Сліпа риба, що живе в глибокій, вічній темряві мексиканських печер, все ще зберігає певну здатність відчувати світло.
Оскільки печерні риби більше не покладаються на внутрішній добовий цикл, а деякі з них сплять дуже мало, морський біолог з Університетського коледжу Лондона Інга Штейндаль та її колеги прагнули з’ясувати, чи здатні їхні організми циклічно регулювати свій стан у часі.
Більшість тварин на Землі мають для цього внутрішній годинник – циркадний ритм, який використовує рівень освітленості для синхронізації наших тіл з денними і нічними циклами нашої планети. Цей ритм потім використовується для циклічності різних біологічних процесів, які можуть диктувати нашу поведінку, наприклад, цикли голоду, що спонукають нас їсти, і рівень мелатоніну, що диктує нашу бадьорість до сонного циклу.
Мексиканські сліпі печерні риби (Astyanax mexicanus) живуть у комплексі з понад 30 ізольованих печер, кожна з яких незалежно пристосувалася до темряви.
Їхні тіла надзвичайно чутливі до вібрацій, що дозволяє їм відчувати зміни водних течій для навігації, компенсуючи обмежену або повну відсутність зору. Деякі з них навіть повністю втратили очі.
Ця адаптація відбулася, незважаючи на те, що риби з кожної печери походять від одного виду з повністю функціонуючими очима. Ця група предків досі живе у поверхневих водах в регіоні Ель-Альбра в Мексиці та деяких частинах південного заходу США і розійшлася з печерними мешканцями між 10 000 і 10 мільйонами років тому, в залежності від того, в якій печері вони жили. Проте вони все ще належать до одного виду і можуть схрещуватися між собою.
Печерні риби рідкісні, їх важко вивчати, і вони погано почуваються в неволі, але сліпі A. mexicanus продемонстрували несподівану здатність адаптуватися до світлового/темрявового циклу, коли їх утримували в лабораторії.
Штейндаль та його команда взяли зразки тканин сліпих печерних риб з трьох ізольованих печер, а також ембріонів їхніх наземних предків і протестували клітини в різних умовах.
Вони виявили активацію декількох молекулярних годинникових механізмів, коли клітини піддавалися впливу світла, навіть у клітинах печерних риб.
“Невізуальне виявлення світла зберігається на фундаментальному клітинному рівні”, – пояснюють дослідники, хоча клітини печерних риб реагували не так сильно, як клітини надводних риб.
Хоча між рибами з різних печер і їхніми наземними родичами є певна схожість, існують і відмінності, які підтверджують, що їхні мутації біологічного годинника розвивалися незалежно одна від одної за допомогою різних молекулярних механізмів.
“Ми надали докази того, що, незважаючи на сліпоту, клітини мексиканської сліпої печерної риби можуть розпізнавати світло і включати свій годинник у світлий/темний цикл”, – підсумовують Штейндаль та його колеги.
Команда сподівається, що ці клітинні культури можуть навчити нас більше про циркадні ритми і полегшити вивчення адаптації тварин до темного середовища.
