Генетический "код возрождения": сенсационное открытие ученых об адаптации рыб

Каждый год эти рыбы погибают вместе с летним пересыханием озер, а новое поколение возрождается с наступлением сезона дождей благодаря специфическим "генам анабиоза".

Ученые обнаружили у африканского бирюзового килифиша (Nothobranchius furzeri), обитающих в озерах Зимбабве и Мозамбике рыбок, особые гены, позволяющие их эмбрионам переходить в состояние анабиоза, чтобы пережить ежегодную засуху. В таком состоянии, которое еще называют диапаузой, икринки находятся около восьми месяцев.

Об этом пишет Science Daily.

Результаты генетического исследования килифишей показали, что рыбки развили способность переходить в состояние анабиоза только 18 миллионов лет назад путем кооптации очень древних генов. Это означает, что у генов, возникших примерно 473 миллиона лет назад, под селективным давлением в процессе эволюции появились новые функции.

Исследователи утверждают, что аналогичный механизм адаптации в борьбе за выживание развился и у других живых существ, которые могут впадать в анабиоз, например мышей.

"Вся программа похожа на день и ночь – есть жизнь в нормальном состоянии и жизнь в состоянии диапаузы, и то, как это произошло, произошло путем перетасовки или переподключения регуляторной области целого набора генов", – рассказала ведущий автор исследования, молекулярный биолог Энн Брюне из Стэнфордского университета.

Ученые отметили, что килифиши отлично приспособились к условиям обитания в африканских озерах, которые летом полностью исчезают и снова наполняются водой с наступлением сезона дождей. Мальки килифишей очень быстро взрослеют и активно размножаются. Их жизненный цикл составляет всего полгода, даже в неволе. Икра рыб остается в сухой почве, а эмбрионы переходят в состояние анабиоза и оживают, как только снова оказываются в водной среде в следующем году.

Эмбриональная диапауза у этого вида рыб отличается от такой у других видов своей экстремальностью. Исследования выявили, что эмбрионы килифишей сохраняют жизнеспособность в лабораторных условиях до двух лет, хотя в природе пауза обычно длится не больше восьми месяцев. Кроме того, эмбрионы килифишей переходят в анабиоз на более поздних стадиях развития, чем другие виды живых существ, обладающих таким свойством.

"Они находятся примерно в середине развития, и многие органы уже сформированы на этой стадии — у них есть мозг и уже бьющееся сердце. В анабиозе сердце прекращает биться, а потом оживает. Это единственный известный нам вид позвоночных, который может подвергаться диапаузе на таком позднем этапе развития", — объяснил соавтор исследования Парам Прия Сингх из Калифорнийского университета.

Исследователи выяснили, что гены, кодирующие способность переходить в состояние анабиоза, отвечают также за липидный обмен в организме рыб. Это натолкнуло их на мысль, что именно синтез определенных видов липидов обеспечивает длительное сохранение жизнеспособности в состоянии диапаузы.

"Во время диапаузы у них, по-видимому, гораздо более высокий уровень триглицеридов и жирных кислот с очень длинной цепью, которые являются формами хранения и, возможно, также способствуют долгосрочной защите клеточных мембран организма", – пояснила Энн Брюне.

Именно в направлении изучения влияния липидного обмена на состояние анабиоза учёные планируют продолжить свои исследования.

Напомним, ученые раскрыли тайну динозавров Юрского периода. Исследователи утверждают, что некоторые динозавры могли стать теплокровными около 180 миллионов лет назад, чтобы приспособиться к изменению климата.