Американские ученые выяснили, что у электрических угрей и скатов появилась способность генерировать ток благодаря изменениям на коротком участке одного из генов, говорится в издании Science Advances.
Существует свыше 300 видов электрических рыб. Они используют ток в разных целях – для охоты, защиты от хищников и обмена сигналами. Способность генерировать электричество есть и у морских, и у пресноводных рыб. При этом разряды вторых мощнее, поскольку пресная вода хуже проводит электричество, а значит энергии требуется больше.
Для создания электрических органов эволюция воспользовалась особенностью генетики водных обитателей. Все рыбы имеют дублированные версии одного и того же гена, который производит натриевые каналы – специальные белки, заставляющие мышцы сокращаться. Один дубликат такого гена в мышцах у электрических рыб отключается и включается в других клетках. Таким образом, крошечные «двигатели» перепрофилируются для производства электрических сигналов, в результате этого возникает новый орган.
Новое исследование, проводившееся учеными из Университета Техаса в Остине и Мичиганского государственного университета, помогло найти короткий участок гена, который контролирует клетку, где он экспрессируется. Выяснилось, что у электрических рыб эта контрольная область либо изменена, либо вообще отсутствует.
Электрические рыбы обитают в Африке и Южной Америке. Исследователи обнаружили, что у африканской группы в контрольной области происходили мутации, а у южноамериканской она была полностью утрачена. В результате электрические органы появились у рыб с разных континентов благодаря потере экспрессии гена натриевого канала в мышцах – хотя и разными путями.
Как заявили исследователи, значение их открытия выходит за рамки эволюции электрических рыб. Поскольку описанная контрольная область есть у большинства позвоночных, в том числе у человека. Теперь ученым предстоит выяснить, насколько велика вариация данного участка гена у здоровых людей и могут ли мутации в нем привести к болезням.
Ранее сообщалось, что исследователи из Объединенных Арабских Эмиратов обнаружили в Персидской заливе новый вид морских скатов. Животные отличаются особой полосатой бледно-голубой окраской.