Китовые акулы могут видеть в темноте благодаря генетической мутации
Это культовая картина: китовые акулы (Rhincodon typus), путешествующие на огромные расстояния, чтобы питаться планктоном и другой мелкой добычей, их бело-голубые пятна часто выступают из воды из-за их огромных размеров. И не только их путешествия по глобальным тропическим океанам бьют рекорды – китовая акула также имеет один из самых длинных вертикальных диапазонов среди всех морских существ! Ученые были сбиты с толку, когда впервые обнаружили это. Нет четкого объяснения, почему китовые акулы ныряют так глубоко, хотя некоторые считают, что их поведение может быть связано со спариванием, а другие указывают на поиск пищи. Диапазон впечатляет, особенно если учесть, что зрение китовых акул имеет решающее значение, а недавние исследования показывают, что их глаза хорошо защищены.
Но видят ли они, когда находятся в кромешной тьме?
Исследование, опубликованное в прошлом месяце в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что они могут! В то время как их глаза должны напрягаться, чтобы справиться с контрастом света в их вертикальном диапазоне, ученые недавно открыли генетический секрет, который препятствует этому. Необычная генетическая мутация у этих нежных гигантов делает пигмент их сетчатки более чувствительным к изменениям температуры. Таким образом, акулы могут расставлять приоритеты для разных частей своего зрения на разных глубинах, активируя их в холодном глубоком море и деактивируя их, когда они возвращаются на более теплую поверхность (где они могут видеть спектр цветов вместо только синего). Если у вас есть медицинское образование и это звучит знакомо, это потому, что генетическая мутация удивительно похожа на ту, которая вызывает куриную слепоту у людей, разрушая пигменты в нашей сетчатке. Состояние куриной слепоты (никталопия) у людей приводит к неспособности ясно видеть ночью или в условиях плохой освещенности, например, в кинотеатре или в тускло освещенном ресторане.
В темных водах нашего океана китовые акулы могут ориентироваться с помощью светочувствительного пигмента в их сетчатке под названием родопсин. В яркой среде эти пигменты менее полезны, но в тусклом они помогают многим позвоночным обнаруживать свет. В том числе и мы, люди! Но пигменты родопсина в глазах китовых акул были специально откалиброваны, чтобы видеть синий свет, который является единственным цветом, достигающим таких глубин в глубоком море. Китовые акулы — не единственные, у кого есть эти пигменты в глазах. Прошлые исследования показали, что они есть и у облачных кошачьих акул (Scyliorhinus torazame)! Разница в том, что эти акулы, которых можно встретить у берегов Японии, Кореи, Китая и Филиппин, живут исключительно на дне.
Биолог-эволюционист из Национального института генетики и его коллеги из Национального института генетики провели эксперименты на глазах полосатой акулы (Stegostoma tigrinum), близкой родственницы китовых акул, чтобы выяснить, что делает зрение китовой акулы таким универсальным при любом освещении. и темные воды. Обитая на коралловых рифах, эти акулы, как известно, ведут ночной образ жизни, но имеют гораздо меньший вертикальный диапазон, чем их более крупные пятнистые родственники. Доктор Сигехиро Кураку и его команда сравнили генетическую информацию, которую они извлекли из акул-зебр, с ранее опубликованными геномными данными китовых акул, чтобы точно определить, где были различия между генетическим кодом двух акул. В их ДНК было два участка, известных как участки 94 и 178, где белок родопсин был изменен из-за мутаций, изменивших его аминокислотный состав. «В этом исследовании наша спектроскопия мутантов рекомбинантного родопсина китовой акулы (RHO) показала, что это синее смещение вызвано преимущественно беспрецедентным участком настройки спектра 94», — заявили авторы в своей статье. «RHO, имеющие естественную замену на участке 94, также обнаружены у некоторых антарктических рыб, что позволяет предположить, что смещение синего цвета в результате замены на участке CSNB, связанное со снижением термостабильности, может быть разрешено в холодноводных глубоководных местообитаниях».
Это еще один секрет, который есть у самой большой живой рыбы в мире, и это как нельзя кстати, поскольку во всем мире их численность сокращается. В июле 2016 года Международный союз охраны природы повысил природоохранный статус китовых акул с «находящихся под угрозой исчезновения» на «находящийся под угрозой исчезновения» из-за стрессовых факторов окружающей среды и угроз со стороны человека. Этим медлительным существам еще есть чему нас научить… например, узнать больше о никталопии и о том, как ее предотвратить у людей!
