O enzimă mutantă permite peștelui auriu și crapului să trăiască în iazuri cu conținut scăzut de oxigen transformând acidul lactic toxic în etanol

Animalele produc o mulțime de compuși ciudați. Luați, de exemplu, cerneală de calmar, spray pentru mofetă sau chiar nămol de hagfish. Dar unul dintre cele mai ciudate subproduse produse de animale este alcoolul de pește de aur. Când prietenii noștri cu aripioare sunt în medii cu conținut scăzut de oxigen, ca în partea de jos a unui iaz înghețat, peștii aurii și speciile de crap înrudite produc alcool din branhii. Acum, după cum raportează Ryan F. Mandelbaum la Gizmodo, cercetătorii au aflat în cele din urmă cum și de ce creaturile produc această lumină de pește.

iarna

Pentru majoritatea animalelor vertebrate, când oxigenul nu mai este disponibil, corpul trece la respirația anaerobă, pe care o descompune rapid carbohidrații pentru energie, relatează Rachel Baxter la New Scientist. Dar, similar cu felul în care sprinterii își pot menține fermoarul pe distanțe scurte, peștii se pot baza pe acest proces doar pentru o perioadă scurtă de timp datorită acumulării de acid lactic, care este periculos în concentrații mari.

Cu toate acestea, peștii aurii și carasii metabolizează acești carbohidrați diferit față de alte animale, atunci când oxigenul este rar. Creaturile convertesc acești carbohidrați în etanol, pe care îl expulzează din branhii. Aceasta înseamnă că acidul lactic nu se acumulează în corpul lor, permițându-le să supraviețuiască în mediul cu conținut scăzut de oxigen.

Totuși, modul în care se întâmplă asta a fost de mult timp un mister. Însă un studiu publicat săptămâna aceasta în revista Scientific Reports ajută la explicarea puzzle-ului de pește.

După cum raportează Mandelbaum, pentru a studia peștii, o echipă de cercetători de la Universitățile din Oslo și Liverpool a pus crap caras într-un „hotel de pește auriu”, un set de tancuri de pește fără aer, unde i-au studiat timp de șapte zile, luând probe de țesut din pește.

Cercetătorii au descoperit că țesutul muscular al peștilor conține două tipuri de enzime care canalizează carbohidrații către mitocondrii, centrele celulare unde se produce energie, potrivit unui comunicat de presă. Un set de proteine ​​urmează calea metabolică normală. Dar într-un mediu cu conținut scăzut de oxigen se activează a doua enzimă numită piruvat decarboxilază, procesând deșeurile metabolice pentru a produce etanolul mai puțin periculos, care este apoi eliminat din sistemul peștelui. Este un pic ca felul în care drojdia de bere face lucrurile bune, notează Baxter.

În perioadele prelungite de acoperire cu gheață din nordul Europei, „concentrațiile de alcool din sânge în crapul caras pot ajunge la peste 50 mg la 100 mililitri, ceea ce depășește limita de băutură în aceste țări”, co-autor, fiziolog evolutiv la Universitatea din Liverpool, spune în comunicatul de presă. "Cu toate acestea, aceasta este încă o situație mult mai bună decât umplerea cu acid lactic, care este produsul metabolic final pentru alte vertebrate, inclusiv pentru oameni, atunci când sunt lipsite de oxigen."

După cum relatează Baxter, cercetătorii au secvențiat și ADN-ul animalului, constatând că mutația alcoolică a evoluat în strămoșul crapului și peștelui aur cu aproximativ 8 milioane de ani în urmă. Micul truc a apărut datorită unei mutații cunoscute sub numele de duplicare a întregului genom, în care specia are o întreagă copie suplimentară a materialului genetic. O mutație a acestor gene duplicate a dat peștilor trucul lor special.

Este, de asemenea, o adaptare de supraviețuire destul de impresionantă. „Producția de etanol permite crapului caras să fie singura specie de pești care supraviețuiește și exploatează aceste medii dure”, spune autorul principal Cathrine Elisabeth Fagernes de la Universitatea din Oslo, „evitând astfel concurența și evitând prădarea de către alte specii de pești cu care în mod normal, ele interacționează în ape mai bine oxigenate ”.

Deci marea întrebare este: peștele se îmbată de fapt? Berenbrink îi spune lui Mandelbaum că este cam greu de spus. „Sub gheață încearcă să reducă la minimum cheltuielile de energie”, spune el. „Într-un fel, comportamentul se schimbă pentru că doar stau acolo. Nu putem distinge cu adevărat dacă este vorba de alcool sau strategia de supraviețuire ".

Următorul pas este compararea diferitelor specii producătoare de alcool pentru a găsi diferențe în proces și pentru a afla exact când și cum producția de etanol face clic și oprește.

Despre Jason Daley

Jason Daley este un scriitor din Madison, Wisconsin, specializat în istorie naturală, știință, călătorii și mediu. Lucrările sale au apărut în Discover, Popular Science, Outside, Men’s Journal și în alte reviste.