Як золоті рибки роблять алкоголь, щоб вижити без кисню

Вчені університетів Осло та Ліверпуля розкрили таємницю надзвичайної здатності золотої рибки виробляти алкоголь як спосіб пережити суворі зими під замерзлими озерами.

рибки

Люди та більшість інших хребетних тварин гинуть протягом кількох хвилин без кисню. І все-таки золоті рибки та їх дикі родичі, карасі, можуть вижити кілька днів, навіть місяців у безкисневій воді на дні критих льодом ставків.

За цей час риби здатні перетворювати анаеробно вироблену молочну кислоту в етанол, який потім дифундує по їх зябрах у навколишню воду та уникає небезпечного накопичення молочної кислоти в організмі.

В даний час розкрито молекулярний механізм цієї надзвичайно незвичної здатності, яка є унікальною серед хребетних та частіше пов’язана з пивними дріжджами та опублікована в журналі Scientific Reports.

Міжнародна команда показала, що м'язи золотих рибок і карасів містять не просто звичний, а два набори білків, які зазвичай використовуються для каналізації вуглеводів для їх розщеплення в клітинних мітохондріях - ключовий крок для виробництва енергії.

Хоча один набір цих білків здається дуже схожим на набір інших видів, другий набір сильно активується відсутністю кисню і демонструє мутацію, яка дозволяє направляти метаболічні субстрати до утворення етанолу поза мітохондріями.

Подальші генетичні аналізи дозволяють припустити, що два набори білків виникли як частина цілісного розмноження геному у спільного предка золотої риби та карася приблизно 8 мільйонів років тому.

Д-р Майкл Беренбринк, еволюційний фізіолог з Ліверпульського університету, сказав: "Під час перебування в безкисневій воді в крижаних водоймах, яка може тривати кілька місяців у місцях їх проживання на півночі Європи, концентрація алкоголю в крові у карасів може досягати більше 50 мг на 100 мілілітрів, що перевищує обмеження вживання напоїв у цих країнах.

"Однак ситуація все-таки набагато краща, ніж наповнення молочною кислотою, яка є кінцевим продуктом метаболізму для інших хребетних, включаючи людей, коли вони позбавлені кисню".

Провідний автор доктора Кетрін Елізабет Фагернес, з Університету Осло, сказала: "Це дослідження підкреслює роль дублювання цілого геному в еволюції біологічних новинок та адаптації видів до раніше негостивного середовища.

"Виробництво етанолу дозволяє карасям бути єдиним видом риби, який виживає та експлуатує ці суворі умови, тим самим уникаючи конкуренції та уникаючи хижацтва іншими видами риб, з якими вони зазвичай взаємодіють у кращих оксигенованих водах.

"Тож не дивно, що двоюрідний брат карася, золота рибка, є, мабуть, одним з найбільш стійких домашніх тварин під опікою людини".

Робота є результатом співпраці науковців з Ліверпульського університету (Великобританія) та Університету Осло (Норвегія). Робота фінансувалася Дослідницькою радою Норвегії.