Cell: сверхгигантские изоподы замедлили метаболизм ради выживания

Процветают вопреки условиям

Глубоководные изоподы известны как гигантские мокрицы. Однако эти обитатели Атлантического, Тихого и Индийского океанов мало напоминают привычных домашних вредителей.

Вид условно делят на две группы: гигантские (до 15 см в длину) и сверхгигантские (до 50 см). Последние способны обходиться без пищи более пяти лет.

Ученых давно интересовал энергетический парадокс: как эти существа поддерживают огромные размеры при дефиците питательных веществ в холодных темных глубинах?

Исследователи из Института океанологии Китайской академии наук опубликовали статью в журнале Cell, раскрывающую биологические механизмы, позволяющие сверхгигантам процветать в условиях нехватки еды.

Ученые выяснили, что сверхгигантские батиномиды применяют двойную стратегию: увеличенный желудок для хранения больших объемов пищи и крайне медленный метаболизм.

Много едят, медленно переваривают

Исследователи изучили два вида: Bathynomus jamesi с глубины около 898 метров и Bathynomus doederleini с глубины около 300 метров. Оба вида придерживаются стратегии «увеличения доходов и сокращения расходов».

Желудок глубоководных батиномид занимает примерно две трети объема тела — гораздо больше, чем у мелководных родственников. В наполненном состоянии он содержит мелко измельченную переваренную смесь, похожую на ил, с небольшим количеством пищеварительных бактерий и множеством бактерий, связанных с накоплением жиров (липидов).

Эти особенности указывают на то, что батиномиды могут поглощать огромное количество пищи при возможности, а затем резко снижать базальный метаболизм, переваривая и используя запасы в течение долгого времени.

Ген, управляющий метаболизмом

Ученые также нашли в геноме сверхгигантских батиномид ген ND1, играющий ключевую роль в энергетическом метаболизме. При введении ND1 в клетки рыбки данио-рерио в нормальных температурах ген ускорял метаболизм, снижая устойчивость к голоданию.

Однако в условиях низких температур, имитирующих глубоководную среду, ND1 замедлял метаболизм и снижал активность митохондрий (энергетических «подстанций» клеток). Это повысило устойчивость рыбок к голоданию на 37%.

Исследование впервые показывает новую эволюционную стратегию глубоководной мегафауны, сочетающую анатомические и генетические механизмы для перепрограммирования распределения энергии, заключили биологи.

Оказывается, гигантские изоподы интересны не только тем, что похожи на «ванильного Дарта Вейдера».