Біологи розповіли про вигоду сліпоти
Шведські вчені порівняли втратила зір рибу з найглибших печер Мексики з її зрячими родичами з приповерхневих вод і з`ясували, що сліпота економить тварині від 5 до 15 відсотків загальних енерговитрат. Відмова від зору дозволив компенсувати дефіцит ресурсів в екстремальних умовах, стверджують автори статті в журналі Science Advances. Коротко про дослідження повідомляє CNET.
Вчені працювали з особинами з популяції незрячих мексиканських тетр (Astyanax mexicanus), орієнтуються в темряві за допомогою бічної лінії (та дуже чутлива до вібрацій води). Найбільше уваги зоологи приділили ділянках мозку, які керують зором у тетра, а також розрахунками витрат кисню, пов`язаних з роботою очей. Виявилося, що втрата зору (очей і зорової кори головного мозку) зберегла рибам від 5 до 15 відсотків енергетичних витрат (в залежності від віку особини).
Це відкриття привело вчених до думки про те, що зір є вкрай енергоємним способом сприйняття, і багатьом тваринам довелося сильно придушити розвиток і обмежити функції нюху і слуху (і інших функцій організму), щоб дозволити собі очі і велику ділянку мозку, що обробляє візуальну інформацію.
Мексиканська тетра відома своєю сліпою печерної формою, яка відноситься до одного виду з зрячою. У момент народження печерна тетра має очі, проте з віком вони заростають шкірою, а потім повністю зникають. У 2014 році вчені також з`ясували, що для економії енергії риби відмовилися не тільки від зору, а й від добових ритмів ( «біологічного годинника»).
А ще незвичайна риба, що мешкає в Мексиці, може допомогти знайти пояснення, чому деякі люди схильні до переїдання і, як наслідок, ожиріння. Дослідники з США з`ясували, що мексиканська печерна риба генетично запрограмована мати вражаючий апетит таким же чином, як і огрядні люди зі спадковим ожирінням.
Сліпі риби-альбіноси мексиканські тетри (Astyanax mexicanus) Мешкають у віддалених печерах на північному сході Мексики, де їжа з`являється приблизно один раз на рік - як правило, її приносять повені.
За сотні тисяч років печерні риби пристосувалися до темряви, позбувшись від очей (у більшості особин вони в принципі відсутні як орган), а також навчившись протистояти голоду обжерливістю за часів достатку. Саме жадібність в такі періоди і дозволяє рибі вижити в суворих умовах тривалого голодування, повідомляють вчені.
Розуміння того, як ці істоти еволюціонували, щоб залишатися вгодованими завжди, допоможе експертам з`ясувати, чому деякі люди страждають ожирінням.
«Всі ми знаємо, що у кожної людини свій метаболізм, і кожному необхідна різна кількість їжі для того, щоб набрати вагу, - розповідає професор Кліффорд Тебін (Clifford Tabin), провідний автор дослідження з Гарвардської медичної школи. - Робота з печерними рибами показує, як і чому в природному середовищі існування розвинувся особливий метаболізм. Деякі з механізмів, які обумовлюють роботу організму риб, можна використовувати для розуміння людського метаболізму і здоров`я ».
Як і у людей зі спадковим ожирінням, у більшості мексиканських тетр були виявлені мутації в гені MC4R, який відповідає за регуляцію апетиту.
Ген регулює вироблення лептину - гормону, що пригнічує апетит і вироблення інсуліну в людському мозку. У лабораторних умовах миші, позбавлені MC4R, почали страждати ожирінням і мучилися постійним голодом.
Випробування показали: після двох місяців без їжі печерні мексиканські тетри втрачали в два рази менше ваги, ніж інші особини того ж виду, що живуть над землею і не володіють цією незвичайною мутацією. Після трьох місяців голоду печерні риби все ще були живі і здорові, а ось їх поверхневі побратими почали вмирати.
«Печерні риби дуже, дуже товсті, прямо-таки жирні в порівнянні з тими біля поверхні побратимами, - коментує співавтор дослідження доктор Ніколас Ронер (Nicolas Rohner). - При цьому поводяться вони досить активно, просто їх метаболізм значно уповільнений ».
Дослідники вважають, що мутація в гені MC4R досить вигідна з точки зору виживання: здатність споживати багато калорій відразу, а потім довгий час зберігати їх у вигляді жиру могла стати вирішальною.
Доктор Ронер відзначив, що ще до сучасної епідемії ожиріння люди як вид були дуже товстими. Однак це ніяк не пояснювалося з точки зору еволюції.
«Розуміння того, як печерні риби набирають вагу, а потім повільно його скидають, допоможе нам в кінцевому підсумку зрозуміти, як це робимо ми, - упевнений учений. - Мабуть, саме наша еволюційна історія винна в тому, що ми постійно повинні боротися з бажанням поїсти жирного або солодкого. Однак, використовуючи печерну рибу в якості модельної системи, в один прекрасний день ми знайдемо спосіб протистояти цьому бажанню ».
Група вважає, що є й інші гени, які обумовлюють невгамовний апетит печерної риби за часів достатку, так як MC4R не може в повній мірі пояснити це явище, а також незвичайно жирну печінку тварини.
На даний момент дослідницька група спантеличена пошуком інших генетичних мутацій, які можуть обумовлювати взаємозв`язок між ожирінням і хворобами.
Наукова стаття Табіна і його колег була опублікована в журналі PNAS
В даний час відомо про 29 різних популяцій сліпої форми мексиканської тетри, що мешкають в трьох різних географічних районах. Деякі з цих популяцій виникли незалежно один від одного, що говорить про те, що перехід до печерного способу життя з втратою очей у Мексиканській тетри відбувався кілька разів.
