Температурно-зависимые адаптации зрения китовой акулы

Исследователи из Японии под руководством Центра динамических исследований биосистем RIKEN в Кобе и Университета Осаки обнаружили уникальные температурно-зависимые адаптации зрения китовой акулы, не встречающиеся у других живых существ. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в статье "Whale shark rhodopsin adapted to deep-sea lifestyle by a substitution associated with human disease".

Китовые акулы (Rhincodon typus) — самые крупные рыбы на планете, достигающие 18.8 м в длину. Хотя они проводят большую часть времени у освещённой солнцем поверхности, они иногда погружаются на глубину. Рекордное зарегистрированное погружение составляет 1928 метров. Давление на такой глубине достигает 2800 psi (191 атмосферы), а температура постоянна и равна 4°C. Ниже 200 метров царит темнота, а на глубине 1500 метров единственный свет — биолюминесценция.

Глаза китовой акулы имеют ряд любопытных адаптаций: зубы вокруг радужки, способность втягиваться в череп и "сине-сдвинутый" родопсин, лучше улавливающий синий свет, который проникает вглубь воды. Спектроскопический анализ фоторецепторов сетчатки показал, что максимум поглощения света приходится на ~478 нм, что соответствует наиболее доступному свету в глубоководной среде.

Анализ последовательностей фоторецепторов в сравнении с ближайшими родственниками-акулами выявил две уникальные аминокислотные замены, характерные только для китовой акулы. Одна из замен ответственна за сдвиг восприятия к синему спектру. Сопоставимый вариант у человека приводит к врождённой стационарной ночной слепоте (congenital stationary night blindness). Этот вариант также оказался термически нестабильным, то есть может разрушаться под действием температуры.

В другом месте мутации пигмент глаза китовой акулы также оказался термически активируемым к нестабильности, настраиваясь на более длинные волны.

По отдельности эти термически нестабильные пигменты могли бы ухудшать зрение. Однако, как обнаружили исследователи, их комбинация повышает общую стабильность зрения и позволяет китовым акулам эффективно видеть при изменении условий освещения в разных средах.