Большинство живых существ на нашей планете погибли бы от голода всего за несколько недель, если бы полностью лишились доступа к пище. Однако на самом дне океана обитают создания, способные обходиться без еды олее пяти лет. Речь идет о гигантском изоподе Bathynomus jamesi — огромном равноногом раке, внешне напоминающем мокрицу размером с футбольный мяч.
По законам биологии, крупное тело требует большого количества энергии и постоянного притока топлива. Тем не менее эти раки умудряются вырастать до гигантских размеров в одном из самых бесплодных мест на Земле. Долгое время исследователи не могли понять, как работает эта странная природная математика. Наконец, команда специалистов из Института океанографии Китайской академии наук разгадала тайну подводных великанов. Секрет их выживаемости оказался связан с уникальным строением тела. Исследование опубликовал научный журнал Cell. Ранее биологи раскрыли причины невероятного долголетия гренландских акул.
Бездонный желудок
Органические остатки падают на дно нерегулярно, и между такими подарками судьбы проходят долгие месяцы полной пустоты. Чтобы понять, как раки выживают в этих суровых условиях, ученые сравнили два родственных вида изоподов, пойманных на глубине 300 и почти 900 метров. Биологи сопоставили их генетический код, особенности поведения, внутреннее устройство и даже микрофлору кишечника.
Первое, что бросилось в глаза исследователям, — это огромный желудок глубоководного рака. Он устроен совсем не так, как у его мелких прибрежных сородичей, и занимает без малого две трети от всего объема тела животного. Когда изоподу улыбается удача и он натыкается на еду, он набивает этот огромный орган до отказа. Анализ показал, что внутри желудка пища моментально превращается в густую питательную кашицу. При этом в пищеварительной системе рака почти нет привычных бактерий, зато ее плотно заселили особые микроорганизмы, которые помогают активно накапливать жир. Стратегия рака проста: сначала наесться до отвала, а затем замедлить все процессы в теле почти до полной остановки и растянуть один обед на годы.
Чужой ген
Генетики обнаружили в ДНК изопода особый ген под названием ND1, который изначально вообще не принадлежал ракообразным. Миллионы лет назад это была часть генома бактерии-симбионта, но в процессе эволюции рак заимствовал этот фрагмент и сделал его частью собственного кода. Обычно такие чужеродные гены остаются в организме слабыми и бесполезными, но этот вирусный пришелец повел себя иначе. Он многократно скопировал себя и стал работать на полную мощность.
Ученые провели эксперимент и внедрили этот ген другим лабораторным животным — рыбкам данио-рерио и мелким червям. Оказалось, что в тепле этот ген только мешает, так как он сильно разгоняет обмен веществ и заставляет организм быстрее истощаться от голода. Но как только температуру опустили до ледяных значений, которые царят на дне океана, картина изменилась. На глубоководном холоде ген ND1 моментально затормозил метаболизм и снизил активность клеточных электростанций — митохондрий. Благодаря этому подопытные рыбки стали на 37% лучше переносить полное отсутствие пищи.
Таким образом, заимствованный ген помогает раку идеально подстраивать уровень обмена веществ под текущие условия. Это первое в мире исследование, доказавшее, что глубоководные гиганты способны полностью перестраивать свой энергетический баланс ради выживания.
Тайну золотого шара на дне океана раскрыли спустя два года
В глубинах Атлантики засняли десятки загадочных существ
Читайте «Мою Планету» в MAX