Газета "Наш Мир" br> Жизнь моллюска мидии полностью определяется циклом приливов и
отливов. Но, несмотря на то что моллюску приходится менять свой
метаболизм в соответствии с приливами и отливами, активность
подавляющего большинства генов у мидии подчиняется всё же суточной смене
дня и ночи.
Под водой мидии приоткрывают раковины и выставляют наружу концы сифонов, с помощью которых фильтруют планктон из воды. (Фото) |
Физиология большинства видов животных и растений привязана к
циклической смене дня и ночи. Внутренние биологические часы согласованы
со временем суток, а информацию о том, день сейчас или ночь, организм
получает с помощью фоторецепторов. Но как тогда идут внутренние часы у
животных, которые всю жизнь проводят во тьме и у которых есть дела поважнее, чем следить за солнцем?
Двустворчатый моллюск мидия обитает в приливно-отливной зоне, и
колебания уровня воды в значительной мере определяют его физиологию.
Когда море отступает, моллюск закрывает раковину и переходит в
анаэробный режим обмена веществ, испытывая нехватку кислорода. В прилив
мидия вновь получает возможность нормально дышать и питаться. Не логично
ли предположить, что биологические часы мидии выставлены по режиму
приливов и отливов, то есть по 12,4-часовому циклу? Смену дня и ночи
моллюск вроде бы тоже может наблюдать, но он всё время проводит в
раковине, да и приливы с отливами играют в его жизни намного бόльшую
роль.
Исследователи из Университета Южной Калифорнии (США) решили узнать, в
каком ритме «ходят» биологические часы мидии. Солидная доля наших генов
подчиняется внутренним ритмическим колебаниям; по их активности можно
сказать о том, который час на внутренних часах. В случае с мидией вполне
можно было бы ожидать, что приливно-отливные изменения в физиологии
повлекут за собой соответствующие перемены в периодической активности
генов. Но, как с удивлением обнаружили исследователи, моллюск живёт по
«солнечным часам», а не по «морским».
Эксперимент состоял из двух частей: сначала в аквариуме с мидиями
устраивалась искусственная смена приливов и отливов, а потом
дополнительно проверялась суточная активность генов у моллюсков, живущих
в естественных условиях на морском побережье. Как пишут авторы в
журнале PNAS, более 40% генома мидий проявляли периодические изменения
активности, и 80–90% из этих «периодических» генов подчинялись суточному
24-часовому ритму. (Хотя какая-то доля генов отражала смену ритма
приливов и отливов.)
В отличие от рыбы из подземных водоёмов, которая привязала свои
биологические часы к пищевой активности, в этом смысле мидия оказалась
устойчива к условиям среды. По словам исследователей, столь глубокое
внедрение солнечных биологических часов в физиологию и генетику живых
организмов отражает необычайную древность и принципиальную важность
этого способа регуляции жизненной активности.
|