення регуляторної області цілого набору генів", – розповіла провідна авторка дослідження, молекулярний біолог Енн Брюне зі Стенфордського університету.

Вчені зазначили, що кіліфіши відмінно пристосувалися до умов існування в африканських озерах, які влітку повністю зникають і знов наповнюються водою з настанням сезону дощів. Мальки кіліфішей дуже швидко дорослішають і активно розмножуються. Їхній життєвий цикл складає лише пів року, навіть у неволі. Ікра риб залишається у сухому грунті, а ембріони переходять у стан анабіозу і оживають, як тільки знов опиняються у водному середовищі наступного року.

Ембріональна діапауза у цього виду риб відрізняється від такої в інших видів своєю екстремальністю. Дослідження виявили, що ембріони кіліфішей зберігають життєздатність у лабораторних умовах до двох років, хоча у природі пауза зазвичай триває не більше восьми місяців. Крім того, ембріони кіліфішей переходять в анабіоз на пізніших стадіях розвитку ніж інші види живих істот, які мають таку властивість.

"Вони знаходяться приблизно в середині розвитку, і багато органів вже сформовані на цій стадії — у них є мозок і серце, що вже б'ється. В анабіозі серце припиняє битися, а потім оживає. Це єдиний відомий нам вид хребетних, який може піддаватися діапаузі на такому пізньому етапі розвитку", — пояснив соавтор дослідження Парам Прія Сінгх із Каліфорнійського університету.

Дослідники з'ясували, що гени, які кодують здатність переходити у стан анабіозу, відповідають також за ліпідний обмін в організмі риб. Це наштовхнуло їх на думку, що саме синтез певних видів ліпідів забезпечує тривале зберігання життєздатності у стані діапаузи.

"Під час діапаузи у них, мабуть, набагато вищий рівень тригліцеридів та жирних кислот з дуже довгим ланцюгом, які є формами зберігання та, можливо, також сприяють довгостроковому захисту мембран організму", – пояснила Енн Брюне.

Саме в напрямку вивчення впливу ліпідного обміну на стан анабіозу вчені планують продовжити свої дослідження.

Нагадаємо, вчені розкрили таємницю динозаврів Юрського періоду. Дослідники стверджують, що деякі динозаври могли стати теплокровними близько 180 мільйонів років тому, щоб пристосуватися до змін клімату.