В местах обитания айсбергов у берегов Гренландии обнаружена рыба, «набитая» белком-антифризом

Новое исследование, основанное на экспедиции в ледяные воды у берегов Гренландии, выявило высокий уровень антифризных белков у одного из видов крошечных рыб-улиток, что объясняет важность этой уникальной адаптации к жизни при отрицательных температурах. Исследование, проведенное учеными из Американского музея естественной истории и Городского университета Нью-Йорка (CUNY) и опубликованное в журнале Evolutionary Bioinformatics, также предупреждает, что потепление температуры океана в Арктике может представлять угрозу для этих высокоспециализированных рыб.

«Подобно тому, как антифриз в вашем автомобиле защищает воду в радиаторе от замерзания при низких температурах, некоторые животные разработали удивительные механизмы, предотвращающие их замерзание, например, белки-антифризы, препятствующие образованию кристаллов льда. — рассказывает Дэвид Грубер, исследователь музея и заслуженный профессор биологии в колледже Баруха при CUNY. — Мы уже знали, что эта крошечная рыба-улитка, живущая в чрезвычайно холодных водах, производит белки-антифризы, но мы понятия не имели, насколько она полна этими белками и сколько усилий она затрачивает на их производство».

Ледяные воды полярных океанов являются экстремальной средой для морской флоры и фауны, ограничивая обитателей только теми, у кого есть механизмы, способные выдерживать низкие температуры. В отличие от некоторых видов рептилий и насекомых, рыбы не могут пережить даже частичное замораживание жидкостей своего организма, поэтому они зависят от белков-антифризов, вырабатываемых в основном в печени, чтобы предотвратить образование крупных ледяных зерен внутри клеток и жидкостей организма. Способность рыб производить эти специализированные белки была обнаружена почти 50 лет назад, и с тех пор ученые установили, что антифризные белки состоят из пяти различных семейств генов.

Грубер и соавтор Джон Спаркс, куратор отдела ихтиологии музея, решили исследовать антифризные белки ювенильной крапчатой улитки Liparis gibbus, после того как обнаружили у этой крошечной рыбки особую исключительную способность — биофлуоресценцию. В 2019 году, в рамках экспедиции Константина С. Ниархоса, Спаркс и Грубер исследовали места обитания айсбергов у побережья Восточной Гренландии, когда обнаружили молодую крапчатую улитку, светящуюся зеленым и красным.

Биофлуоресценция, способность преобразовывать синий свет в зеленый, красный или желтый, редко встречается среди арктических рыб — там, где существуют длительные периоды темноты, — и улитка остается единственной полярной рыбой, о которой сообщалось, что она обладает биофлуоресценцией.

После дальнейшего изучения свойств биофлуоресценции рыбы-улитки исследователи обнаружили два различных типа семейств генов, кодирующих антифлуоресцентные белки. Гены улиток имеют самый высокий уровень экспрессии антифлуоресцентных белков из когда-либо наблюдавшихся, что подчеркивает их важность для выживания этих животных и сигнализирует о том, как они могут жить в условиях потепления окружающей среды.

«С середины 20-го века температура в Арктике повышалась в два раза быстрее, чем в средних широтах, и некоторые исследования предсказывают, что если арктический морской лед продолжит сокращаться такими темпами, то в ближайшие три десятилетия Северный Ледовитый океан будет практически свободен ото льда. Арктические моря не отличаются большим разнообразием видов рыб, и наше исследование предполагает, что по мере повышения температуры океана животные, живущие во льдах, такие как эта рыба-улитка, могут столкнуться с усилением конкуренции со стороны более умеренных видов, которые ранее не могли выжить в этих высоких северных широтах». — подчеркивают ученые.

Эксклюзивный перевод*

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Кардиолог Блинова выделила главные ошибки при измерении давления

8 Главный научный сотрудник отделения гипертонии Национального медицинского исследовательского центра кардиологии имени Е. И. Чазова …