Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Рыбы ускоренно привыкли к смертельным токсинам

Команда учёных из Калифорнийского университета в Дейвисе сделала удивительное открытие, изучая представителей рода фундуловых (Fundulus). Эти небольшие тропические рыбки, входящие в семейство карпозубых, обитают в основном вдоль восточного побережья США, которое в последние десятилетия подвергается невероятному промышленному загрязнению.

рыбы ускоренно привыкли к смертельным токсинам

Однако для рыб это не помеха: оказалось, что всего за 60 лет они сумели приспособиться к токсинам, уровень которых в прибрежных водах и устьях рек в тысячи раз превышает смертельный для тех же видов, живущих в чистых водоёмах.

Героем исследования стал обыкновенный фундулюс (Fundulus heteroclitus), в народе известный как мумичег.

В ходе работы учёные секвенировали геномы 384 представителей вида, обитающих в загрязнённых и незагрязнённых (контрольная группа) местах в гавани Нью-Бедфорда (штат Массачусетс), в бухте Ньюарк (Нью-Джерси), в области Бриджпорта (Коннектикут) и в реке Елизаветы (Вирджиния). Большинство из этих районов ещё с 1950-х годов загрязняются смесью промышленных веществ, включая диоксины, тяжёлые металлы и другие химикаты.

Также исследователи секвенировали транскриптомы (совокупность всех РНК), чтобы проанализировать экспрессию генов животных.

В геномах рыб, живущих в загрязнённых водах, обнаружились сотни изменений, породивших терпимость организма к токсинам. Дело в том, что представители семейства карпозубых, благодаря своему генетическому разнообразию, могут очень быстро приспосабливаться к изменениям среды обитания. Этот случай не стал исключением: генетическая изменчивость позволила рыбам адаптироваться прежде, чем окружающая их среда оказалась загрязнена до смертельного уровня.

Примечательно, что многие адаптации стали уникальны для каждой популяции в своём регионе, но в то же время некоторые изменения совпали у рыб из разных популяций, хотя появились, вероятнее всего, независимо друг от друга (речь идёт о конвергентной эволюции).

Авторы отмечают, что многие из генетических изменений сосредоточены в генах сигнального пути арил-гидрокарбонового рецептора (AHR-рецептора). Сигнальный путь у рыб «в обычных условиях» выполняет сразу несколько функций, и одна из них – это как раз защита от токсинов.

Для наглядного сравнения учёные взяли эмбрионы «здоровых» рыб из контрольной группы и адаптировавшихся к загрязнениям. Их выращивали вместе в чистой воде, а затем добавляли в неё токсичные вещества. У первой группы в ответ на это, как и положено, активировалось множество генов AHR-пути. Тем временем у второй группы AHR-путь никак не отреагировал на появление токсинов в воде, то есть стал нечувствительным.

рыбы ускоренно привыкли к смертельным токсинам

Исследователи отметили, что вызванная токсинами активация AHR-пути вызывала у первой группы дефекты развития, приводящие к смерти эмбрионов и мальков, в то время как особи из второй группы продолжали спокойно развиваться. Дело в том, что нечувствительность AHR-путей повлекла за собой ряд генетических изменений в других сигнальных путях – они начали компенсировать это «отключение» и брать защитные функции на себя.

Учёные, кроме того, объяснили и феноменальную скорость, с которой карпозубые адаптировались к плохим экологическим условиям. Во-первых, сыграло свою роль то самое высокое генетическое разнообразие, о котором упоминалось ранее, а во-вторых, важен тот факт, что фундулюсы не склонны к миграциям. Это рыбы «территориальные», обитающие в течение многих поколений на одном и то же месте – благодаря этому гены адаптации к загрязнениям не смешались с генами «здоровых» рыб.

По мнению авторов работы, открытие может послужить основной для будущих исследований генов, которые со временем становятся устойчивыми к определённым химикатам. В том числе это поможет объяснить различия в чувствительности (как у людей, так и у животных) к токсичным соединениям, которые сегодня массово воздействуют на все экосистемы.

Статья об уникальном эволюционном приспособлении рыб была опубликована в журнале Science.

Автор: Юлия Воробьёва

Ссылка на источник

Tags: генетика, животные, знания, исследования, наука, экология
Subscribe

Posts from This Journal “экология” Tag

Buy for 30 tokens
Вчера многие СМИ проводили опрос и, что характерно, большинство людей до сих пор считают себя жертвами перестройки Михаила Сергеевича Горбачёва. А что в действительности принесла нам Перестройка? Давайте разберемся. Вот вам лично мой опыт жизни в СССР Я родился в 1980 году и уже с 2,5 лет…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments