Электрические гены

На сегодняшний день известно 6 групп рыб, у которых есть специальные электрические органы. К ним относятся электрические сомы, электрические угри вместе со всеми своими родственниками гимнотами, некоторые представители сомов, ромботелые и электрические скаты, слонорылы (мормириды) и звездочеты — всего около 500 видов рыб.

Электрические органы везде устроены по одной схеме. Это клетки электроциты, которые собраны аккуратными стопками, и к каждому электроциту с одной стороны подводится нервное окончание. Нервное окончание переходит в широкий синапс, где возбуждение передается на поверхность клетки. Так что с одной стороны клетка становится заряженной. На другой стороне пластинки электроцита, противоположной от синапса, находятся ионные каналы, и там накачиваются заряженные частицы. Пластинки электроцитов упорядочены по своим полюсам: синапсы с одной стороны, а поверхность с многочисленными ионными каналами — с другой. Получается целая батарея из клеток с упорядоченной полюсностью, поэтому их токи суммируются. Когда через клетки проходит нервный сигнал, электрический орган выдает разряд определенной величины, которая зависит от свойств и жизненных задач владельца батареи.

Ученые установили, что электроциты получились из мышечных клеток, которые увеличились в размерах, упорядочились и перестали сокращаться. Но у разных рыб электрические органы очень разные: они различаются по особенностям размещения на теле, строению клеток и по специфике иннервации (связи с центральной нервной системой). Так что не может быть, чтобы все они развились от общего предка - электрические органы в процессе эволюции появлялись параллельно (конвергентно)!

Чтобы понять, как это параллельное формирование шло на генетическом уровне, ученые отсеквенировали геном электрического угря (Electrophorus electricus) и выделили те гены, которые особенно интенсивно экспрессируются в электрических органах или, наоборот, их присутствие там совершенно незаметно по сравнению со скелетными мышцами или самой главной мышцей - сердцем. Для сравнения получили соответствующие генетические данные других электрических рыб: двух гимнотов (Sternopygus macrurus и Eigenmannia virescens), слонорыла (Brienomyrus brachyistius) и электрического сома (Malapterurus electricus). Оказалось, что в электрических органах на первый план вышли несколько определенных генов, сходных у всех исследованных видов.

Таким образом получается, что конвергентно возникшие сложные органы формировались в результате изменений в регуляции одних и тех же генов. Видимо, для построения сложной структуры, такой, как электрический орган, природа пользуется одними и теми же инструментами, в данном случае — генами.

Источник: elementy.ru

Оставить свой комментарий:

	Ваше имя *
	Контактный e-mail (не будет показан)
	Комментарий *
	Дважды два равно? впишите ответ цифрой!
Нажимая кнопку "Оставить комментарий", я подтверждаю свою дееспособность и даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с информацией о конфиденциальности данных.

Поля, отмеченные знаком *, обязательны для заполнения.