Обнаружен новый вид электрического угря с самым мощным разрядом среди животных

Учёные выяснили, что существует как минимум три вида электрических угрей (Electrophorus spp.), а не один, как считалось ранее. Два новых вида были описаны при поддержке Фонда исследований Сан-Паулу (FAPESP) группой исследователей из Смитсоновского института, Национального географического общества и других учреждений. Один из новых видов способен генерировать разряд до 860 вольт — самый сильный среди известных животных.

Электрические угри относятся к голощековым (Gymnotidae) и являются близкими родственниками сомов и карпов, а не других семейств угрей.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, не только предоставляет новые знания об этом животном спустя более 250 лет после его первого описания, но и открывает новые пути для изучения происхождения и генерации сильных электрических разрядов у других видов рыб.

Все голощековые (отряд Gymnotiformes) способны создавать слабое электрическое поле для коммуникации и навигации.

"Электрический угорь, который может достигать 2,5 метров в длину, — единственная рыба, производящая такой сильный разряд; он использует для этого три электрических органа. Шок используется для защиты и охоты", — пояснил Карлос Дэвид де Сантана, первый автор статьи.

Сопоставив данные ДНК, морфологии, окружающей среды и измерив напряжение разряда, исследователи пришли к выводу, что животных следует переклассифицировать в три вида. Ранее науке был известен только один вид — Electrophorus electricus, описанный Карлом Линнеем в 1766 году.

Помимо E. electricus, который теперь определён как вид, обитающий на самом севере региона Амазонии, учёные обнаружили два новых вида: E. varii и E. voltai.

"Мы использовали напряжение в качестве ключевого критерия дифференциации. Это никогда раньше не делалось для идентификации нового вида", — отметил исследователь Наэри Менезес. В полевых измерениях с помощью вольтметра был зафиксирован разряд в 860 вольт для особи E. voltai. Предыдущий рекорд составлял 650 вольт.

Название E. voltai дано в честь физика Алессандро Вольты, изобретателя электрической батареи. E. varii назван в честь зоолога Ричарда П. Вари.

Разнообразие и особенности

По словам Сантаны, разряд угря имеет высокое напряжение, но низкую силу тока (примерно 1 ампер), поэтому не обязательно опасен для человека. Удар током от розетки может быть 10 или 20 ампер.

Угорь испускает не постоянный, а переменный ток (импульсами), и его заряд истощается после сильного разряда. Шок не убьёт здорового человека, но может быть опасен при слабом сердце, а также привести к падению или утоплению.

Исследование показало, что угри общаются, чтобы собираться в группы для электрошока потенциальной угрозы. Они не являются одиночными и часто образуют группы до десяти особей.

Новая классификация основана на анализе 107 экземпляров, собранных в разных частях Амазонии. Изначально использовалось ДНК-штрихкодирование гена цитохром c оксидаза I (COI), затем были секвенированы девять других митохондриальных и ядерных генов.

"Их форма тела высоко консервативна и мало изменилась за 10 миллионов лет эволюции. Только интегрированный анализ морфологии, генетики и экологии позволил надёжно различить виды", — объяснил Сантана.

Экологическое разделение

Виды чётко разделены экологически:

• E. electricus обитает на Гвианском щите (север Амазонии).
• E. voltai населяет Бразильский щит (юг Амазонии). Это регионы с возвышенностью более 300 метров, порогами, прозрачной, хорошо насыщенной кислородом водой с низким содержанием растворённых солей. Низкая электропроводность воды, вероятно, заставляет животных генерировать более сильные разряды для охоты.
• E. varii живёт в нижней части бассейна Амазонии, в мутных реках с илистым дном и большим количеством растворённых солей, что повышает проводимость воды. Разряд этого вида колеблется от 151 до 572 вольт.

Учёные полагают, что виды дивергировали дважды: первый раз в миоцене, примерно 7,1 миллиона лет назад, а E. voltai и E. electricus окончательно разделились в плиоцене, около 3,6 миллиона лет назад.

Дальнейшие исследования будут проверять гипотезу о том, что экологическое разделение (щит vs пойма) стало одним из факторов дивергенции видов. Учёные также ожидают обнаружить новые виды среди других родов электрических рыб.

"Открытие новых видов в Амазонии, одном из горячих точек биоразнообразия планеты, указывает на огромное количество видов, которые ещё предстоит открыть", — отметил Сантана.

В настоящее время другие научные группы изучают возможность применения результатов исследований электрических угрей, например, для анализа ферментов их электрических органов на предмет использования в лекарствах от нейродегенеративных заболеваний (например, болезни Альцгеймера) или в качестве модели для разработки батарей для протезов и имплантируемых в человека сенсоров.