Вчені виявили у риб Nothobranchius furzeri, які мешкають у Зімбабве та Мозамбіку, гени, які допомагають їм переживати посуху. Щоб пережити такий посушливий сезон, ембріони риб входять у стан анабіозу або діапаузи приблизно на вісім місяців, повідомляє Science Daily.
За словами вчених, хоча риби розвинули цю здатність лише 18 мільйонів років тому, вони зробили це шляхом кооптації генів, які виникли приблизно 473 мільйони років тому. Дослідники також провели порівняльний аналіз, який показав, що аналогічні спеціалізовані моделі експресії генів використовуються й іншими тваринами, які використовують діапаузу, наприклад, мишами.
"Вся програма схожа на день і ніч - є життя в нормальному стані і життя в стані діапаузи, і те, як це сталося, сталося шляхом перетасування або перепідключення регуляторної області цілого набору генів", - заявила провідний автор дослідження, молекулярний біолог Енн Брюне з Стенфордського університету.
Риби цього виду дорослішають набагато швидше, ніж інші хребетні, але й живуть лише шість місяців, навіть у неволі. Риби швидко розмножуються, оскільки їхнє водне середовище зникає. Але ембріони залишаються в сухому грунті і оживають наступного сезону дощів. Ембріональна діапауза також зустрічається в інших видів хребетних, включаючи риб, рептилій та деяких ссавців. Але подібний період у цього виду екстремальний, оскільки триває надзвичайно довго (від восьми місяців до двох років у лабораторії). Крім того, ембріони цих риб впадають у стан анабіозу на пізніших стадіях розвитку, ніж інші.
«Вони знаходяться приблизно в середині розвитку, і багато органів вже сформовані на цій стадії — у них є мозок і серце, що розвивається, яке перестає битися в діапаузі, а потім починає знову. Це єдиний відомий нам вид хребетних, який може піддаватися діапаузі на такому пізньому етапі розвитку», — заявив перший автор Парам Прія Сінгх із Каліфорнійського університету в Сан-Франциско.
Щоб зрозуміти, як риби впадають в анабіоз, вчені спочатку вивчили експресію генів у їхньому організмі на різних стадіях розвитку. Вони зосередилися на дубльованих копіях генів, які називаються «паралогами», оскільки дуплікація генів є одним з основних механізмів, за допомогою яких виникають і спеціалізуються нові гени.
Загалом ученим вдалося ідентифікувати 6247 пар паралогів, які демонстрували спеціалізовані патерни експресії генів під час діапаузи. При цьому більшість з цих генів були дуже давніми, вони виникли понад 473 мільйони років тому.
Раніше вчені з'ясували, що самці однієї з найменших риб у світі – 12-міліметрової Danionella cerebrum – здатні видавати звуки, гучність яких перевищує 140 децибелів.