• Attention! If you want to see both (Russian and English) localizations of the forum, go to the profile preferences and select "Display nodes in all languages". By default, you are shown the localization that corresponds to your interface language.

    Внимание! Если вы хотите видеть обе (Русскую и Английскую) локализации форума, пройдите в настройки профиля и выберите пункт «Отображать разделы на всех языках». По умолчанию, вам отображается та локализация, которая соответствует вашему языку интерфейса.

Природа и Эволюция

LEO

Flipper
Threads
100
Messages
324
Points
114
Геном ледяной рыбы из Антарктики раскрывает адаптацию к экстремальным условиям
Благодаря анализу генома ученым удалось разобраться в том, как рыбы выживают в водах Антарктики при температуре ниже нуля.

Русский обзор
Английский обзор
ОРИГИНАЛ ПОЛНОЙ СТАТЬИ


«Геном черной ледяной рыбы представляет собой элегантную естественную модель, облегчающую исследование геномного вклада в широкий спектр эволюционных, экологических, метаболических, биологических и биохимических особенностей антарктических рыб, поскольку они адаптировались к экстремально низким температурам, высоким уровням кислорода и значительным колебаниям продолжительности дня Антарктиды ", исследователи написали в своей статье.
«Наличие последовательности генома ледяной рыбы ускорит наше понимание адаптации к экстремальным условиям Антарктики».
Анализ удалось провести на материале антарктической черной ледяной рыбы (Chaenocephalus aceratus) из-за одной важной особенности, отсутствующей у прочих позвоночных. В ее организме нет функционирующих эритроцитов, которые обычно отвечают за транспортировку кислорода. Их отсутствие компенсирует огромное сердце, мощная сосудистая система и гликопротеины, которые работают как антифриз.

Рыба Chaenocephalus aceratus. Фото: Pete Bucktrout
Все это выяснили ученые Корейского полярного научно-исследовательского института. Используя сравнительную геномику, они выявили процессы, происходившие 77 миллионов лет назад. Были найдены гены, которые способствовали эволюционной адаптации к холоду и высокой концентрации кислорода в холодных водах Антарктики.

Кровь у этого вида - белого цвета. Фото: Journal of Experimental Biology
В результате стало понятно, как протеины антифриза защищают организм рыбы, а устойчивые к холоду белки позволяют сохранять еще не рожденное потомство в безопасности. Данное открытиепозволяет расширить наше понимание того, как жизнь может адаптироваться даже к самым суровым и неблагоприятным условиям.


Теперь ученые проанализировали геном рыбы, чтобы выяснить, почему возникли эти экстремальные приспособления.

Исследователи из Корейского полярного научно-исследовательского института обнаружили, что подотряд ледяной рыбы, Notothenioidei, отклонился от линии, которая произвела отставание около 77 миллионов лет назад. Используя сравнительную геномику, они смогли количественно оценить изменения.

К тому времени, когда Антарктика достигла -1,9 градусов по Цельсию (25,58 градусов по Фаренгейту), около 10-14 миллионов лет назад, нототениоиды начали диверсифицироваться, вызывая холодоустойчивые адаптации.

«Наши результаты показывают, что гены, участвующие в защите от повреждения льдом, в том числе гены, кодирующие антифриз, гликопротеин и белки zona pellucida [яйца], сильно размножаются в геноме ледяной рыбы», - пишут исследователи в своей статье.

«Кроме того, гены, которые кодируют ферменты, которые помогают контролировать окислительно-восстановительное состояние клеток ... расширяются, вероятно, в результате эволюционной адаптации к относительно высокой концентрации кислорода, растворенного в холодных водах Антарктики».

Протеины антифриза защищали организмы, а устойчивые к льду яичные белки сохраняли свою молодость безопасной.

Анализ также показал, что некоторые циркадные гены регуляции были удалены в ледяной рыбе. Это говорит о том, что цикл день-ночь в Антарктиде, где Солнце никогда не заходит летом и не восходит зимой, ограничивает полезность циркадного регулирования.

Селекционные давления, чтобы сохранить эти гены циркадного ритма, вероятно, ослабли, так как рыба их не использовала, что позволяет генам разрушаться в результате мутаций с течением времени.

Это потребует дальнейших исследований, чтобы проверить - чтобы увидеть, действительно ли ледяная рыба не имеет такого поведения цикла день-ночь, возможно, включая сравнение с существами, живущими в бездной плазмы, зоне океана, в которую так глубоко проникает солнечный свет.

Любые открытия, касающиеся этих загадочных ледяных рыб, неизбежно расширяют наше понимание того, как жизнь может адаптироваться даже к самым суровым и неблагоприятным условиям.

Статья была опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.




1551202504159.png
 
Top Bottom