Исследователи из Осло и Ливерпуля раскрыли секрет замечательной способности карася производить этиловый спирт как способа выжить суровой зимой в замёрзших прудах.
Люди и большинство других позвоночных животных умирают без кислорода в течение нескольких минут. Но караси и их одомашненные родственники золотые рыбки способны выживать в лишённой растворённого кислорода воде на дне замёрзших прудов по нескольку дней и даже месяцев, вырабатывая в это время в организме существенное количество алкоголя.
Молекулярный механизм этой чрезвычайно необычной способности, уникальной среди позвоночных и характерной скорее для пивных дрожжей, теперь изучен, результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
У всех позвоночных в процессе распада углеводов в митохондриях — основном шаге выработки необходимой организму энергии — образуется молочная кислота. Если в организм не поступает кислород, молочная кислота накапливается и отравляет организм.
Однако, как показала международная команда учёных, мышцы карася и золотой рыбки содержат два набора ферментов, похожих на те, что другими видами используются для направления углеводов в митохондрии клетки для производства энергии. Один из наборов практически идентичен аналогичным у других видов, второй же активируется отсутствием кислорода и запускает альтернативный процесс расщепления глюкозы — вне митохондрий и с образованием этанола, который затем диффундирует через жабры в окружающую воду.
Генетические исследования показали, что двойной набор ферментов возник как часть события дублирования генома у общего предка золотых рыбок и карася около 8 миллионов лет назад.
Доктор Майкл Беренбринк (Michael Berenbrink), эволюционный физиолог из Университета Ливерпуля (University of Liverpool), сказал: «Во время пребывания в бескислородной воде в покрытых льдом водоёмах, которое для рыб, обитающих в Северной Европе может продолжаться до нескольких месяцев, уровень концентрации алкоголя в крови карася может достигать более 50 мг на 100 мл, что выше, чем принятая в странах этого региона норма опьянения, допустимая для водителей. Тем не менее, это намного лучше, чем накопление молочной кислоты, являющейся конечным метаболическим продуктом у других позвоночных (включая людей), когда они не получают кислорода».
Ведущий автор исследования доктор Катрин Элизабет Фагернес (Cathrine Elisabeth Fagernes) из Университета Осло (норв. Universitetet i Oslo) добавила: «Производство этанола позволяет карасям быть единственным видом рыб, выживающим в этих суровых условиях и эксплуатирующим их, избегая конкуренции с другими видами рыб и спасаясь от хищников, с которыми они обычно сталкиваются в более богатых кислородом водах».
Добавим, что описанный вариант метаболизма глюкозы — не единственный механизм, используемый карасём для выживания в бескислородной среде. Ещё в 2006 году исследователи из Американского физиологического общества обнаружили, что карась способен создавать в своём теле (в печени, в сердце, в мозге) обширные запасы гликогена, которые начинает использовать для получения энергии в месяцы, когда в воде недостаточно растворённого кислорода.
Эти уникальные способности долгое время — до изобретения аквариумных воздушных компрессоров — были причиной особенной популярности ближайшего родственника карася, золотой рыбки, среди аквариумистов.
Вам может быть интересно:
Австралия хочет истребить карпов с помощью герпеса. Учёные считают, что это плохая идея.
