Скорость формирования белых полос у рыбок-клоунов зависит от вида актинии-хозяина

Характерные белые полосы у рыбок-клоунов, которых прославил мультфильм «В поисках Немо», появляются в процессе метаморфоза при переходе от личинки к взрослой особи. Новое исследование показало, что скорость формирования этих полос зависит от вида актинии, в которой обитает рыбка, и регулируется тиреоидными гормонами через изменение активности гена duox.

Ключевые наблюдения в природе

  • Учёные из Центра исследования островов и экологической обсерватории (CRIOBE, Франция) изучали вид Amphiprion percula в заливе Кимбе (Папуа — Новая Гвинея).
  • Эти клоуны живут либо в величественной актинии (Heteractis magnifica), либо в более токсичной гигантской ковровой актинии (Stichodactyla gigantea).
  • Молодые особи в S. gigantea приобретали взрослые белые полосы быстрее, чем особи в H. magnifica.

Роль тиреоидных гормонов и гена duox

  • В лабораторных экспериментах с видом Amphiprion ocellaris учёные выяснили, что тиреоидные гормоны напрямую влияют на скорость появления полос: более высокая доза ускоряла процесс, а блокировка синтеза гормонов — замедляла.
  • Полосы формируются благодаря особым пигментным клеткам — иридофорам. Тиреоидные гормоны ускоряют их развитие, активируя специфические гены.
  • Анализ рыб, отловленных в двух типах актиний, подтвердил: уровень тиреоидных гормонов был значительно выше у клоунов из S. gigantea.
  • Сравнение активности генов выявило, что у этих рыб повышенная активность гена duox, который кодирует белок дуальную оксидазу, играющую ключевую роль в синтезе тиреоидных гормонов.
  • Коллаборация с профессором Дэвидом Паричи из Университета Вирджинии (США) показала, что инактивация duox у мутантных рыбок данио-рерио задерживает развитие иридофоров.

Вывод и дальнейшие вопросы

Исследование, опубликованное 24 мая 2021 года в PNAS, позволяет сделать вывод: повышенная активность гена duox у клоунов в S. gigantea ведёт к более высокому уровню тиреоидных гормонов и, как следствие, к ускоренному формированию белых полос.

Остаётся открытым вопрос об экологической причине такой адаптации. Учёные предполагают, что более токсичная среда S. gigantea может вызывать стрессовый ответ, повышающий уровень гормонов. Как отметил старший автор работы профессор Венсан Лоде из OIST, различия в формировании окраски могут быть лишь «верхушкой айсберга» в адаптации клоунов к разным видам актиний-хозяев.