Розкрито секрет електрошоку риб

Щонайменше шість разів в історії Землі від`їжджали спеціальні електричні органи, що дозволяють їм орієнтуватися, спілкуватися один з одним і захищатися від ворогів за допомогою розрядів струму. Однак етістоль далеко відстоять один від одного, що поява електричних органів з часів Дарвіна вважається класичним прикладом конвергентної еволюції – формування комплексу подібних ознак у представників неспоріднених груп. Американські вчені порівняли геном вугра, а також РНК тканини трьох інших електричних риб, та виявили загальну генетичну основу їхніх «шокових» органів.

Відомо понад 300 видів риб з електричними органами - від усіх відомих до екзотичних амазонських електричних вугрів (Electrophorus electricus), клітини яких генерують розряди напругою до 600 вольт. Геном останньої і розшифрували дослідники. Вугор може похвалитися трьома електричними органами: два призначені для навігації та пошуку видобутку, а третій – для захисту від ворогів та паралізації видобутку (дрібних риб). Для людини удар струму цього вугра не смертельний, але дуже болючий.

Електричний вугор. © Josh More

Електричні органи складаються з безлічі пластинок-електроцитів - сплощених м`язових клітин, між мембранами яких може генеруватися різниця потенціалів. В організмі електричного вугра, наприклад, є 70 стовпчиків по 6000 електроцитів у кожному. Ці клітини виникли, швидше за все, таким чином: скорочення будь-якого м`яза створює слабку напругу. Але 100 мільйонів років тому різні риби стали посилювати цей електричний потенціал. «Якщо позбавити м`язову клітину можливості скорочуватися і змінити співвідношення білків у клітинній мембрані, ці клітини почнуть створювати потужний потік іонів, що йдуть через мембрани. А укладання електроцитів стовпчиком багаторазово збільшує підсумкову напругу», - розповідають автори дослідження Ліндсі Трегер та Майкл Сассмен.

Вчені повністю розшифрували геном Electrophorus electricus. Крім того, вони секвенували білки електроцитів та скелетних м`язів двох родичів вугра, гімнотоподібних (Sternopygus macrurusan та Eigenmannia virescens) та двох інших риб: слонорила (Brienomyrus brachyistius) та електричного сома (Malapterurus electricus), родом. З`ясувалося, що у всіх цих тварин посилена експресія генів, що відповідають за проходження струму по м`язових клітинах, і ослаблена - генів, що управляють перетворенням електричного стимулу на скорочення м`язів. Таким чином, дослідники стверджують, що в різні епохи історії Землі різні види риб створювали свої електричні органи за допомогою того самого генетичного «інструментарію».