Колюшки выделяют мочу иначе во время строительства гнезда

Самцы колюшки очень самоотверженны в заботе о потомстве. Они строят гнёзда, конкурируя за лучшее, а затем защищают икру. На строительство гнезда уходит так много энергии, что некоторые жизненно важные органы вынуждены полностью менять свою функцию. Это особенно касается почек.

Все животные используют почки для выведения из организма избытка воды и продуктов жизнедеятельности в виде мочи. Колюшки тоже это делают, но самцы — только до достижения половой зрелости. Когда самец созревает и начинает строить гнездо, его почки прекращают производить мочу.

Загадка: почему они не «взрываются»?

Для строительства гнезда нужна особая клейкая субстанция, которую производят почки. Производство этого вещества, напоминающего паучий шёлк, полностью захватывает функцию почек, компрометируя нормальное производство мочи. Это сравнимо с потерей человеком способности мочиться.

Поскольку колюшки живут в пресной воде и склонны поглощать её больше, чем нужно, нарушение функции почек должно быть серьёзной угрозой для самцов. Казалось бы, они должны раздуваться и в конце концов «взорваться». Но этого не происходит. Избыток воды как-то выводится.

Необычный способ избавиться от лишней воды

Исследователи из Университета Южной Дании выяснили, что самцы выделяют «мочу» через кишечник, а не через почки. Секреция разбавленной жидкости кишечником как активный способ осморегуляции ранее никогда не наблюдалась у животных — это необычная способность и интересный биологический феномен.

Учёные изучили клетки кишечника колюшки в лаборатории. Анализ белков, транспортирующих соль и воду, позволил идентифицировать молекулярный механизм, обеспечивающий выделение жидкости через кишечную стенку.

Моча не просачивается между клетками. Вместо этого она транспортируется через клетки с помощью специфических каналов в их мембранах.

«Эксперименты предполагают, что выделение происходит через так называемые аквапорины: молекулярные водные каналы в мембранах клеток кишечника. Этот процесс движется одновременным транспортом соли. У колюшек большое количество разных вариаций аквапоринов — гораздо больше, чем, например, у людей», — объясняет ведущий автор исследования Стеффен Мадсен.

В отличие от почек, где секреция жидкости основана на фильтрации крови, кишечник секретирует жидкость, выделяя соль, за чем следует диффузия воды.

Колюшки как индикаторы допинга

Когда самец колюшки созревает, функция его почек меняется. Это инициируется повышением уровня тестостерона и других мужских гормонов. Почки увеличиваются настолько, что это видно невооружённым глазом. Увеличенная почка производит клейкое вещество спиггин, необходимое для строительства гнезда.

Эта реакция очень специфична и чувствительна к андрогенным химическим веществам. Таким образом, увеличенная почка — верный признак того, что колюшка подверглась воздействию мужских гормонов.

Любая незрелая колюшка — самка или самец — отреагирует одинаково. Это превращает колюшек в ценные биомаркеры для антропогенных соединений, имитирующих мужские гормоны. Например, их можно использовать для обнаружения стероидов в спортзалах.