Для чего и почему акулы светятся зеленым цветом

Исследователи раскрыли секрет биофлуоресценции у кошачьих акул, светящихся зеленым. Но этот эффект они применяют только для своих сородичей. Для нас их игра цветом невидима. Обеспечивает ее до сих пор совершенно неизвестная группа молекул, способных даже защитить акул от микробных инфекций.

Ряд морских организмов обладают способностью к биофлуоресценции. Если синий свет попадает на их кожу в воде, он стимулирует молекулы, которые отражают этот свет в других волновых спектрах, например в зеленом или красном.

Всего несколько лет назад биологи обнаружили, что не только морские животные, такие как медузы и кораллы, обладают такой удивительной светимостью, но и рыбы. Их биофлуоресценция обычно невидима для наших глаз, поэтому это явление так долго оставалось тайной. Но какие молекулы заставляют рыбу сиять яркими красками?

«У других организмов вызывают биофлуоресценцию прежде всего зеленый флуоресцентный белок и ему подобные, а также протеины, связывающие флуоресцирующие жирные кислоты».
Хён Бонг Парк (Hyun Bong Park), Йельский университет

Для многих рыб механизм свечения еще не расшифрован. Йельские исследователи изучали этот эффект на примере двух видов акул: Cephaloscyllium ventriosum (калифорнийской кошачьеголовой) и Scyliorhinus retifer (сетчатой кошачьей), которые окрашивают ярко-зеленым синий свет океана. Поэтому их кожа кажется покрытой призрачным светящимся узором.

Фото: © David Gruber/ iScience

Команда исследователей обнаружила совершенно неизвестную группу маленьких флуоресцентных молекул. Оказалось, что это не белки, а бромированные соединения метаболизма триптофана и кинуренина (у человека такой сигнальный путь играет важную роль в иммунологических процессах и центральной нервной системе).

«Интересно то, что здесь мы описываем совершенно новую форму морской биофлуоресценции у акул».
Дэви Грубер (Davi Gruber), соавтор работы, Городской университет Нью-Йорка

Система свечения рыб значительно отличает их от светящихся организмов, таких как медузы и кораллы, которые преобразуют синий свет в другие цвета главным образом с помощью зеленых флуоресцентных белков.

Исследователи предполагают, что акулы используют свое уникальное зеленое свечение прежде всего как отличительную особенность. Например, цветовые сигналы помогают им найти потенциальных партнеров, оставаясь в темноте невидимыми для других морских обитателей. Кроме того, для этих небольших молекул характерны антимикробные свойства.

«Оба вида кошачьих акул живут на дне моря, но на их коже не образуются биопленки. Флуоресцентные молекулы могут помочь объяснить эту удивительную особенность кожи акулы».
Дэви Грубер

В будущем ученые намерены изучить свечение других видов акул и узнать больше об их биофлуоресценции. Это откроет интересные возможности ее применения, например, как у зеленого флуоресцентного белка, который сегодня является незаменимым маркером в области медицинских и биологических исследований.

«Акулы - замечательные животные, которые живут на нашей планете в течение 400 млн лет. Они все время восхищают людей и обладают многочисленными сверхмощностями. Наше исследование раскрыло еще одну тайну акул и, надо надеяться, вдохновит узнать о них больше и лучше защитить их».
Дэви Грубер

Источник: scinexx.de

Лошади сами учатся открывать двери и ворота

Владельцы лошадей неоднократно наблюдали, что их питомцы достаточно искусно открывают различные двери и запоры. И похоже, наши непарнокопытные друзья - самоучки. Их способности вскрывать замки и задвижки систематизировали немецкие исследователи из Высшей школы прикладных наук Нюртинген-Гайслингена (HfWU).

Ученые команды Констанце Крюгер (Konstanze Krüger) провели опрос владельцев лошадей из разных стран и просмотрели на Youtube соответствующие видео. При этом они столкнулись с удивительным разнообразием случаев: лошади - умные животные, выбираясь из своего стойла, самостоятельно открывали задвижки, раздвигали прутья решетки и даже пользовались ключами.

513 лошадей открывали обычные двери на петлях, 49 - раздвижные,а 33 - запертые дверные проемы или ворота:

• 260 - горизонтальные перекладины;
• 155 - вертикальные балки;
• 43 - поворотные замки;
• 42 - дверные ручки;
• 34 - ручки электроизгородей;
• 40 - карабинные защёлки;
• 2 - замки с ключами.

Открывать запоры умели 56 % животных, причем 44 % - в разных положениях. Чем сложнее были устроены замки, тем больше движений приходилось делать лошадям: от двух - для дверных ручек до десяти - для карабинов.

По словам исследователей, большинство лошадей делали это для побега, но некоторые, чтобы подойти к приятелям и к еде, или просто из любопытства и желания поиграть. Опытным лошадям, открывавшим раньше несколько замков, требовалось для "взлома" меньше попыток.

И видимо, этот опыт обычно приобретается лошадьми самостоятельно: у большинства животных не было возможности посмотреть, как вскрывают замки их собратья. Следовательно, они освоили эти действия сами, либо могли наблюдать, как двери и ворота открывают люди.

Источник информации и фото: derstandard.at

Анализ генома раскрыл загадки комодского варана

Исследователи впервые расшифровали геном варана с острова Комодо - крупнейшей ящерицы нашего времени. Генетический анализ показал, почему у этих наследников драконов такие необычные для рептилий способности: выносливость и нюх, позволяющий обнаружить жертву за десять километров.

Комодский варан - король мира рептилий: трехметровый дракон весом 70 кг - самая большая ящерица в мире. Благодаря своей выносливости, силе и острым как бритва зубам, эти рептилии являются главными хищниками своих экосистем. Взрослые вараны способны убивать добычу, даже вдвое превышающую размеры их собственного тела. Они могут достигать скорости 20 км/час, догонять убегающих оленей и очень долго сохранять этот темп: по выносливости они намного превосходят всех других ящериц. Необычен и нюх драконов: они могут почувствовать и отследить запах своей раненой или мертвой добычи на расстоянии нескольких километров.

У комодосских варанов много уникальных способностей, отсутствующих у рептилий

Такие способности варанам острова Комодо обеспечивают сердечно-сосудистая система и метаболизм, обычно свойственные исключительно млекопитающим. Чтобы выяснить, что стоит за этими уникальными свойствами и почему из всех рептилий они достались лишь этим наследникам драконов, Эбигейл Линд из Института Гладстона в Сан-Франциско и ее коллеги впервые секвенировали и проанализировали весь геном живущего в зоопарке Атланты Варанпаареса ящера, использовав образцы его крови.

Генетический анализ показал: по сравнению с другими рептилиями, некоторые генные группы комодских варанов поразительно расширены. К ним относятся, например, гены, которые контролируют функцию митохондрий, «энергетических установок клеток». У этих ящериц генетически модифицированы также система свёртывания крови, липидный обмен и обоняние. Многие гены, участвующие в производстве и использовании клеточной энергии, у комодоских варанов резко изменились, что улучшает их аэробную функциональную способность. В ходе своей эволюции они прошли естественный отбор нескольких генов, которые влияют на выработку митохондрий, клеточное дыхание и способность поддерживать высокий метаболизм.

Кроме того, комодские драконы несут ген, который кодирует два нейромедиатора, важных для сердечной функции. Этот ангиотензиноген помогает оптимизировать артериальное давление и распределение выкачиваемой крови у млекопитающих. Исследователи предполагают, что этот ген позволяет варану острова Комодо устойчиво повышать кровяное давление и улучшать деятельность сердца. Это помогает ящеру при охоте и длительном интенсивном движении, когда тот переплывает с острова на остров или сражается с другими самцами.

Необычайно тонкий нюх комодского дракона тоже имеет четкую генетическую основу. В его геноме насчитывается более 150 копий генов обоняния, кодирующих рецепторы в вомероназальном органе, который позволяет рептилиям и млекопитающим воспринимать запахи. У комодских варанов есть несколько уникальных усиленных генов, другие варианты которых обнаружены, например, у змей. Ученых интересует, объясняет ли эта способность драконов чувствовать запах своей добычи на таких больших расстояниях.

Однако значение этого исследования выходит далеко за рамки комодского варана, поскольку оно дает эталонное значение даже для других секвенированных животных и помогает понять генетическую эволюцию всех их способностей.

Источник: scinexx.de