12.12.2016

Рыба, которая приспособилась к жизни в ядовитой воде

Некоторые виды рыб приспособились к жизни в сильно загрязнённых токсическими веществами водах. Исследование генома этих видов даёт знание о том, какие генетические особенности связаны с чувствительностью организма животных к токсинам.

Атлантический киллифиш (англ. Atlantic killifish, лат. Fundulus heteroclitus) — рыба, которая живёт в приливных болотах вдоль восточного побережья Соединённых Штатов. Это места, сильно пострадавшие от загрязнения промышленными химическими веществами.

Киллифиши, как правило, чувствительны к воздействию химических веществ и токсинов, но у популяции в целом есть тайное оружие: чрезвычайно высокий уровень генетического разнообразия, редко встречающийся у позвоночных, но обычный для других живых существ, например, для насекомых.

Именно генетическое разнообразие делает такой сложной задачу борьбы с насекомыми-вредителями и растениями-сорняками.

Быстрые эволюционные изменения дают возможность виду Fundulus heteroclitus, по сравнению с другими рыбами, быть до 8000 раз менее восприимчивым к воздействию токсинов. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Science.

В ходе исследования специалисты нескольких институтов США и Великобритании секвенировали полные геномы 384 представителей вида, выловленных в районах, которые были сильно загрязнены в 1950-е и 1960-е годы сложной смесью промышленных загрязнителей, включая диоксины, тяжёлые металлы, углеводороды и другие химические вещества.

В ходе работы были определены десятки генов, способствующих стойкости рыб к воздействию химических веществ, а также несколько ключевых мутаций, которые, как представляется, имеют большое значение для возникновения устойчивости к загрязнению в каждой из популяций.

По словам одного из авторов исследования, Эндрю Уайтхеда (Andrew Whitehead), данная работа может помочь определить, какие гены регулируют чувствительность к химическим веществам и в организме человека, а также понять, как люди могут реагировать на различные загрязнители.

Ценность исследования заключается в том, что мутации были найдены и изучены у диких животных в их естественной среде обитания. Хотя рыбы не слишком похожи на людей, у нас есть и многие общие черты, например, в строении сердца, что позволяет применить некоторые выводы исследования к человеческой популяции. Чувствительность непосредственно человека к химическим веществам изучать сложно, так как есть множество факторов, таких как диета и образ жизни, которые могут влиять на результат. Рыбы же в их естественной среде обитания подвергаются одним и тем же воздействиям, и гораздо легче определить, как на них влияет фактор загрязнения.

Исследование также показывает, что другим видам животных будет значительно труднее адаптироваться к быстрым изменениям окружающей среды, глобальному потеплению и загрязнению, отмечает Уайтхед. Он также замечает, что несмотря на то, что мутации, помогающие сопротивляться ядам, найдены, полная картина генетических изменений, за этим стоящая, не раскрыта. У каждой мутации могут быть побочные эффекты, которые нейтрализуются другими мутациями. Сложность этого механизма, по словам исследователя, делает невозможной целенаправленную генетическую модификацию сложных организмов на данном этапе развития науки.

Сергей Сыров

Источники:

1. 22century.ru