Разкри тайната на електрошоковите риби

Най-малко шест пъти в историята на Земята са били отнемани специални електрически органи, позволяващи им да се движат, да общуват помежду си и да се защитават от врагове с помощта на текущи разряди. Те обаче са толкова далеч един от друг, че появата на електрически органи от времето на Дарвин се счита за класически пример за конвергентна еволюция - образуването на комплекс от подобни характеристики при представители на несвързани групи. Американски учени сравниха генома на змиорката, както и РНК тъканта на три други електрически риби и откриха обща генетична основа за техните "шокови" органи.

Известни са над 300 вида риби с електрически органи – от добре познатите до екзотичните амазонски електрически змиорки (Electrophorus electricus), чиито клетки генерират разряди до 600 волта. Геномът на последния е дешифриран от изследователи. Змиорката разполага с три електрически органа: два са за навигация и търсене на плячка, а третият е за защита от врагове и парализираща плячка (малки риби). За човек токовият удар на тази змиорка не е фатален, а много болезнен.

електрическа змиорка. © Джош Мор

Електрическите органи се състоят от множество плочи-електроцити - сплескани мускулни клетки, между чиито мембрани може да се генерира потенциална разлика. В тялото на електрическа змиорка, например, има 70 колони от 6000 електроцита във всяка. Тези клетки най-вероятно са възникнали по този начин: свиването на всеки мускул създава леко напрежение. Но преди 100 милиона години различни риби започнаха да усилват този електрически потенциал. „Ако лишите мускулната клетка от способността да се свива и променя съотношението на протеините в клетъчната мембрана, тези клетки ще започнат да създават мощен поток от йони, преминаващи през мембраните. А подреждането на електроцити в колона увеличава полученото напрежение многократно “, казват авторите на изследването Линдзи Трейгър и Майкъл Съсман.

Учените са дешифрирали напълно генома на Electrophorus electricus. В допълнение, те секвенират протеините на електроцитите и скелетните мускули на двама роднини на змиорката, химниформните змиорки (Sternopygus macrurusan и Eigenmannia virescens) и две други риби, слононосата (Brienomyrus brachyistius) и електрическия сом (Malaup), родом от Африка. Оказа се, че при всички тези животни експресията на гени, отговорни за преминаването на ток през мускулните клетки, е повишена, а експресията на гени, които контролират превръщането на електрическия стимул в мускулни контракции, е отслабена. По този начин изследователите твърдят, че в различни епохи от историята на Земята различни видове риби създават своите електрически органи, използвайки един и същ генетичен „инструментариум“.