Как животные, которые в течение миллионов лет развивались под землей, никогда не видя смены дня и ночи, по-прежнему безошибочно "узнают" время суток? И могут ли внутренние, циркадные часы в процессе эволюции по-прежнему нормально функционировать даже под покровом постоянной темноты? Благодаря новому исследованию итальянских ученых выяснилось, что слепые рыбки Phreatichthys andruzzii, обитатели сомалийских пустынь, за столь долгое время хоть и лишились глаз, но так и не утратили способности отличать «день от ночи». Правда, их сутки могут длиться до 47 часов.

Циркадные часы – внутренний механизм, который позволяет организмам адаптироваться к смене дня и ночи, и нуждается в перезагрузке на основе ежедневно получаемых сигналов (как правило, это свет). Однако механизм работы внутренних часов еще плохо изучен. Слепые рыбки стали полезным объектом изучения функционирования циркадных часов. В отличие от млекопитающих, которые реагируют на свет косвенно, с помощью глаз, рыбы в целом регулируют свои внутренние часы напрямую, интерпретируя воздействие света на их ткани. Какова роль этих фоторецепторов – до сих пор остается тайной.

«Слепые рыбки дают нам уникальную возможность понять, насколько глубоко повлиял солнечный свет на нашу эволюцию», - объясняет Криштиану Бертолуччи, соавтор исследования. В качестве отправной точки ученые взяли сравнительный анализ циркадных часов слепых, сомалийских рыб и «нормальных» рыб - полосатых данио рерио.

Проведя ряд экспериментов, авторы исследования пришли к выводу, что до сих пор внутренние часы слепых рыбок могут регулироваться пищевым поведением, но не зависят от воздействия света. При более же детальном изучении стало понятно, что временной период у слепых рыбок аномально длителен. Поразительно, но они также обнаружили, что у рыб отсутствует реакция на свет не из-за потери глаз, а из-за мутации двух фоторецепторов, которые словно остановили внутренние часы животных.

«Эта работа имеет большое значение для двух основных областей, представляющих интерес, - объясняет Николай Фолкс, другой соавтор исследования. - Во-первых, она позволяет по-новому взглянуть на эволюцию и то, как постоянная темнота влияет на физиологию животных. Хотя самые подробные молекулярные исследования слепых рыб сосредоточили внимание на механизмах, лежащих в основе утраты зрения, очень мало известно о других, более широких адаптациях к жизни без солнечного света. Проведенная работа дает первые генетические доказательства идентичности фоторецепторов рыб. Это исследование готовит почву для более полного понимания того, как внутренние часы реагируют на окружающую среду».

Источник: www.plosbiology.org