№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

В жилах этой светящейся арктической рыбки течет антифриз

Фото: John Sparks and David Gruber

Он помогает рыбе по кличке «морской слизень» выживать в чрезвычайно холодных условиях, например, беспечно обитать прямо в расщелинах айсбергов.

Новое исследование показало, что молодь липаровых рыб, или морских слизней (Liparis gibbus) обладает «самыми высокими уровнями экспрессии» антифризных белков, которые когда-либо фиксировались.

Антифриз помогает регулировать температуру двигателя автомобиля в экстремальных условиях, а некоторые виды животных эволюционировали, чтобы обладать такими же адаптивными механизмами. Этим особенно могут похвастаться обитатели холодных мест вроде полярных вод у берегов Гренландии – и липаровые рыбки являются рекордсменами среди них.

«Протеины-антифризы "прилипают" к поверхности маленьких кристаллов льда и замедляют или предотвращают их превращение в более крупные и более опасные кристаллы. Рыбы как с Северного, так и с Южного полюса независимо друг от друга научились вырабатывать такие белки», – Дэвид Грубер, научный сотрудник Американского музея естественной истории (AMNH).

По данным Национального научного фонда США, белки-антифризы были впервые обнаружены у некоторых антарктических рыб почти 50 лет назад.

В отличие от некоторых хладнокровных видов рептилий и насекомых, рыбы не могут выжить, когда жидкости их организма замерзают – это приведет к образованию крупинок льда внутри их клеток и, по сути, просто превратит их в рыбье мороженое (прим. редакции – не представляйте, каково это на вкус). 

«Тот факт, что эти разные белки-антифризы развились независимо у ряда разных и не тесно связанных линий рыб, показывает, насколько они важны для выживания этих организмов в экстремальных средах обитания», – Джон Спаркс, соавтор исследования из AMNH.

По словам Грубера, все рыбы-морские слизни производят белки-антифризы, а затем выделяют их в кровоток. Тем не менее, именно липаровая рыба вида Liparis gibbus, по-видимому, вырабатывает белки-антифризы лучше других рыб.

Ученые обнаружили крошечную рыбку, похожую на головастика, в 2019 году во время экспедиции к айсбергам у побережья Гренландии. Они были сбиты с толку, когда заметили биофлуоресцентную липаровую рыбу: она светилась ярко-зеленым и красным, плавая среди льдов.

По словам исследователей, представители вида Liparis gibbus оказались одними из немногих рыб, живущих прямо в расщелинах айсбергов. «Удивительно, что такая крошечная рыбка могла жить в такой чрезвычайно холодной среде, не замерзая при этом», – говорит Грубер.

Фото: Peter Kragh
Участок исследования, показывающий среду обитания Liparis gibbus у берегов Гренландии

Арктические рыбы редко проявляют биофлуоресценцию из-за длительных периодов темноты. Обычно такая характеристика встречается у рыб в более теплых водах. Согласно сообщению AMNH, это первый зарегистрированный случай, когда арктические виды рыб могут биофлуоресцировать.

Ученые также обнаружили «два разных типа семейства генов, кодирующих антифризные белки». Они заключают, что такой ошеломляющий уровень производства антифриза наверняка помог этому виду адаптироваться к отрицательным температурам окружающей среды.

Однако встает вопрос о том, как Liparis gibbus будут адаптироваться к новым условиям, когда температура океана неизбежно начнет повышаться в результате глобального потепления.

«Из-за быстрого нагревания воды в Арктике этим видам, адаптированным к холодной воде, также придется конкурировать с более теплолюбивыми видами, которые теперь могут мигрировать на север и выживать в других широтах (и которым не нужно будет производить метаболически затратные виды белков-антифризов). В будущем эти белки могут больше не давать преимущества», – заключает Спаркс.