cercetătorii raportul

Peștele cu gheață cu pene negre (Chaenocephalus aceratus) și verii săi Channichthyidae, care locuiesc în mările antarctice, sunt singurele vertebrate care nu au celule roșii din sânge funcționale, care sunt de obicei responsabile pentru transportul oxigenului în organism.

Ei înoată în apă întunecată la temperaturi sub 0 grade Celsius și nu au hemoglobină - proteina din celulele roșii din sânge.

Pentru a compensa acest lucru, peștele-gheață dezvoltă o inimă uriașă, un sistem vascular îmbunătățit și începe să producă antigel sau glicoproteine ​​antigel * pentru a reduce temperaturile de îngheț intern.

* Proteinele antigel (AFP) sau proteinele de structurare a gheții aparțin unei clase de polipeptide produse de anumite animale, plante, ciuperci și bacterii care le permit să supraviețuiască într-un mediu cu temperatură negativă. AFP se leagă de mici cristale de gheață pentru a inhiba creșterea și recristalizarea gheții, ceea ce ar fi fatal.

Oamenii de știință au reușit acum să analizeze genomul acestor pești pentru a înțelege de ce au evoluat aceste adaptări extreme, relatează ScienceAlert.

Articolul a fost publicat în revista Nature Ecology & Evolution .

Cercetătorii de la Institutul de Cercetări Polare din Coreea au descoperit că un subordine de pește-gheață, Notothenioidei, s-a abătut de la linia înțepătoare în urmă cu aproape 77 de milioane de ani. Folosind genomica comparativă, cercetătorii au reușit să cuantifice schimbările.

Genomul peștilor gheață din aripile negre din Antarctica relevă adaptări la medii extreme, Bo-Mi Kim și colab.

Până când temperaturile din Antarctica au atins -1,9 grade Celsius, în urmă cu aproximativ 10-14 milioane de ani, peștele-gheață, nototenioizii, începeau să se diversifice, producând adaptări tolerante la frig.

„Rezultatele noastre arată că genele implicate în protejarea împotriva daunelor provocate de îngheț, inclusiv genele care codifică antigel-glicoproteina și proteinele din zona pellucida *, sunt extinse în genomul peștilor-gheață”, au scris cercetătorii în raportul lor.

* zona pellucida - învelișul glicoproteinei din jurul membranei plasmatice a oului.

In plus, genele care codifica enzime care ajuta la controlul reactiilor redox celulare se extind, posibil ca adaptari evolutive la concentratia relativ ridicata de oxigen dizolvat in apele reci din Antarctica.

Proteinele antigel protejează organismele, iar gheața și proteinele din ou rezistente la frig protejează încă tinerii necloziți.

Analiza a arătat, de asemenea, că unele dintre genele regulatoare circadiene au fost șterse în peștele de gheață. Acest lucru sugerează că ciclul zi-noapte din Antarctica - unde soarele nu apune niciodată vara sau răsare iarna - limitează utilitatea reglării circadiene.

Deoarece peștii nu folosesc gene de ritm circadian, presiunea pentru a menține selecția este probabil să fie redusă, permițând genelor să fie degradate de mutații în timp.

Vor fi necesare cercetări suplimentare pentru a vedea dacă acestor pești de gheață le lipsesc într-adevăr comportamente coordonate zi-noapte în comparație cu alte creaturi care trăiesc în zone ale oceanului atât de adânci încât nu pătrunde lumina soarelui.

Toate descoperirile despre acești pești de gheață misterioși ne vor ajuta să înțelegem mai bine modul în care viața reușește să se adapteze chiar și celor mai dificile și inospitaliere medii.

„Genomul peștilor cu gheață cu pene negre (Chaenocephalus aceratus) oferă un model natural elegant care facilitează studiul contribuțiilor genomice la o gamă largă de caracteristici evolutive, ecologice, metabolice și biochimice ale peștilor din Antarctica, deoarece se adaptează la temperaturi extrem de scăzute, niveluri ridicate de oxigen și ore de lumină puternic fluctuante în Antarctica ", au scris cercetătorii în raportul lor.

„Prezența unui genom secvențiat de pește de gheață ne va accelera înțelegerea adaptării la mediul extrem al Antarcticii”.