Халықаралық биологтар тобы терең судағы балықтардың омыртқалылардың көру дамуының әдеттегі заңдылықтарын бұзатынын анықтады. Толыққанды «түнгі» рецепторлар қалыптасқанша күтудің орнына, олардың дернәсілдері ерекше гибридті жасушаларды пайдаланады: сыртқы түрі таяқшаларға ұқсайды, бірақ құрылымы жағынан көбіне сауытшаларға жақын.

Омыртқалыларда көру қалай дамиды

Бұрын барлық омыртқалыларда көз дамуы бір сценарий бойынша жүреді деп есептелген: алдымен күндізгі және түрлі-түсті көруді қамтамасыз ететін сауытшалар түзіледі, содан кейін қараңғыда көру үшін қажет таяқшалар пайда болады. Бұл тәртіп құрлықтағы жануарлар мен таяз суда тіршілік ететін балықтар үшін қисынды, өйткені олардың шабақтары өмірін күн сәулесінде бастайды.

Терең су балықтары үшін мәселе

Терең су балықтарында бұл сценарий парадокс тудырады. Олардың дернәсілдері мезопелагиаль — мұхиттың алакөлеңке аймағында пайда болады, мұнда күндізгі сауытшалар жарықтың жетіспеуінен пайдасыз, ал таяқшалар әлі дамымаған. Сонда сұрақ туады: шабақтар жарыққа бейімделген жасушаларсыз қараңғыда қалай тірі қалады?

Гибридті фоторецепторларды зерттеу

Ғалымдар үш түрлі терең су балықтарының дамуын зерттеді: Vinciguerria (жарқырауық), Maurolicus (балтабалық) және Benthosema (жарқырауық анчоус). Электронды микроскопия арқылы олар тор қабықтағы фоторецепторлардың құрылымын зерттеп, осы жасушалардағы белсенді гендер мен опсин ақуыздарын талдау үшін транскриптомиканы қолданды.

Талдау нәтижесінде бұрын белгісіз жасуша түрі — «трансмутацияланған» фоторецепторлар анықталды. Бұл — екі түрлі көру жасушасының қасиеттерін біріктіретін биологиялық химералар. Пішіні жағынан олар таяқшаларға ұқсайды: ұзын цилиндр тәрізді сыртқы сегменті бар, бұл жарықты қабылдау аймағын ұлғайтып, қараңғыда сирек фотондарды ұстауға мүмкіндік береді. Алайда ішкі жағынан күндізгі көруге тән гендер мен биохимиялық процестер жұмыс істейді, атап айтқанда, кәдімгі таяқшаларға тән емес Rh2 опсин ақуыздары синтезделеді.

Гибридті жасушалардың артықшылықтары

Мұндай комбинация дернәсілдерге артықшылық береді: олар таяқшалар сияқты жоғары жарық сезімталдығына, әрі сауытшалар сияқты жарықтың жарқ етуінен кейін тез қалпына келу қабілетіне ие.

Түрлер арасындағы айырмашылықтар

Бұл гибридті жасушалардың тағдыры әртүрлі түрлерде әрқалай. Жарқырауықтар мен анчоустарда өскен сайын және тереңге кеткенде гибридті жасушалар нағыз таяқшаларға ауысады. Ал Maurolicus (балтабалық) түрінде «жалған таяқшалар» өмір бойы сақталады: олардың тор қабығының 99%-ы сыртқы түрі таяқшаларға ұқсас, бірақ генетикалық тұрғыда сауытшалар болып табылатын жасушалардан тұрады.

Ашылудың маңызы

Бұл жаңалық эволюциялық механизмдердің таңғаларлық икемділігін көрсетеді. Мұхиттың мәңгілік алакөлеңкесіне бейімделу үшін табиғатқа көзді қайтадан ойлап табудың қажеті болмады — ол күндізгі рецепторларды түнгі пішінге айналдырды, бұл дернәсілдердің дерлік толық қараңғылықта тірі қалуын қамтамасыз етті.