Щороку ці рибки гинуть через літнє висихання водойм, а наступне покоління виникає з початком сезону дощів завдяки унікальним “генам спокою”.
Африканський бірюзовий кіліфіш переживає посуху завдяки анабіозу ембріонів / © скриншот з відео
Вчені ідентифікували в африканського блакитного кіліфіша (Nothobranchius furzeri), видів риб, що живуть в озерах Зімбабве та Мозамбіку, особливі гени, котрі дозволяють їхнім ембріонам входити в стан анабіозу, щоб пережити щорічну засуху. У цьому стані, котрий також називають діапаузою, ікринки перебувають приблизно вісім місяців.
Про це пише Science Daily.
Результати генетичного дослідження кіліфішей показали, що ці рибки розвинули можливість переходити у стан анабіозу лише 18 мільйонів років тому шляхом кооптації дуже древніх генів. Це вказує на те, що у генів, котрі з’явилися близько 473 мільйонів років тому, під впливом селективного тиску в ході еволюції виникли нові функції.
Науковці запевняють, що подібний механізм адаптації у боротьбі за виживання розвинувся і в інших живих організмів, які можуть впадати в анабіоз, наприклад, у мишей.
“Уся програма нагадує день і ніч – існує життя у звичайному стані та життя у стані діапаузи, і те, як це сталося, сталося шляхом перестановки або переналаштування регуляторної ділянки цілого набору генів”, – заявила провідна авторка дослідження, молекулярний біолог Енн Брюне зі Стенфордського університету.
Дослідники підкреслили, що кіліфіши чудово адаптувалися до умов існування в африканських озерах, котрі влітку повністю висихають і знову заповнюються водою з настанням сезону дощів. Молодняк кіліфішей дуже швидко росте і активно розмножується. Їхній життєвий цикл становить тільки пів року, навіть у неволі. Ікра риб залишається у сухому ґрунті, а ембріони входять у стан анабіозу і оживають, як тільки знов опиняються у водному середовищі наступного року.
Ембріональна діапауза у цього виду риб відрізняється від такої в інших видів своєю надзвичайністю. Дослідження показали, що ембріони кіліфішей зберігають життєздатність у лабораторних умовах до двох років, хоча у природі пауза зазвичай триває не більше восьми місяців. Крім того, ембріони кіліфішей переходять в анабіоз на більш пізніх стадіях розвитку ніж інші види живих істот, які мають таку властивість.
“Вони знаходяться приблизно в середині розвитку, і багато органів вже сформовані на цій стадії — у них є мозок і серце, яке вже б’ється. В анабіозі серце перестає битися, а потім оживає. Це єдиний відомий нам вид хребетних, який може піддаватися діапаузі на такому пізньому етапі розвитку”, — роз’яснив соавтор дослідження Парам Прія Сінгх із Каліфорнійського університету.
Науковці з’ясували, що гени, які кодують здатність входити у стан анабіозу, відповідають також за ліпідний обмін в організмі риб. Це підштовхнуло їх на думку, що саме синтез певних видів ліпідів забезпечує тривале збереження життєздатності у стані діапаузи.
“Під час діапаузи у них, ймовірно, набагато вищий рівень тригліцеридів та жирних кислот з дуже довгим ланцюгом, які є формами зберігання та, можливо, також сприяють довготривалому захисту мембран організму”, – пояснила Енн Брюне.
Саме у напрямку дослідження впливу ліпідного обміну на стан анабіозу науковці планують продовжити свої розвідки.
Нагадаємо, вчені розкрили секрет динозаврів Юрського періоду. Дослідники запевняють, що деякі динозаври могли стати теплокровними близько 180 мільйонів років тому, щоб пристосуватися до змін клімату.