Ученые раскрыли механизм свечения кошачьих акул

Обновлено: 04.07.2024

У светящихся кошачьих акул, скрывающихся в соленых глубинах, есть механизм флуоресценции, никогда не встречавшийся в другом организме.

«Изучение биофлуоресценции в океане подобно постоянно развивающемуся загадочному роману с новыми подсказками по мере продвижения исследований», - говорит биолог Дэвид Грубер из Городского университета Нью-Йорка, - «Мы хотели узнать больше о том, что их биофлуоресценция может для них значить».

Эволюция - забавная вещь.

Возьмем биофлуоресценцию, при которой живые организмы могут поглощать и повторно излучать свет другого цвета (не путать биолюминесценцией , при которой организмы светятся светом, который они производят сами).

Многие животные флуоресцируют, в том числе лягушки, скорпионы, хамелеоны, черепахи и целый ряд морских существ. Большинство из них светятся благодаря одному и тому же механизму – выработке особых белков. Однако учёные из нескольких научных центров США нашли исключение – новый механизм, который ранее не встречался ни у одного животного.

Пестрят светлыми и темными узорами два вида кошачьих акул – сетчатая акула (Scyliorhinus retifer) и кошачьеголовая акула (Cephaloscyllium ventriosum), их биофлуоресцентное свечение создается химическим путем, которого нет у других животных.

Вместо перечисленных выше механизмов, свечение акул производится бромированными метаболитами триптофана-кинуренина, которые обнаруживаются только в более светлых частях их узорчатой кожи.

Они начинают светится в условиях низкой освещенности у морского дна, но человеческий глаз этого не увидит — только другие акулы. Из-за этого об уникальных свойствах Cephaloscyllium ventriosum и Cyliorhinus retifer не знали до 2014 года.

Акулы направляют флуоресценцию через свои чешуйки или зубцы , которые, кажется, специально созданы для этой задачи, они светятся излучаемым зеленым светом.

Поскольку это «химический путь», отличный от тех, которые используются другими морскими животными, исследователи считают, что он это может быть секретный визуальный язык, понятный только акулам – помогающий им охотиться и спариваться.

Но есть и другая гипотеза. Дело в том, что открытые учёными соединения также обладают антибактериальными свойствами. Поэтому возможно, что они защищают акул от патогенов, которых в донных отложениях содержится больше, чем в толще воды.

«Акулы - замечательные животные, которые существуют уже более 400 миллионов лет. Акулы постоянно очаровывают людей, и в них содержится так много тайн », - сказал Грубер .

Светящиеся кошачьи акулы, обитающие в соленых глубинах, обладают очень необычным механизмом свечения, который больше ни у кого в природе не встречается. Более того, видят это свечение тоже только эти акулы. И вот ученые выяснили, как им это удается — все дело в ранее неизвестном науке семействе низкомолекулярных метаболитов.

Изучение биофлюоресценции в океане похоже на чтение постоянно развивающегося детективного романа. Чем дальше мы продвигаемся в исследованиях, тем больше подсказок находим,

— объясняет биолог Дэвид Грубер из Городского университета Нью-Йорка.

Credit: © dottedyeti / Adobe Stock Credit: © dottedyeti / Adobe Stock

Эволюция — любопытная вещь. Животные, которые очень сильно друг от друга отличаются, могут в итоге выработать очень схожие механизмы. Этот феномен известен под названием параллельной эволюции .

Возьмем, к примеру, биофлюоресценцию — способность живых организмов поглощать и излучать поглощенный свет. (Не следует путать с биолюминесценцией, при которой живые организмы сами производят свет.)

Биофлюоресценция встречается у самых разных существ: лягушек, скорпионов, хамелеонов, черепах и огромного количества подводных обитателей. Но каким-то образом у большинства из них этот механизм работает одинаково — через производство зеленого флюоресцентного белка (ЗФБ), очень похожих на него других протеинов или через производство белков, связывающих жирные кислоты .

(Кстати, кости человека тоже флюоресцируют из-за протеинов в коллагене. Просто мы это не видим.)

(David Gruber) (David Gruber)

Но у двух видов кошачьих акул — сетчатых кошачьих акул ( Scyliorhinus retifer ) и калифорнийских раздувающихся акул ( Cephaloscyllium ventriosum ) — свечение создается бромированными триптофан-кинуренин низкомолекулярными метаболитами, которые есть лишь в светлых пятнах у них на коже.

У других позвоночных подобные метаболиты участвуют в работе иммунной системы и центральной нервной системы. О том, что они флюоресцируют, стало известно лишь в 2014 году. Невооруженным человеческим глазом это свечение разглядеть невозможно, но глаза акул каким-то образом его видят.

(James Weaver) (James Weaver)

Возможно, это свечение играет роль тайного визуального языка, понятного только этим акулам.

Помимо этого исследователи предположили, что метаболиты помогают акулам оставаться здоровыми — кожа рыб оказалась необычно чистой без поверхностных и подкожных наростов. Вообще, кожа акул известна своими противообрастающими свойствами, но эти виды значительное количество времени проводят в седименте у морского дна, где риск обрасти значительно выше, чем в толще воды.

Ученые это тоже протестировали, выпустив метаболитов против двух распространенных бактериальных патогенов — Staphylococcus aureus и Vibrio parahaemolyticus . Метаболиты действительно смогли немного сдержать рост количества бактерий. Ученые продолжат изучение этого вопроса.

--> FISHKINET

Топ-25: Малоизвестные факты про акул, которые вы могли не знать

1. Акула vs. человек

Акулы убивают менее 15 человек в год — согласитесь, более чем скудный показатель по сравнению с 73 миллионами акул, уничтожаемых человеком за тот же период.

Ссылки по теме:

Ученые нашли в мозге мышей "выключатель боли"
16 акул, которые заслуживают чуть больше вашего обожания
Очаровательные кошачьи мишки- бинтуронг
Удивительные факты о живых существах, которые вас поразят
Топ-10 ценовых рекордсменов

Понравился пост? Поддержи Фишки, нажми:

«Не способен приносить пользу обществу»: суд отказал Ефремову в смягчении приговора

Теперь у девчонок дел по горло: реакция соцсетей на презентацию iPhone 13

Однажды на работе: порция убийственных ситуаций и обстоятельств

Неизвестный «Запорожец»: прототип экспериментального грузовика ЗАЗ-2301 «Снага»

В Якутии полицейские изъяли почти 200 килограммов черной икры у браконьеров

Лондонские бомбоубежища: жизнь под бомбами

Ford GT90 — таким Ford видел будущее суперкаров в середине 90-х

Опустевшее общежитие в Бужаниново обещают передать под МФЦ, аптеку и опорный пункт полиции

Умер легендарный советский легкоатлет Юрий Седых, чей мировой рекорд держится уже 35 лет

После народного схода мигрантов выселили из общежития в Бужаниново, но проблема осталась

Тест по фильму "Хищник"

Авария дня. Мать и двое детей пострадали в Нижегородской области

Венгерский фотограф показывает мир таким, куаким мы его никогда не видели

Трейлер фильма "Анимация" (2020)

Так всё же вятскополя́нцы или вятичи? О неочевидных названиях жителей городов в России

Американец приспособил Ferrari 308 GTB для путешествий и колесит по штатам

Барсукам тут не рады

Северная Корея провела испытания новых крылатых ракет в Японском море

Неприятный сюрприз в ноутбуке

"Не про**и!": в Сети обсуждают рекламу выборов с эротическим подтекстом

Общественные места, в которых позаботились о комфорте детей

Эти люди на себе узнали, что такое культурный шок

Альтернативные названия станций московского метро

100-летняя американка стала старейшим пауэрлифтером в мире

Российские звезды, которые отважились рассказать о сексуальном насилии в их детстве

Домашние животные, которые неудачно спрятались

Фигуранту по делу об отравлении семьи арбузом предъявили обвинение

17 способов умелой организации пространства

Экскаваторщик загрустил от низкой зарплаты и уничтожил 5 грузовиков

Трейлер фильма "Мама: Возвращение из тьмы" (2020)

Поскользнулся на трамвайных путях: ДТП в Бийске

Эта самоделка, вдохновлённая классическим гоночным автомобилем Mercedes, разрушит ваш мозг

"Это рекорд!": москвич в сентябре выбросил ёлку и рассказал, сколько ей лет

На чем ездили копы в восьмидесятых: Chevrolet Malibu пенсильванской полиции

Lamborghini Countach: разобранный суперкар 80-х выставили на продажу

Как понять, что юность давно прошла

Дерзкое нападение на помощников шерифа в США

Переборщил с передним тормозом: мотоциклист кувыркнулся через голову на глазах у инспектора ГАИ

Американские исследователи открыли механизм зеленой флуоресценции кошачьих акул. Оказалось, что в роли поглотителей-излучателей выступают не высокомолекулярные белки, как у большинства других флуоресцентных организмов, а малые молекулы из ранее не описанного семейства бром-кинурининов, а в роли световодов выступают чешуйки на коже акул. Кроме того, новые представители кинуридинов обладают антибактериальными свойствами, пишут авторы в статье в iScience (новый журнал издательства CellPress).

Светящиеся живые организмы достаточно широко распространены в природе. Их свечение может быть обусловлено как биолюминесценцией (которой обладают, например, светящиеся в темноте грибы), для которой не нужен внешний источник света, так и биофлуоресценцией, которая заключается в обратном излучении поглощенного света с измененной длиной волны. К биофлуоресценции, как правило, способны морские организмы, самые изученные из них — это медузы и кораллы, роль флуорофоров у которых выполняют специальные белки. За открытие зеленого флуоресцентного белка (GFP — green fluorescent protein) медузы Aequorea victoria в 2008 году была вручена Нобелевская премия по химии. Зеленый белок и его производные в настоящее время широко используются в биологических экспериментах для мечения клеточных компонентов.

В 2014 году команда Дэвида Грубера (David Gruber) из Американского музея естественной истории (Нью-Йорк) показала, что большое количество видов морских рыб также обладает способностью к биофлуоресценции. Лишь для немногих из них был описан механизм, лежащий в основе этого явления — так, например, за флуоресценцию японского угря оказался ответственным белок, связывающий жирные кислоты (FABP).

В новой работе Грубер и Джейсон Кроуфорд (Jason Crawford) с химического факультета Йельского университета (США) описали механизм биофлуоресценции кожи двух видов акул, который оказался отличным от всех известных до этого. Биофлуоресценция акул оказалась обусловлена не белками, а малыми молекулами — продуктами метаболизма триптофана.

Флуоресценция среза кожи акулы Cephaloscyllium ventriosum, облученной синим светом

Hyun Bong Park et al / iScience 2019

Объектами исследования ученых стали калифорнийская кошачьеголовая акула Cephaloscyllium ventriosum, населяющая бассейн Тихого океана, и сетчатая кошачья акула Scyliorhinus retifer из западной части Атлантики. Ранее команда Грубера выяснила, что в голубом свете, который преобладает на глубине обитания акул, кожа этих рыб светится ярко-зеленым. При помощи набора спектрометрических методов, например, масс-спектрометрии высокого разрешения и УФ-спектроскопии, ученые идентифицировали в коже акул ранее не описанное семейство малых флуоресцентных молекул — бром-содержащих кинуренинов.

У млекопитающих производные кинуренинов обнаруживаются в нервной системе и, видимо, играют роль сигнальных молекул. Однако синтез этих молекул у акул, по всей видимости, происходит по альтернативному пути, отличному от млекопитающих, и выполняет иные функции. Возможно, бром-кинуренины играют роль УФ-фильтров, взаимодействуя с меланином в коже акул. Кроме того, учитывая монохроматическое зрение акул, сама по себе флуоресценция, вероятно, играет роль во внутривидовом взаимодействии рыб.

Новые молекулы из класса кинуренинов, обладающие функцией флуорофоров в коже акул

Черная акула (Dalatias licha). Сверху — внешний вид при дневном свете, снизу — распределение светящихся участков на теле.

Jérôme Mallefet et al. / Frontiers in Marine Science, 2021

Черные акулы, которые живут на глубине от двухсот до тысячи метров и достигают длины до 1,8 метра, способны светиться в темноте. К такому выводу пришли ихтиологи, изучив несколько экземпляров этого вида, пойманных у берегов Новой Зеландии. Как отмечается в статье для журнала Frontiers in Marine Science, черные акулы стали самыми крупными позвоночными, для которых описана способность к биолюминесценции. Для чего именно им нужно это умение, пока неясно: возможно, свечение делает их менее заметными на фоне неба и позволяет незаметно подкрасться к добыче. Помимо черной акулы, способность к биолюминесценции была впервые описана еще для двух более мелких видов акул.

Многие морские животные научились производить свет, чтобы находить партнеров, приманивать добычу или сбивать с толку хищников. В их число входят различные беспозвоночные, а также некоторые рыбы, например, глубоководные удильщики (Ceratioidei). Есть светящиеся виды и среди акул. Речь о представителях семейств далатиевых (Dalatiidae) и этмоптеровых (Etmopteridae), которые живут на глубинах ниже нескольких сотен метров. Кроме того, недавно способность к биолюминесценции была подтверждена для небольшой акулы Zameus squamulosus, которая относится к семейству полярных акул (Somniosidae).

Все известные светящиеся акулы относятся к мелким видам, длина тела которых оставляет около полуметра. Однако ихтиологи давно подозревают, что биолюминесценция характерна и для более крупных акул — например, черных (Dalatias licha), которые дорастают до 1,8 метра и относятся к тому же семейству далатиевых, что и некоторые светящиеся виды. Никаких доказательств у этой гипотезы, впрочем, до сих пор не было.

Команде специалистов во главе с Жеромом Маллефе (Jérôme Mallefet) из Левенского католического университета выпала возможность проверить, действительно ли черные акулы умеют светиться. В их руки попало тринадцать экземпляров данного вида, выловленных тралом у берегов Новой Зеландии в январе 2020 года. Акул, содержавшихся в емкостях с холодной водой, взвесили, измерили и сфотографировали, а затем анатомировали. Также авторы изучили несколько особей более мелких акул Etmopterus lucifer и Etmopterus granulosus, которые были пойманы тралом вместе с черными. Для представителей данного рода биолюминесценция известна уже давно, однако у двух этих видов еще не отмечалась.

Исследователи обнаружили, что в полной темноте черные акулы действительно испускают голубовато-зеленое свечение — примерно такое же, как у других биолюминесцентных видов этих рыб. Это делает их самыми крупными светящимися позвоночными, известными на сегодняшний день. Наиболее интенсивно сияет брюшная сторона тела акулы, в то время как боковая и спинная поверхности, а также второй спинной плавник, светятся более тускло. Интересно, что у E. lucifer и E. granulosus люминесцирующие участки образуют более сложный рисунок: у них ярко светятся не только брюшко, но и птеригоподии (видоизмененные брюшные плавники, которые используются как мужские половые органы), а также отдельные участки на грудных плавниках, хвосте, по бокам и на спинной части тела.

Акула Etmopterus lucifer, вид сбоку (А) и сверху (B). Обратите внимание на световые метки на хвосте, спине и плавниках, а также по бокам, которые, вероятно, служат для общения с сородичами.

Jérôme Mallefet et al. / Frontiers in Marine Science, 2021

Анализ показал, что у все трех исследованных видов источником света являются фотофоры, расположенные между чешуйками. Их строение у D. licha оказалось таким же, как у других представителей семейства далатиевых, а у E. lucifer и E. granulosus — как у других этмоптеровых акул. Это указывает, что строение фотофоров — эволюционно консервативный признак. У черной акулы средний диаметр этих органов составляет около восьмидесяти микрометров, а у этмоптерусов — от ста двадцати до ста тридцати микрометров. Средняя плотность фотофоров на брюшной части тела черных акул составляет около двадцати на квадратный миллиметр, а на спинной снижается до двух с половиной на хвосте и пяти на спинной части тела. У E. lucifer и E. granulosus максимальная плотность фотофоров наблюдается на нижней стороне тела и в районе грудных плавников.

Акулы считаются единственными животными, у которых биолюминесценция регулируется гормонами. Маллефе и его коллеги экспериментально подтвердили, что это верно и для черных акул с этмоптерусами. Участки кожи всех трех видов интенсивно и продолжительно светились, когда их погружали в раствор мелатонина с концентрацией 10 -6 моль на литр. Обработка α-меланоцитстимулирующим и адренокортикотропным гормонами, напротив, снижала интенсивность свечения обработанных мелатонином фотофоров.

Авторы исследования отмечают, что все три изученных вида акул обитают в мезопелагиали, то есть на глубинах от двухсот до тысячи метров. Сюда проникает мало солнечного света, что делает способность светиться особенно полезной. Представители рода Etmopterus, судя по всему, используют ее сразу для нескольких целей: светящаяся брюшная часть тела делает их силуэты менее контрастными при взгляде снизу и тем самым обеспечивает маскировку от хищников, а сияющие участки на плавниках, по бокам тела, на хвосте и на спине помогают общаться с сородичами. Похожие функции свечение, вероятно, выполняет и у других мелких биолюминесцентных акул (у некоторых видов с шипами на спинных плавниках свечение также может играть роль предупреждающего сигнала для хищников).

Черная акула, однако, слишком велика, чтобы ей необходимо было опасаться хищников и маскироваться от них с помощью света. Кроме того, на теле этих рыб нет сияющих отметин, которые помогали бы им общаться с сородичами. Маллефе и его коллеги предполагают, что черные акулы используют световую маскировку, чтобы незаметно подобраться к добыче сверху, а затем быстрым рывком напасть на нее. Согласно альтернативной гипотезе, свет брюшной части тела помогает черным акулам найти жертву. Впрочем, обе эти идеи не объясняют, почему данный вид, единственный из всех акул, приобрел светящийся спинной плавник.

Помимо биолюминесцентных акул, существуют и биофлуоресцентные. Они светятся за счет обратного излучения поглощенного света с измененной длиной волны. Как выяснили американские ученые, у кошачьих акул в роли поглотителей-излучателей выступают не высокомолекулярные белки, как у большинства других флуоресцентных организмов, а малые молекулы из ранее не описанного семейства бром-кинурининов, а в роли световодов выступают чешуйки на коже акул.

Тест по фильму "Хищник"

15 снимков из прошлого, от которых современные родители пришли бы в ужас

Ford GT90 — таким Ford видел будущее суперкаров в середине 90-х

Сильная и независимая: британка растит спасенных голубей

Лондонские бомбоубежища: жизнь под бомбами

Шестиклассники нашли в учебнике по английскому ссылку на порносайт

SpaceX запускает в космос первый гражданский экипаж

Неизвестный «Запорожец»: прототип экспериментального грузовика ЗАЗ-2301 «Снага»

Ловкость рук: лайфхак, как оставаться без штрафов

Теперь у девчонок дел по горло: реакция соцсетей на презентацию iPhone 13

Авария дня. Мать и двое детей пострадали в Нижегородской области

Наследие войны: руины Второй мировой

Жители села устроили народный сход после изнасилования и убийства пенсионерки мигрантами

Трейлер фильма "Множественные святые Ньюарка" (2021)

22 снимка, которые сбивают с толку с первого взгляда

Lamborghini Countach: разобранный суперкар 80-х выставили на продажу

Семейная пара с топором и пистолетом набросилась на водителя грузовика, не пропустившего их авто

100-летняя американка стала старейшим пауэрлифтером в мире

Трейлер фильма "Титан" (2021)

На чем ездили копы в восьмидесятых: Chevrolet Malibu пенсильванской полиции

Неприятный сюрприз в ноутбуке

Угнать за 20 секунд: эпизод из жизни многодетного отца из Индии

После народного схода мигрантов выселили из общежития в Бужаниново, но проблема осталась

22 наглядные причины почему мужчины живут меньше женщин

Звёзды Голливуда, которым уже за 90: как живут и чем занимаются

Барсукам тут не рады

Домашние животные, которые неудачно спрятались

16 примеров оригинальных и запоминающихся упаковок

В Москве задержали последнего участника побега из изолятора в Истре

Коза и петух отбили курицу у ястреба

17 способов умелой организации пространства

Неудачная попытка перекусить возле фонтана

Роллы "по-русски" не желаете?

"Мы издали такой ультразвук!": в окрестностях Сочи медведь напал на туристов

13 машин из фильма «Безумный Макс: Дорога ярости» отправляются на аукцион

Талибы* наткнулись в горах на забытый склад советских баллистических ракет

60 идей, попробовав которые вы не будете спать всю ночь

Ремонт одежды своими руками: 30 потрясающих примеров смекалки и мастерства

Владимир Путин ушел на самоизоляцию из-за ситуации с ковидом в его ближнем окружении

В Ростове-на-Дону стая бездомных собак «разворотила» автомобиль, пытаясь поймать кошку

Приспосабливаясь к жизни на глубоководье, некоторые акулы «потеряли» многие обонятельные рецепторы, а также большинство светочувствительных рецепторов, и полностью или почти полностью утратили способность к цветному зрению, сообщается в Nature Ecology&Evolution. К такому выводу пришли японские ученые, которые отсеквенировали геномы коричневополосой кошачьей (Chiloscyllium punctatum) и японской кошачьей акул (Scyliorhinus torazame), и заново собрали геном китовой акулы (Rhincodon typus). Кроме того, оказалось, что гены гормонов, регулирующих гомеостаз и репродукцию у млекопитающих, есть у акул и, по-видимому, они появились еще у предка челюстноротых животных.

У хрящевых рыб, к которым относятся акулы, как следует из названия скелет состоит из хрящей. У них нет плавательного пузыря и поэтому, чтобы не утонуть, хрящевые рыбы должны постоянно находиться в движении. Для многих из них характерно живорождение, но при этом эмбрионы в утробе матери развиваются в яйце. Но у некоторых хрящевых рыб, в том числе у акул, образуется плацента, похожая на плаценту млекопитающих.

Хрящевые рыбы появились как минимум 395 миллионов лет назад, в девонский период. Позднее они разделились на пластиножаберных, к которым относятся акулы и скаты, и цельноголовых. В этот подкласс входят химерообразные. Несколько лет назад генетики отсеквенировали геном одной из химер — австралийского каллоринха — и в дальнейшем использовали его для молекулярных исследований, как репрезентацию генома хрящевых рыб. Попытки собрать геном кого-то из пластиножаберных тоже были, но пока не слишком удачные.

У всех акул оказались довольно большие геномы — 4,7 и 6,7 миллиардов пар нуклеотидов у коричневополосой кошачьей и японской кошачьей акул, соответственно, и 3,8 миллиарда пар оснований у китовой акулы. Исследователи обнаружили в геномах довольно большое количество «мусорной» ДНК (участков генома, функции которых еще неизвестны) и, по сравнению с другими позвоночными, более «разреженное» распределение генов и регуляторных элементов. Также исследователи обнаружили, что молекулярная эволюция акул шла медленнее, чем у лучеперых рыб.

Сравнивая геномы акул и других позвоночных, авторы статьи выяснили, что у акул уже присутствуют гены гормонов, регулирующих гомеостаз и репродуктивные функции у млекопитающих. По мнению исследователей, это свидетельствует о том, что эти гены были еще у предка челюстноротых животных. Также оказалось, что у японской кошачьей акулы из светочувствительных рецепторов остались только родопсины, позволяющие видеть в темноте. Эти рыбы могут жить на глубине до 300 метров, и, по-видимому, так они приспособились к плохой видимости на глубоководье. У китовых и коричневополосых кошачьих акул сохранились еще опсины, чувствительные в красном диапазоне спектра. Кроме того, все три вида потеряли большую часть обонятельных рецепторов. Возможно, это говорит о том, что акулы чувствуют запахи, задействуя еще неизвестный механизм.

Недавно зоологи нашли первую всеядную акулу. Ею оказалась малоголовая рыба-молот, способная усваивать морские водоросли.

У светящихся кошачьих акул, скрывающихся в соленых глубинах, есть механизм флуоресценции, никогда не встречавшийся в другом организме. И это свечение может давать некоторые серьезные льготы - например, способность выделять других акул среди множества флуоресцентных предметов на морском дне.

«Изучение биофлуоресценции в океане подобно постоянно развивающемуся загадочному роману с новыми подсказками по мере продвижения исследований», - сказал биолог Дэвид Грубер из Городского университета Нью-Йорка.

«После того, как мы впервые сообщили о том, что зыбучие акулы были биофлуоресцентными, мы с коллегами решили углубиться в эту тему. Мы хотели узнать больше о том, что их биофлуоресценция может для них значить».

Эволюция это забавная вещь. Животные, которые сильно отличаются друг от друга, могут в итоге делать такие же крутые трюки. Это явление называется параллельной эволюцией, и наблюдать за ним может быть увлекательно.

Возьмем биофлуоресценцию, при которой живые организмы могут поглощать и повторно излучать свет другого цвета (не путать с биолюминесценцией, при которой организмы светятся светом, который они производят сами).

Многие животные флуоресцируют, в том числе лягушки, скорпионы, хамелеоны, черепахи и целый ряд морских существ. Но каким-то образом большинство из них развили механизм таким же образом - производя зеленый флуоресцентный белок (GFP), белки, очень похожие на GFP, или белки, связывающие жирные кислоты (FABP).

(Вам также может быть интересно узнать, что ваши кости также флуоресцентны из-за белков в коллагене - мы просто не видим этого, потому что наши кости обернуты в плоть.)

Но у двух видов кошачьих акул - цепных кошачьих (Scyliorhinus retifer) и набухающих акул (Cephaloscyllium ventriosum), оба из которых имеют пестрые светлые и темные узоры, - биофлуоресцентное свечение создается химическим путем, которого нет у других животных.

Вместо какого-либо из перечисленных выше механизмов свечение акул производится бромированными метаболитами триптофана-кинуренина, которые обнаруживаются только в более светлых частях их узорчатой кожи.

У других позвоночных такие низкомолекулярные метаболиты вовлечены в иммунную систему и центральную нервную систему. Также известно, что они флуоресцентные . но, как мы упоминали ранее, человеческие кости таковы, что сам по себе этот факт ничего не значит.

Но у акул эти метаболиты в их коже помогают производить флуоресценцию в условиях слабого освещения на морском дне. Это невидимо для невооруженного человеческого глаза, поэтому флуоресценция не была обнаружена до 2014 года; но глаза акулы могут видеть это.

Они направляют эту флуоресценцию через свои чешуйки или зубцы, которые, кажется, специально созданы для этой задачи, так что они светятся вновь излучаемым зеленым светом.

Поскольку это химический путь, отличный от тех, которые используются другими морскими животными, исследователи считают, что он может быть похож на секретный визуальный язык, понятный только акулам - помогая им охотиться и спариваться.

«Это совершенно другая система для них, чтобы видеть друг друга, что другие животные не могут обязательно использовать», сказал химический биолог Джейсон Кроуфорд из Йельского университета.

«У них совершенно другой взгляд на мир, в котором они находятся, из-за этих биофлуоресцентных свойств, которые демонстрирует их кожа и которые могут обнаружить их глаза».

Возможно, что метаболиты также помогают акулам оставаться здоровыми. Исследователи заметили, что акулы казались необычайно чистыми, без какого-либо биологического обрастания или роста на их коже.

Хотя акулья кожа хорошо известна своими противообрастающими свойствами, оба вида кошачьих акул в этом исследовании проводят много времени в осадке, в котором содержится больше бактерий, чем в толще воды. Поэтому исследователи решили определить, какую роль, если таковые имеются, метаболиты играют в поддержании чистоты акул.

Когда они изолировали некоторые из метаболитов и натравили их на два бактериальных патогена, Staphylococcus aureus и Vibrio parahaemolyticus, два из этих метаболитов показали некоторую способность ингибировать рост этих бактерий.

Это может указывать на то, что флуоресцентные молекулы обладают некоторыми антимикробными свойствами - хотя, конечно, дальнейшие исследования помогут выяснить это.

"Акулы-прекрасные животные, которые существуют уже более 400 млн. лет. Акулы постоянно очаровывают людей, и они хранят так много тайн и сверхспособностей", - сказал Грубер.

«Это исследование подчеркивает еще одну загадку акул, и я надеюсь, что это вдохновит нас узнать больше об их секретах и работать, чтобы лучше защитить их».

Ученые выявили новый механизм флуоресценции у двух видов кошачьих акул. Свечение у хищниц осуществляется не выработкой специфических белков, а за счет уникальной химической реакции. В ходе исследований были выявлены новые типы молекул.

Калифорнийская раздувающаяся акула

Анализ тканей выявил восемь типов молекул, которые светятся, когда на них падает синий свет, причем один из них испускает ярко-зеленое свечение.
Ученые отметили, что свечение помогает акулам распознавать друг друга.

У самцов и самок светящиеся узоры различаются. Свечение не только привлекает добычу, но защищает кожу акул. Было установлено, что специфические молекулы останавливают рост некоторых бактерий.
Вероятно, эти знания еще пригодятся в медицинской промышленности.

Сетчатая кошачья акула и калифорнийская раздувающаяся акула имеют биофлуоресцентное свечение

Сетчатая кошачья акула и калифорнийская раздувающаяся акула обитают в глубинах северо-западной части Атлантического океана и восточной части Тихого океана. При извлечении из воды они кажутся коричневыми, но недавние исследования показали, что синий свет, проникающий в глубины океана, поглощается, а затем переизлучается в зеленый. Этот процесс и называется биофлуоресценцией.
Съемка светящихся акул велась с помощью специальной камеры «акулий глаз».

В ходе нового исследования ученые смогли определить молекулы, которые поглощают свет и делают акул флуоресцентными.

Молекула, обеспечивающая свечение, присутствует в светлых частях кожи.

Профессор Дэвид Грубер из Городского университета Нью-Йорка и его команда опубликовали статью в журнале iScience, в которой говорится, что уникальные молекулы обнаружены впервые.

Читайте также: