Акулы светятся зелёным благодаря уникальным молекулам
Некоторые виды акул в морских глубинах преобразуют синий свет океана в яркий зелёный цвет, который видят только другие акулы. Однако механизм этой биофлуоресценции долгое время оставался неясным. В исследовании, опубликованном 8 августа в журнале iScience, учёные определили причину зелёного свечения: ранее неизвестное семейство метаболитов малых молекул. Этот механизм отличается от того, как светится большинство морских существ, и может выполнять для акул и другие полезные функции, включая распознавание сородичей и борьбу с микробными инфекциями.
Исследователи под руководством Дэвида Грубера и Джейсона Кроуфорда сосредоточились на двух видах акул — тёмной кошачьей акуле (swell shark) и цепочной кошачьей акуле (chain catshark). Они заметили, что кожа акул имеет два тона — светлый и тёмный, — и выделили химические вещества из обоих типов кожи. Оказалось, что флуоресцентные молекулы присутствуют только в светлой коже.
«Увлекательная часть этого исследования — описание совершенно новой формы морской биофлуоресценции у акул, основанной на бромированных триптофан-кинурениновых метаболитах малых молекул», — говорит Дэвид Грубер.
Эти метаболиты известны своей флуоресценцией и способностью активировать пути, которые у других позвоночных играют роль в центральной нервной и иммунной системах. У акул новые флуоресцентные варианты малых молекул объясняют биофизические и спектральные свойства их светлой кожи. Этот механизм отличается от механизмов животных верхних слоёв океана, таких как медузы и кораллы, которые обычно используют зелёные флуоресцентные белки для преобразования синего света в другие цвета.
«У них совершенно иная система, чтобы видеть друг друга, недоступная другим животным. Они воспринимают мир вокруг себя иначе благодаря этим биофлуоресцентным свойствам, которые проявляет их кожа и которые могут уловить их глаза», — отмечает Джейсон Кроуфорд.
Молекулы также выполняют и другие функции, включая помощь в идентификации сородичей в океане и потенциальную защиту от микробных инфекций.
«Также интересно, что эти биофлуоресцентные молекулы проявляют антимикробные свойства. Эти кошачьи акулы живут на дне океана, но мы не видим на них обрастаний или наростов, так что это может объяснить ещё одну удивительную особенность акульей кожи», — добавляет Грубер.
Хотя исследование было сосредоточено на двух биофлуоресцентных видах акул, учёные надеются более широко изучить биолюминесцентные и биофлуоресцентные свойства морских животных, что в конечном итоге может привести к разработке новых методов визуализации.
«Если вы сможете использовать способности морских животных производить свет, вы сможете создавать молекулярные системы для визуализации в лаборатории или в медицине. Визуализация — невероятно важная биомедицинская задача, и подобные системы могут помочь продвинуться в её решении», — говорит Кроуфорд.
«Акулы — удивительные животные, которые существуют уже более 400 миллионов лет. Они постоянно очаровывают людей и хранят так много тайн и суперспособностей. Это исследование подчеркивает ещё одну загадку акул, и я надеюсь, что оно вдохновит нас больше узнавать об их секретах и лучше защищать их», — заключает Грубер.