Японские биологи раскрыли тайну светящейся рыбы, ворующей белок у своей добычи
Исследователи из Университета Тохоку в Японии выяснили, как небольшая тихоокеанская рыба золотой свипер (Parapriacanthus ransonneti) умудряется светиться в темноте, не имея для этого собственных генов. Оказалось, что этот вид использует уникальный эволюционный механизм — клептопротеинизм, буквально похищая светящиеся белки у съеденной добычи.
Молекулярное похищение вместо изменения генома
Золотой свипер — небольшая рыба длиной около 7 сантиметров. Ранее ученые уже знали, что ее свечение связано с употреблением в пищу крошечных ракушковых рачков, известных как «морские светляки» (Cypridina noctiluca). Однако оставалось загадкой, каким образом рыба заставляет эти белки работать внутри своего организма.
С помощью высокоточного секвенирования полного генома авторы исследования доказали, что у рыбы полностью отсутствует ген люциферазы — ключевого фермента, необходимого для запуска химической реакции свечения (биолюминесценции). Также ученые не обнаружили признаков горизонтального переноса генов, при котором чужая ДНК могла бы встроиться в геном свипера.
В обзоре результатов отмечается, что рыба не способна самостоятельно производить светящийся фермент и не хранит инструкций по его созданию в своей ДНК. Вместо этого хищник переваривает пищу особым образом: извлекает из рачков готовый белок люциферазу в неизменном виде и транспортирует его в собственные органы свечения. Поскольку организм рыбы не может синтезировать этот белок сам, ей приходится регулярно охотиться, чтобы «перезаряжать» свои светящиеся органы.
Энергетическая выгода и маскировка
Клептопротеинизм — чрезвычайно редкое явление в дикой природе. На сегодняшний день золотой свипер является единственным известным животным, использующим этот метод заимствования белков. С точки зрения эволюции это очень выгодная стратегия: синтез собственных биолюминесцентных белков требует огромного количества энергии, в то время как свипер фактически передал эту сложную работу на аутсорсинг своей добыче.
Смотрите также:
Сравнение MacBook Neo и обновленного Dell XPS 13: выбор между доступностью и производительностью http://kupidonchik.org/sravnenie-macbook-neo-i-obnovlennogo-dell-xps-13-vyibor-mezhdu-dostupnostyu-i-proizvoditelnostyu/.
Интересности на тему: MSI выпустит портативную игровую консоль Claw 8 AI+ в июне
Классные советы в статье "Искусственный интеллект в умном доме: 8 практических сценариев использования" здесь.
При этом свечение необходимо рыбе вовсе не для привлечения партнеров или охоты, а для защиты от врагов. Этот механизм работает следующим образом:
- В ночное время хищники, находящиеся на глубине, высматривают силуэты рыб, проплывающих выше на фоне лунного света.
- Золотой свипер использует украденный белок для создания свечения в нижней части своего тела (брюшка).
- Этот свет компенсирует тень от тела рыбы, делая ее практически невидимой для хищников снизу. Такой метод маскировки в биологии называют контриллюминацией.
Перспективы открытия
Научная работа, опубликованная в журнале Scientific Reports, доказывает, что живые организмы способны перенимать сложные функции других видов без изменения собственной генетической структуры. В дальнейшем исследователи планируют выяснить, какие именно молекулярные механизмы позволяют золотому свиперу транспортировать и накапливать чужеродный белок, защищая его от разрушения в процессе пищеварения.
