December 27th, 2015

Батраси

Флуоресценция угря как порождение мозга

Эта чудесная фотография, сделанная в январе 2011 года у острова Малый Кайман в Карибском море во время изучения биофлуоресцентных кораллов, впервые запечатлела светящееся позвоночное животное в его естественной среде обитания. Этим животным, как видите, стал угорь. На тот момент науке уже было известно о способности к флуоресценции японского речного угря Anguilla japonica, знакомого многим в качестве начинки для суши. Но он оставался тогда единственным известным позвоночным с данной сверхспособностью. И в Карибском море японских угрей не водится. Невозмутимо проплывавший мимо кораллов угорь заинтересовал ученых не на шутку и подвиг их на целую серию экспедиций, в результате которых флуоресценция была открыта у более 180 видов рыб из 50 семейств!



Среди прочих в руки биологов попали два карибских угря – Kaupichthys hyoproroides и другой из того же рода, но неизвестного вида, возможно, нового для науки, хотя его состояние не позволило составить описание. Анализ тканей выявил флуоресценцию в мышцах и коже угрей, а отвечающий за нее белок оказался схож с аналогичным белком UnaG японского угря, который светится слабым зеленым светом при связывании с билирубином. Белок каупихтисов тоже нуждается в билирубине для флуоресценции, только отличается от японского строением ключевого участка, наличие которого определяет саму способность светиться. Но самое интересное – этому белку нашелся родственник, работающий у большинства позвоночных… в мозгах! Там он занимается тем, что связывает жирные кислоты, транспортирует их, а также, возможно, помогает юным нейрончикам мигрировать и встраиваться в корковые слои.

Флуоресцентный белок мышц и кожи произошел от мозгового в результате нескольких генных дупликаций, объясняют ученые. Когда гены дуплицируются, возникают копии, которые могут накапливать мутации и становиться новыми генами, с новыми функциями. Две такие дупликации, по расчетам специалистов, случились в промежуток от 450 до 300 млн лет назад у общего предка челюстноротых позвоночных. Третья же произошла значительно позже у общего предка угрей, что привело к появлению разных вариантов флуоресцентного белка. Вообще, отбор благоволил флуоресценции – как только бывший мозговой ген приобрел способность продуцировать светящийся белок, он стал распространяться в популяциях предковых угрей как сумасшедший.

Зачем угрям нужна флуоресценция – другой вопрос. Возможно, она служит для коммуникации, предупреждения хищников или привлечения добычи. Или же она помогает угрям в размножении. Рассказывают, что в Индонезии видели, как в полнолуние угри, обычно живущие затворниками у коралловых рифов и прячущиеся в копнах морской травы, выходили десятками на брачную церемонию, во время которой купались в лунном сиянии, словно ундины, и источали ослепительно-зеленый свет, нашептывая колядки. Что-то такое ученые хотели бы увидеть своими глазами. Быть может, лунный свет стимулирует флуоресцентные белки, делая угрей более заметными для потенциальных суженых, говорят они.

По материалам: Live Science. Фото: Jim Hellemn
Научная статья: PLoS ONE (Gruber et al., 2015)