Сверхгигантские изоподы научились жить в условиях нехватки ресурсов
Содержание
- Процветают, невзирая на условия
- Ешь много, переваривай медленно
- Ген скорости метаболизма
Процветают, невзирая на условия
Глубоководных изопод еще называют гигантскими мокрицами. Но эти странные существа, обитающие в глубинах Атлантического, Тихого и Индийского океанов, мало похожи на непрошеных гостей под протекающей трубой на кухне.
Этот вид изопод условно делят на две группы — гигантские (взрослые особи достигают 15 сантиметров в длину), и сверхгигантские (в длину могут достигать 50 сантиметров). И последние известны своей способностью обходиться без пищи на протяжении более пяти лет.
Ученых уже давно интересовал энергетический парадокс: как эти существа поддерживают свои огромные размеры, что требует значительных затрат энергии, в условиях экстремального дефицита питательных веществ в холодных, темных океанских глубинах?
Исследовательской группе из Института океанологии Китайской академии наук, статья которых опубликована в журнале Cell, удалось раскрыть биологические механизмы, позволяющий этим глубоководным сверхгигантам процветать, несмотря на нехватку пищи.
Так, ученые пришли к выводу, что сверхгигантские батиномиды используют двойную стратегию выживания в условиях недостатка питательных веществ: увеличенный желудок, способный хранить большие объемы пищи, и крайне медленный метаболизм.
Ешь много, переваривай медленно
Исследователи изучили два вида батиномид с разных глубин: Bathynomus jamesi с глубины около 898 метров и Bathynomus doederleini с глубины около 300 метров, и обнаружили, что оба вида для выживания при дефиците пищи придерживаются стратегии «увеличения доходов и сокращения расходов».
Желудок глубоководных батиномид занимает около двух третей всего объема тела, что значительно больше, чем у их мелководных родственников. В заполненном состоянии желудок содержит мелко измельченную, сильно переваренную, похожую на ил смесь, в которой относительно мало пищеварительных бактерий, и много бактерий, которые связаны с накоплением жиров (липидов).
Эти особенности позволили ученым предположить, что глубоководные батиномиды могут потреблять очень большое количество пищи, когда появляется такая возможность, а затем резко снижать свой базальный метаболизм, что позволяет переваривать и использовать эти запасы еды в течение длительного времени.
Ген скорости метаболизма
Исследователи также идентифицировали в геноме глубоководных сверхгигантских батиномид ген ND1, который играет ключевую роль в энергетическом метаболизме. Когда ученые ввели ND1 в клетки рыбки данио-рерио, оказалось, что при нормальных температурах этот ген ускоряет энергетический метаболизм, делая организм менее устойчивым к голоданию.
Однако в условиях низких температур, имитирующих глубоководную среду, ND1 эффективно замедляет метаболизм и снижает активность митохондрий (энергетических «подстанций» клеток), что позволило повысить устойчивость рыбок к голоданию на 37%.
Это исследование впервые раскрывает новую эволюционную стратегию, благодаря которой глубоководная мегафауна перепрограммирует распределение энергии, сочетая анатомические и генетические механизмы, заключили биологи.
Оказывается, гигантские изоподы интересны не только тем, что похожи на «ванильного Дарта Вейдера».