生物學(xué)家弄清楚了魚類電氣化的歷史

魚能夠產(chǎn)生放電，為此使用了一種特殊的器官。生物學(xué)家弄清楚了它的進(jìn)化過程，發(fā)現(xiàn)“魚電”在不同的動物群體中獨立出現(xiàn)，這是由于最初在肌肉中起作用的鈉通道基因加倍所致。

電鰻

電鰩、鰻魚和鯰魚屬于非常不同的魚群，生活在地球的不同地方。然而，它們被一種強大的武器聯(lián)合在一起：它們和其他一些魚能夠產(chǎn)生強烈的放電。因此，電射線（魚雷屬）產(chǎn)生的電壓高達(dá) 220 伏，電鯰魚產(chǎn)生的電壓是其兩倍。

這些捕食者使用他們自己生產(chǎn)的電力，聽起來很矛盾，來干擾魚——他們的受害者。然而，“魚休克”也有防身之用，與感受器官密切相關(guān)。它們允許許多魚（主要是原始魚）感知環(huán)境中的電荷。有的成功地將“電偵察”與“電突擊”結(jié)合起來。

德克薩斯大學(xué)和密歇根大學(xué)（美國）的科學(xué)家在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表的一篇新文章描述了電子器官的進(jìn)化歷史及其遺傳基礎(chǔ)。

生物學(xué)家已經(jīng)轉(zhuǎn)向所謂的弱電魚的例子，這種魚不是由著名的“前鋒”魚這樣的強放電產(chǎn)生的。然而，它們成功地使用電來區(qū)分它們的物種成員，并在渾水和黑暗中進(jìn)行交流。這些是來自非洲的所謂的莫米爾和來自南美洲的體操動物。科學(xué)家們弄清楚了他們的進(jìn)化歷史，發(fā)現(xiàn)這兩組的電器官有著非常相似的歷史。

魚類放電可能因物種而異

事實證明，“魚電”的基礎(chǔ)是鈉通道 -選擇性地響應(yīng)特殊信號傳遞鈉離子的膜蛋白。它們通常存在于肌肉中并導(dǎo)致它們收縮。更準(zhǔn)確地說，這里的重點在于相應(yīng)的基因，這些基因在所有魚類中都加倍，也就是說，它們由兩個副本表示。在電魚的進(jìn)化過程中，一些肌肉組織中的鈉通道基因的一個拷貝停止了功能。然而，然后她再次獲得，可以說，滿負(fù)荷 - 已經(jīng)在電動器官中，這只是代表改良的肌肉。

進(jìn)化的驚人發(fā)明是由于基因調(diào)控的變化。根據(jù)這篇新論文，它與鈉通道氨基酸序列的特定部分有關(guān)，大約 20 個“字母”長，可以改變甚至從蛋白質(zhì)中消失。

德克薩斯大學(xué)神經(jīng)科學(xué)教授兼首席研究員哈羅德·扎康說： “這太神奇了，因為我們正在看到一個基因的微小變化如何完全改變它的活躍位置?！?他還強調(diào)，對于魚類來說，將肌肉和一個電子器官中基因的兩個拷貝的調(diào)控“分開”，使它們獨立，這一點尤為重要。否則，魚會損傷自己的肌肉。