Какие рыбы развили электрические силы в ходе эволюции

Реки Африки и Южной Америки полны шокирующих организмов. На обоих континентах обитают рыбы, которые могут общаться друг с другом с помощью электрических полей: африканские слонорылы и гимнотообразные рыбы Южной Америки (в том числе знаменитый электрический угорь). 

Обе группы живут в темной мутной воде. Оба приспособились, используя электричество, чтобы передвигаться в плохой видимости из-за высокой мутности.  Их мышцы могут производить электрические токи, которые помогают им общаться, охотиться, ориентироваться и ухаживать за самками .

Но и слонорылы, и гимнотообразные развивали свои электрические силы независимо друг от друга. Их общие предки не имели таких способностей. Они являются отличным примером того, как две группы животных, столкнувшиеся с похожей проблемой, могут прийти к одному решению. И это сходство тем более поразительно, потому что оно основано на одном и том же гене. 

Мэтью Арнегард из Университета Британской Колумбии обнаружил, что шокирующие рыб зависят от гена, называемого Scn4a. Ген производит белки, которые находятся на поверхности мышечных клеток и действуют как ворота. Когда они открыты, они позволяют положительно заряженным атомам натрия пересекать границы клетки, заставляя мышцы сокращаться. Это происходит всякий раз, когда мы двигаемся, когда наши мышцы сгибаются. Как перейти от такого обычного события к производству электроэнергии? 

Электрические рыбы производят токи, используя специальные клетки в хвостах, называемые электроцитами, которые сложены рядами, как элементы батареи. Электроциты являются близкими родственниками мышечных клеток, и они также имеют натриевые ворота. 

Большая разница в том, что все их ворота открываются одновременно. Это одновременное «зажигание» производит очень сильное напряжение. В электрическом угре оно достаточно сильно, чтобы убивать; в других более слабых видах этого достаточно для общения. Оба вида рыб производят электричество одинаково.

Но есть проблема - Scn4a настолько важен для организма, что, когда люди наследуют неисправную копию, у них, как правило, развиваются серьезные мышечные расстройства, которые мешают им ослабить хватку или правильно ходить, а иногда мутация даже приводит к параличу.

Рыбы, однако, решили эту проблему. У них, благодаря случайности, есть две копии этого гена. Несколько сотен миллионов лет назад их рыба-предок каким-то образом получила две копии всего своего генома, удвоив число генов, которые наследуют ее потомки. Эти дублирования часто случаются, и они обеспечивают топливо для эволюции. Создавая резервные копии важных генов, таких как Scn4a, они позволяют настраивать оригиналы с небольшими последствиями.

Фото: aquavitro.org

Читайте также: 

Поймай семгу - доставь себе удовольствие!

Охота на черного марлина. Где и как это сделать.

Идем на тайменя.Советы бывалых рыбаков

Простые правила успешного рыбака