Италия, Неаполь. Жаркая летняя ночь. Удушающий аромат южных трав и деревьев пронизывает воздух. Убывающая луна все еще способна осветить пляж и темные воды Тирренского моря. Когда отдыхающие удалились с пляжей в трактир за пищей и вином, роща морской травы выпустила полчища червей к поверхности воды. В унисон всплыли морские щетинистые черви Platynereis dumerilii в путешествие в один конец. В эту самую главную ночь их жизни и самую последнею, они выпустят из своих истощенных и превращенных тел бесчисленное количество яиц и сперматозоидов. Под светом луны закружатся они в вальсе и если повезет появится новое поколение этих червей.
Эти черви размножаются раз в жизни, после чего погибают. Перед финальным заплывом их тела превращаются в мешки с половыми клетками, снабженные мощными плавательными мышцами. Пищеварительная система полностью увянет, что не оставит шанса на выживание. И если такова твоя судьба, то будет обидно всплыть одному. Что бы этого не случилось, черви координируют свое синхронное плаванье с циклами луны.
Как подводный червь может определить, что происходит в небе? А так же как вы, он "смотрит" как именно ярко. У него есть специальная молекула, которая чувствует именно тусклые лунные лучи и синхронизирует репродуктивную жизнь червей с лунными фазами. Впервые в мире было выявлено молекулярное строение белка, отвечающего за связь биологических часов с луной. Возможно когда нибудь и найдут доказательства связи между стрижкой, посадкой кабачков на грядки и состоянием месяца на небе.
У людей, как и у многих других животных, сложные биологические часы, называемые циркадными, синхронизируют ритмы организма с рассветом и наступлением ночи. Белки криптохрома являются важными элементами циркадных часов многих организмов, они либо воспринимают свет, как у растений, либо координируют свои действия с другими белками, как у человека. Хотя луна в сотни тысяч раз слабее Солнца, она также регулярно освещает Землю. Полный цикл - от новолуния до новолуния длится 29,5 дней. Многие организмы, особенно различные виды морских обитателей, используют этот лунный календарь как надежные часы. Известно, что кораллы, мидии, морские черви и даже некоторые рыбы приурочивают свою репродуктивную активность к фазам луны. Чтобы жить по лунным часам, лунные лучи нужно уметь отличать от солнечных, а также отличать полнолуние от новолуния. Как именно это удается многим морским гадам до сих пор остается загадкой.
В 2022 году группа ученых из Вены, нашла белок (L-Cry), способный отличать темноту от солнечного света, а также от лунного света. Тогда они решили посмотреть как меняется строение белка вод лунным светом. Сначала они очистили образцы белка L-Cry с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии, а затем с помощью криогенного электронного микроскопа определили его строение.
Они узрели, что в полной темноте белки объединяются в пары, называемые димерами. Когда на них попадает интенсивный солнечный свет, димеры снова распадаются на два отдельных белка - мономера. В растениях это происходит наоборот. Это объяснило как черви не путают лунный и солнечный свет. В дневное время белок находится один, во время заката он тоже все еще один, после заката и до восхода луны - наступает темное время, когда белок объединяется в пару. И только из этой двойной формы может появиться лунная форма белка. Однако как построен белок при лунном свете все еще под вопросом. Либо он состоит из двойного белка, где один хромофором окислен, другой световосстановлен. Либо же из двух одиночных белков, где один фотовосстановленный, а другой окисленный. Хромофором (флавин-аденин-динуклеотид) это молекула ответственная за цвет всего соединения, в нашем случае белка L-Cry. Являясь частью белка, она может окисляться и световосстанавливаться, в зависимости темно/светло.
Ученые даже предположили, что женский менструальный цикл, состоящий из 28-дней — это отголоски эволюции, кусочки более древних клеточных часов, которые когда-то в мелком первобытном море помогали морским червям следить за циклом луны. Но это все еще лишь предположение, а не доказанный факт.
Источники:
1) Vu, Hong Ha, et al. "A marine cryptochrome with an inverse photo-oligomerization mechanism." Nature Communications 14.1 (2023): 6918.
2) quantamagazineточкаorg/how-this-marine-worm-can-tell-moonglow-from-sunbeams-20231219/?et_rid=1008819842&et_cid=5044820
Предыдущая статья: Да здравствует суд!