Специалисты выявили холодовую адаптацию в нервной системе антарктического осьминога
Несмотря на то, что воды вблизи Антарктики содержат большое количество растворенных солей и могут оставаться чуть выше или даже ниже точки замерзания, некоторые организмы эволюционировали, чтобы процветать в этих сложных условиях. Для видов, привыкших к более теплому северному климату, такая холодная среда была бы смертельной. Однако природа умеет приспосабливаться к экстремальным условиям.
В недавнем исследовании, проведенном под руководством Морской биологической лаборатории (MBL), изучалась адаптация к холоду одного из видов осьминогов, обитающих в Южном океане - регионе, прилегающем к Антарктиде. Специалисты изучили, как экстремальный холод повлиял на ключевой фермент в нервной системе осьминога, что позволило получить новое представление о широком спектре адаптаций, обеспечивающих жизнь в экстремальных условиях.
Мы детально рассмотрели очень важный для нервной системы фермент - натрий-калиевый насос - и задались вопросом: "Где мы видим большинство таких мест адаптации?", - сказал Джошуа Розенталь, старший научный сотрудник MBL.
Для всех живых организмов температура играет важную роль, поскольку ферменты, инициирующие множество биохимических реакций, работают за счет тепловой энергии или тепла. При понижении температуры активность ферментов снижается и в конечном итоге прекращается. В отличие от некоторых животных, таких как человек, способных вырабатывать тепло внутри организма, осьминоги лишены такой возможности.
Тем не менее, этим морским обитателям удалось выжить в водах Антарктики, где холод снизил скорость ферментативных реакций в 30 раз. Это создает проблему для их нервной системы, которая зависит от ряда хорошо синхронизированных реакций.
"Когда все они замедляются до такой степени, возникает большой вопрос: Как они адаптируются?" - размышляет Розенталь. размышляет Розенталь.
Хотя ранее ученые исследовали адаптацию к холоду многих белков, они часто упускали из виду белки, встроенные в клеточные мембраны.
Эти белки играют важнейшую роль в решении таких задач, как транспорт ионов внутри клеток. Фокусный белок данного исследования, Na+/K+-ATPase, играет роль в поддержании электрических градиентов, необходимых для коммуникации между нейронами.
В предыдущих исследованиях Розенталь вместе с Мигелем Холмгреном из Национального института неврологических расстройств и инсульта США и летним исследователем Уитменом из MBL обнаружили, что натриево-калиевые насосы антарктического осьминога (род Pareledone) меньше страдают от холода, чем у двухпятнистых осьминогов (Octopus bimaculatus), обитающих в умеренных регионах, например, вблизи Калифорнии.
