19.01.2010

Объяснено второе предназначение жабр рыб

Новое исследование, проведённое биологами из канадского университета Брэндона (Brandon University), добавило свидетельств в пользу гипотезы, утверждающей, что жабры изначально понадобились рыбам не для того, чтобы извлекать растворённый в воде кислород.

Питер Ромбо (Peter Rombough) и его помощница Кларис Фу (Clarice Fu) предполагают, что эволюции жабр способствовала необходимость поддерживать химический баланс с внешней средой.

Объясним на простом примере: если человек будет долго держать ладони или ступни в воде, то они довольно скоро станут сморщенными, нечто похожее могло бы произойти и с рыбой, если бы не было постоянного обмена ионами натрия и калия между организмом и водой.

Именно для этих целей рыбы могли "изобрести" и усовершенствовать жабры ещё в древности. Но так уж исторически сложилось, что почти все ихтиологи (а за ними и все остальные люди) придерживаются мнения, будто жабры нужны прежде всего для экстракции из воды кислорода.

Новое исследование предоставило первое прямое физиологическое доказательство "второй" гипотезы. В качестве подопытного животного выступила радужная форель (Oncorhynchus mykiss). Её личинки должны были показать, какая активность появляется раньше – обмен кислородом или ионами (эти данные свидетельствовали бы о том, что было эволюционно первичным).

Личинок поместили в сосуд с двумя отделениями: в одном расположилась передняя часть туловища, где развиваются жабры, во втором находился хвост. Кларис измеряла уровни обмена ионами Na+ и кислородом.

К пятнадцатому дню выяснилось, что жабры производили обмен ионами куда более активно, нежели хвостовая часть туловища (а именно кожа). И лишь спустя ещё 10 дней то же самое стало верно для обмена кислородом. Из чего Ромбо и Фу сделали вывод — основной функцией жабр является всё же обмен ионами натрия.

Грег Госс (Greg Goss), биолог канадского университета Альберты, в целом соглашается с выводами исследования, но также замечает, что его ещё больше убедили бы данные по "включению" генов, отвечающих за два вида обмена.

А зоолог Пун-Пун Хван (Pung-Pung Hwang) из Китайской академии (Academia Sinica) предлагает учёным повторить эксперименты с более древними рыбами, например с осетрами (а ещё с рыбами, живущими в солёной воде), или переключиться на миног.

Кстати, статья авторов в Proceedings of the Royal Society B поднимает и ещё один важный вопрос. Современные реки, моря и океаны загрязняются массой отходов жизнедеятельности человека. Если уже на второй неделе жизни у потомства рыб появляется восприимчивость к ионам металлов, например, то они становятся гораздо более уязвимыми. Блокировка работы жабр может привести к очень быстрому вымиранию рыб, ведь это то же самое, что оставить личинки без кислорода.

Источники:

1. MEMBRANA