Биология

Прочитан геном рыбы, живущей при температуре ниже нуля

Крокодиловая белокровка

uwe kils/Wikimedia Commons

Биологи прочитали полный геном антарктической рыбы крокодиловой белокровки, которая обитает в воде с отрицательной температурой. В результате ученым удалось разобраться в том, как она адаптируется к жизни в экстремальной среде обитания. Результаты опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.

Крокодиловая белокровка (Chaenocephalus aceratus) — это морская рыба, обитающая у берегов Западной Антарктики, единственный вид своего рода. Вырастает до 77 сантиметров в длину, встречается на глубинах до 770 метров при температуре около -1°C. Как и все 25 представителей семейства белокровных рыб, она лишена чешуи на теле и обладает уникальной среди всех позвоночных «белой» кровью, не содержащей гемоглобина и красных кровяных телец. Также у нее непропорционально большое сердце и низкая минерализация костей, а в крови содержатся специальные вещества, предотвращающие ее замерзание.

В новом исследовании международный коллектив из 22 ученых опубликовал полный анализ генома крокодиловой белокровки, в котором оказалось 30 773 кодирующих белки гена. Анализ показал, что предки белокровки отделились от корюшковых 77 миллионов лет назад. Последующая эволюция привела к значительным изменениями, в том числе многочисленным утратам генов. В частности, полностью исчезли гены гемоглобина — белка, переносящего кислород в организме абсолютного большинства позвоночных. Также у этих рыб нет генов, связанных с циркадными ритмами, так как они живут за полярным кругом, где смена освещения не соответствует периодичности, характерной для других частей планеты. Вместе с тем появились адаптации, помогающие рыбам выживать в холодной воде, такие как гены, кодирующие гликопротеины, — они понижают температуру замерзания жидкости при растворении в ней. Еще одной адаптацией оказалось увеличенное количество последовательностей, управляющих окислительно-восстановительным балансом в клетках. Авторы считают, что это связано с повышенной концентрацией кислорода в холодной воде, который может повредить живые ткани.

Ученые отмечают, что необходимы дополнительные исследования, которые должны проверить, действительно ли у этих рыб отсутствуют суточные ритмы активности. Также биологи отмечают, что нормальные для данной рыбы свойства, такие как хрупкие кости и отсутствие некоторых типов кровяных клеток, являются признаками некоторых болезней у людей. Если исследователям удастся понять, как рыба смогла обратить эти потенциально нежелательные признаки себе на пользу, то это может улучшить и способы лечения человеческих недугов.

«Геном крокодиловой белокровки является удачной естественной моделью для углубления исследований вклада генов в широкий диапазон эволюционных, экологических, метаболических, биохимических и связанных с развитием аспектов антарктических рыб, так как они адаптированы к экстремально низким температурам, высокому уровню кислорода и значительно меняющейся продолжительности светового дня, — пишут авторы в статье. — Доступность полного генома белокровки ускорит наше понимание адаптаций к экстремальным условиям Антарктики».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.