Електричеството помага на рибите да полетят

Накратко: Генетични промени в електрическите сигнали, контролиращи притока на калиеви йони в клетките, позволяват на летящите риби да увеличат размера на перките си. Този механизъм улеснява развитието на крила за плъзгане във въздуха, без да променя общия размер на тялото на рибата.

Перките на летящите риби се разстилат като крила, позволявайки им да се издигат и носят във въздуха на стотици метри.

Летящите риби (Exocoetidae) може да са се издигнали във въздуха, когато еволюцията е започнала да променя електрическите сигнали, контролиращи размера на техните перки. Това откритие предполага съществуването на неизвестен досега механизъм, чрез който животните могат да променят относителния размер на определени части на тялото си.

„Как органите и тъканите знаят кога да спрат да растат при определен размер и да спрат до там е голяма загадка“, казва Джейк Дайн от Североизточния университет в Масачузетс. Това мащабиране, известно като алометрия, също е ключов двигател на еволюционните промени.
Зашеметяващите вариации на перките на костните риби са класически пример, от извиващите се воали на тропическите риби бети (Betta) до късите и дебели придатъци на скумрията.

Но най-драматичните от всички са крилата на летящите риби, които позволяват на някои видове да скачат от морската повърхност и да се плъзгат на 400 метра по въздуха, дължина колкото на осем олимпийски басейна. Това помага на рибите да избягват подводните хищници – тактика, толкова успешна, че се е развила независимо няколко пъти при различни видове.
В сравнение с геномите на девет вида летящи риби и някои нелетящи техни роднини, Дайн и неговите колеги забелязаха генетични промени, последователно свързани с плъзгането по въздуха, и открити участъци от генома, запазени чрез естествен подбор.

Екипът също така изучава мутации, засягащи размера на перките при рибите зебра (Danio rerio), които имат къси перки, подходящи за потоци и езера. Това е различно от летящите риби, които са разширили сдвоените си перки – еквиваленти на нашите ръце и крака – в крила, за да полетят.
Изследванията на рибата зебра разкриха два интересни генни варианта: един, който влияе върху начина, по който калиевите йони се вливат в клетките, което прави всички перки по-големи; другата влияе върху това как клетките абсорбират съединения, наречени аминокиселини, което прави всички перки по-малки. Нито едно от двете не е повлияло на общия размер на тялото на рибата. Подобни гени и клетъчни процеси, които ги включват, са се появили и в геномите на летящите риби.

Но това не обяснява защо само сдвоените им перки са се уголемили.
Така екипът комбинира и двата генни варианта в една риба зебра и установява, че само сдвоените перки са израснали, превръщайки рибите зебра в копие на летяща риба (bioRxiv, doi.org/fz6j).

Потокът на калиеви йони влияе върху движението на електрическия заряд върху тъканите, което влияе върху ембрионалното развитие – включително растежа на перките – и регенерацията на тъканите. Но точният механизъм е слабо разбран и не е ясно как поглъщането на аминокиселини може да промени биоелектричеството, за да създаде такива специфични промени в размера на перките.

Комбинирането на лабораторна генетика със сравняването на геноми е много креативен подход за избиране на механизмите, стоящи зад алометрията, казва Питър Къри от Австралийския институт по регенеративна медицина в Мелбърн.
Разбирането как еволюцията генерира една или друга форма ще помогне за изследване на въпроса как тъканите се регенерират, казва той. „Колкото повече разбирате за еволюционните процеси, които ръководят формирането на такива структури, толкова повече ще можете да ги разбирате и използвате в медицината.“

Източник: New Scientist Magazine
Превод: Радослав Тодоров

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.