生物学家弄清楚了鱼类电气化的历史
鱼能够产生放电,为此使用了一种特殊的器官。生物学家弄清楚了它的进化过程,发现“鱼电”在不同的动物群体中独立出现,这是由于最初在肌肉中起作用的钠通道基因加倍所致。
电鳐、鳗鱼和鲶鱼属于非常不同的鱼群,生活在地球的不同地方。然而,它们被一种强大的武器联合在一起:它们和其他一些鱼能够产生强烈的放电。因此,电射线(鱼雷属)产生的电压高达 220 伏,电鲶鱼产生的电压是其两倍。
这些捕食者使用他们自己生产的电力,听起来很矛盾,来干扰鱼——他们的受害者。然而,“鱼休克”也有防身之用,与感受器官密切相关。它们允许许多鱼(主要是原始鱼)感知环境中的电荷。有的成功地将“电侦察”与“电突击”结合起来。
德克萨斯大学和密歇根大学(美国)的科学家在《科学进展》杂志上发表的一篇新文章描述了电子器官的进化历史及其遗传基础。
生物学家已经转向所谓的弱电鱼的例子,这种鱼不是由著名的“前锋”鱼这样的强放电产生的。然而,它们成功地使用电来区分它们的物种成员,并在浑水和黑暗中进行交流。这些是来自非洲的所谓的莫米尔和来自南美洲的体操动物。科学家们弄清楚了他们的进化历史,发现这两组的电器官有着非常相似的历史。
事实证明,“鱼电”的基础是钠通道 -选择性地响应特殊信号传递钠离子的膜蛋白。它们通常存在于肌肉中并导致它们收缩。更准确地说,这里的重点在于相应的基因,这些基因在所有鱼类中都加倍,也就是说,它们由两个副本表示。在电鱼的进化过程中,一些肌肉组织中的钠通道基因的一个拷贝停止了功能。然而,然后她再次获得,可以说,满负荷 - 已经在电动器官中,这只是代表改良的肌肉。
进化的惊人发明是由于基因调控的变化。根据这篇新论文,它与钠通道氨基酸序列的特定部分有关,大约 20 个“字母”长,可以改变甚至从蛋白质中消失。
德克萨斯大学神经科学教授兼首席研究员哈罗德·扎康说: “这太神奇了,因为我们正在看到一个基因的微小变化如何完全改变它的活跃位置。” 他还强调,对于鱼类来说,将肌肉和一个电子器官中基因的两个拷贝的调控“分开”,使它们独立,这一点尤为重要。否则,鱼会损伤自己的肌肉。
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