Биология

Эти акулы производят жуткое свечение через механизм, ранее неизвестный науке

У светящихся кошачьих акул, скрывающихся в соленых глубинах, есть механизм флуоресценции, никогда не встречавшийся в другом организме. И это свечение может давать некоторые серьезные льготы - например, способность выделять других акул среди множества флуоресцентных предметов на морском дне.

«Изучение биофлуоресценции в океане подобно постоянно развивающемуся загадочному роману с новыми подсказками по мере продвижения исследований», - сказал биолог Дэвид Грубер из Городского университета Нью-Йорка.

«После того, как мы впервые сообщили о том, что зыбучие акулы были биофлуоресцентными, мы с коллегами решили углубиться в эту тему. Мы хотели узнать больше о том, что их биофлуоресценция может для них значить».

Эволюция это забавная вещь. Животные, которые сильно отличаются друг от друга, могут в итоге делать такие же крутые трюки. Это явление называется параллельной эволюцией, и наблюдать за ним может быть увлекательно.

Возьмем биофлуоресценцию, при которой живые организмы могут поглощать и повторно излучать свет другого цвета (не путать с биолюминесценцией, при которой организмы светятся светом, который они производят сами).

Многие животные флуоресцируют, в том числе лягушки, скорпионы, хамелеоны, черепахи и целый ряд морских существ. Но каким-то образом большинство из них развили механизм таким же образом - производя зеленый флуоресцентный белок (GFP), белки, очень похожие на GFP, или белки, связывающие жирные кислоты (FABP).

(Вам также может быть интересно узнать, что ваши кости также флуоресцентны из-за белков в коллагене - мы просто не видим этого, потому что наши кости обернуты в плоть.)

Но у двух видов кошачьих акул - цепных кошачьих (Scyliorhinus retifer) и набухающих акул (Cephaloscyllium ventriosum), оба из которых имеют пестрые светлые и темные узоры, - биофлуоресцентное свечение создается химическим путем, которого нет у других животных.

Вместо какого-либо из перечисленных выше механизмов свечение акул производится бромированными метаболитами триптофана-кинуренина, которые обнаруживаются только в более светлых частях их узорчатой кожи.

У других позвоночных такие низкомолекулярные метаболиты вовлечены в иммунную систему и центральную нервную систему. Также известно, что они флуоресцентные ... но, как мы упоминали ранее, человеческие кости таковы, что сам по себе этот факт ничего не значит.

Но у акул эти метаболиты в их коже помогают производить флуоресценцию в условиях слабого освещения на морском дне. Это невидимо для невооруженного человеческого глаза, поэтому флуоресценция не была обнаружена до 2014 года; но глаза акулы могут видеть это.

Они направляют эту флуоресценцию через свои чешуйки или зубцы, которые, кажется, специально созданы для этой задачи, так что они светятся вновь излучаемым зеленым светом.

Поскольку это химический путь, отличный от тех, которые используются другими морскими животными, исследователи считают, что он может быть похож на секретный визуальный язык, понятный только акулам - помогая им охотиться и спариваться.

«Это совершенно другая система для них, чтобы видеть друг друга, что другие животные не могут обязательно использовать», сказал химический биолог Джейсон Кроуфорд из Йельского университета.

«У них совершенно другой взгляд на мир, в котором они находятся, из-за этих биофлуоресцентных свойств, которые демонстрирует их кожа и которые могут обнаружить их глаза».

Возможно, что метаболиты также помогают акулам оставаться здоровыми. Исследователи заметили, что акулы казались необычайно чистыми, без какого-либо биологического обрастания или роста на их коже.

Хотя акулья кожа хорошо известна своими противообрастающими свойствами, оба вида кошачьих акул в этом исследовании проводят много времени в осадке, в котором содержится больше бактерий, чем в толще воды. Поэтому исследователи решили определить, какую роль, если таковые имеются, метаболиты играют в поддержании чистоты акул.

Когда они изолировали некоторые из метаболитов и натравили их на два бактериальных патогена, Staphylococcus aureus и Vibrio parahaemolyticus, два из этих метаболитов показали некоторую способность ингибировать рост этих бактерий.

Это может указывать на то, что флуоресцентные молекулы обладают некоторыми антимикробными свойствами - хотя, конечно, дальнейшие исследования помогут выяснить это.

"Акулы-прекрасные животные, которые существуют уже более 400 млн. лет. Акулы постоянно очаровывают людей, и они хранят так много тайн и сверхспособностей", - сказал Грубер.

«Это исследование подчеркивает еще одну загадку акул, и я надеюсь, что это вдохновит нас узнать больше об их секретах и ​​работать, чтобы лучше защитить их».

Исследование было опубликовано в iScience.

Читайте Новая Наука в
Back to top button