Учени в шах, откриха животно, което оцелява 5 години без грам храна

Мокрицата, живееща под някоя градинска саксия, свива тялото си в малко бронирано топче за самозащита. Далеч под океанската повърхност обаче някои от нейните много по-големи роднини са изправени пред далеч по-труден проблем: как да останат живи, когато следващото хранене може да се забави с години.

Тези създания се наричат дълбоководни изоподи -равноноги, група ракообразни със сплескани и сегментирани тела, които, както разкрива ново изследване, са решили тази дилема чрез многокомпонентен биологичен механизъм.

Светът на вечната нощ

Царството, което обитават, е студена, тъмна пустиня далеч под повърхността на океана, където храната пада само под формата на редки "снежинки" от мъртва органична материя отгоре. Това обяснява морският биолог Дзиенхай Сян от Института по океанология към Китайската академия на науките - един от авторите на изследването, публикувано в престижното списание Cell.

"Това е свят на вечна нощ и смазващо налягане, но въпреки това животът намира начин", споделя Сян.

Благодарение на уникалната си биология тези същества могат да оцелеят повече от пет години без никаква храна. Новото проучване показва, че решението им е отчасти анатомично и отчасти генетично - огромен стомах и изключително бавен метаболизъм, допълнени от работата на ген, който помага за контролирането на производството на енергия в тялото.

Тези създания са дънни мършояди с 14 зачленени крака и твърд външен екзоскелет, които процъфтяват в Атлантическия, Тихия и Индийския океан. Някои от тях достигат дължина над половин метър. Подобно на градинските мокрици, те също могат да се свиват на кълбо за защита.

Новите открития се фокусират върху два конкретни вида:

• Bathynomus doederleini - гигантски изопод, срещан на около 300 метра под морската повърхност.

• Bathynomus jamesi - супергигантски изопод, обитаващ дълбочини от около 900 метра.

Стратегията: Печели повече, харчи по-малко

"Дълбоководните изоподи имат хитра стратегия за оцеляване от типа „печели повече, харчи по-малко", казва Дзиенбо Юан, професор в Института по океанология и водещ автор на изследването.

При видовете, живеещи на по-голяма дълбочина, стомахът заема около две трети от телесната кухина, което позволява на животното да погълне огромно количество храна при рядката ѝ поява. Юан го оприличава на "склад за храна", който бавно освобождава енергия, докато тялото работи в "режим на изчакване". Благодарение на драстично занижения метаболизъм, бавното храносмилане и изключително ефективното усвояване на хранителните вещества, едно-единствено хранене може да им стигне за години.

Микробите в стомаха им също оказват съществена помощ. При дълбоководните видове бактерии от рода Chlamydiae - иначе известни с това, че причиняват болести при хората и други животни - се оказали пряко свързани със складирането на мазнини. Това осигурява на изопода енергия с бавно освобождаване, а на бактериите - стабилен дом.

"Това е класическа печеливша ситуация -win-win, и за двете страни", допълва Юан.

"Отвлеченият" бактериален ген

Енергийният контрол на изоподите изглежда зависи и от ND1 - ген, който някога е принадлежал на симбиотична бактерия, живяла в телата на тези животни, преди да стане постоянна част от техния собствен геном. Този процес, известен като хоризонтален генен трансфер, означава, че ДНК се пренася между абсолютно различни и далечни организми, вместо да се предава по стандартния начин от родител на потомство.

Юан посочва, че изоподът буквално е заел или отвлякъл бактериален ген, за да регулира енергийния си баланс.

"Това е поразително, тъй като бактериите и животните са коренно различни, а подобни трансфери са изключително редки. Генът дава на изопода допълнителен инструмент за фина настройка на разхода на енергия, особено когато се налага да намали темпото до минимум"

Тъй като дълбоководните изоподи са трудни за изследване в жива среда, екипът е тествал действието на ND1 в лабораторни условия върху риби зебра, кръгли червеи и човешки клетки. Генът засилвал метаболизма при нормални температури, но при много студени условия помагал за драстично пестене на енергия и удължавал оцеляването при гладуване. Той действа като метаболитен превключвател, който се адаптира спрямо околната среда.

Поглед към бъдещето

Съавторът на изследването Кахоу Чу, заслужил професор в Китайския университет в Хонконг, отбелязва, че хоризонталният генен трансфер осигурява на организмите по-бърз еволюционен път към придобиването на нови полезни черти в сравнение с обикновеното унаследяване, което им помага да победят в конкуренцията в подобни екстремни среди, информира Reuters.

Дълбокото море, заключава Сян, е "най-голямото жизнено пространство на Земята", а необичайните еволюционни адаптации на неговите обитатели могат да предложат безценни идеи за медицината, роботиката и опазването на околната среда. Разбирането на тези механизми помага на учените да си представят как животът ще прояви издръжливост на една бързо променяща се планета, изправена пред климатични промени и сривове в хранителните вериги.

Източник: Ройтерс