Ученые раскрыли, как золотые рыбки производят алкоголь для выживания без кислорода

Ученые из университетов Осло и Ливерпуля раскрыли секрет удивительной способности золотой рыбки производить алкоголь, чтобы переживать суровые зимы под замерзшими озерами.

Большинство позвоночных, включая человека, погибает без кислорода за несколько минут. Однако золотые рыбки и их дикий родственник, карась, могут выживать в бескислородной воде на дне покрытых льдом прудов в течение дней и даже месяцев.

В этот период рыбы способны преобразовывать анаэробно производимую молочную кислоту в этанол. Затем этанол диффундирует через жабры в окружающую воду, что позволяет избежать опасного накопления молочной кислоты в организме.

Молекулярный механизм этой уникальной для позвоночных способности, более характерной для пивных дрожжей, был раскрыт и опубликован в журнале Scientific Reports.

Исследование показало, что в мышцах золотых рыбок и карасей присутствуют не один, а два набора белков, которые обычно направляют углеводы на их расщепление в митохондриях клетки — ключевой этап производства энергии.

Один набор этих белков похож на таковой у других видов. Второй набор сильно активируется в отсутствие кислорода и имеет мутацию, которая позволяет направлять метаболические субстраты на образование этанола за пределами митохондрий.

Дальнейший генетический анализ указывает, что два набора белков возникли в результате события дупликации всего генома у общего предка золотых рыбок и карасей около 8 миллионов лет назад.

Доктор Майкл Беренбринк, эволюционный физиолог из Университета Ливерпуля: "Во время нахождения в бескислородной воде подо льдом, которое в их североевропейской среде обитания может длиться несколько месяцев, концентрация алкоголя в крови карася может превышать 50 мг на 100 мл. Это выше допустимого предела для вождения в этих странах. Однако это все же намного лучше, чем накопление молочной кислоты — конечного продукта метаболизма у других позвоночных, включая человека, в отсутствие кислорода".

Доктор Катрин Элизабет Фагернес, ведущий автор из Университета Осло: "Это исследование подчеркивает роль дупликации целых геномов в эволюции биологической новизны и адаптации видов к ранее неблагоприятным условиям. Производство этанола позволяет карасю оставаться единственным видом рыб, выживающим в этих суровых условиях, избегая конкуренции и хищничества со стороны других видов рыб, с которыми они обычно взаимодействуют в более насыщенных кислородом водах. Неудивительно, что кузен карася — золотая рыбка — является, пожалуй, одним из самых выносливых домашних питомцев".