Arktyczne ryby mają rozmrażacz w żyłach. Ciepło może je zabić
Ryby mieszkające u wybrzeży Grenlandii są pełne białek, które zapobiegają zamarzaniu. To unikalne przystosowanie do życia w wodach o temperaturze poniżej zera. Ocieplanie się Arktyki stanowi jednak dla takich specjalistów śmiertelne zagrożenie.
partner merytoryczny
Dennikowate nie są może najpiękniejszymi rybami świata - są krępe, często pozbawione łusek i wyglądają nieco... ślisko. Ale naukowcy odkryli właśnie, że niektórzy przedstawiciele tej rodziny radzą sobie z warunkami, które zmroziłyby krew w żyłach innych zwierząt. Dosłownie.
Na zimnych wodach
Ekspedycja naukowa Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej badająca lodowate wody wokół Grenlandii odkryła gatunek maleńkiej ryby z rodziny dennikowatych, której całe ciało jest wypełnione białkami zapobiegającymi ich zamarzaniu. To wyjątkowa adaptacja, ale szybko rosnące temperatury arktycznego oceanu stanowią zagrożenie dla tych wysoce wyspecjalizowanych ryb.
"Podobnie do tego, w jaki sposób płyn przeciw zamarzaniu w twoim samochodzie zapobiega zamarzaniu wody w chłodnicy w niskich temperaturach, niektóre zwierzęta wykształciły niesamowite mechanizmy, które zapobiegają zamarzaniu, takie jak białka, które zapobiegają tworzeniu się kryształków lodu" - powiedział prof. David Gruber, pracownik naukowy Muzeum i wykładowca City University of New York.
"Wiedzieliśmy już, że ta maleńka ryba, która żyje w ekstremalnie zimnych wodach, wytwarza białka zapobiegające zamarzaniu, ale nie zdawaliśmy sobie sprawy, jak bardzo jest wypełniona tymi białkami - i ile wysiłku włożyła w ich wytwarzanie" - dodaje.
Białko jest kluczem
Lodowate wody oceanów polarnych stanowią ekstremalne środowisko dla życia morskiego. Przetrwać w nich mogą jedynie gatunki, które wypracowały mechanizmy radzenia sobie z ujemnymi temperaturami. W przeciwieństwie do niektórych gatunków gadów i owadów, ryby nie są w stanie przetrwać nawet częściowego zamrożenia płynów ustrojowych, więc polegają na białkach przeciw zamarzaniu, wytwarzanych głównie w wątrobie, aby zapobiec tworzeniu się dużych kryształków lodu w ich komórkach. Zdolność ryb do wytwarzania tych wyspecjalizowanych białek odkryto prawie 50 lat temu, a naukowcy od tego czasu ustalili, że białka zapobiegające zamarzaniu opierają się na działaniu pięciu różnych rodzin genów.
Gruber i współautor John Sparks, kurator w Dziale Ichtiologii w Muzeum, postanowili zbadać białka zapobiegające zamarzaniu młodocianej, kolorowej ryby Liparis gibbus, po tym, jak odkryli, że ryby z tego gatunku mają zdolność do biofluorescencji. Jest ona rzadkością wśród ryb arktycznych - żyjących w regionie o długich okresach ciemności.
Badając właściwości biofluorescencyjne ryb, naukowcy odkryli dwa różne typy rodzin genów kodujących białka zapobiegające zamarzaniu. Geny tych ryb mają najwyższy poziom ekspresji białek przeciw zamarzaniu, jakie kiedykolwiek zaobserwowano. To pokazuje, jak wielkie znaczenie mają one dla przetrwania tych zwierząt. Ale tak bardzo wyspecjalizowane stworzenia mogą mieć poważny problem ze zmianami warunków środowiskowych.
Morza arktyczne nie sprzyjają dużej różnorodności gatunków ryb, a nasze badanie stawia hipotezę, że wraz z coraz bardziej ocieplającymi się temperaturami oceanicznymi gatunki najlepiej przystosowane do życia wśród lodu mogą napotkać zwiększoną konkurencję ze strony gatunków, które wcześniej nie były w stanie przetrwać na dalekiej Północy.
Od połowy XX wieku temperatury w Arktyce rosły dwa razy szybciej niż na średnich szerokościach geograficznych, a niektóre badania przewidują, że jeśli arktyczny spadek lodu morskiego będzie postępował w obecnym tempie, latem Ocean Arktyczny będzie w większości pozbawiony lodu już w ciągu najbliższych trzech dekad.
