Генетическая мутация в глазах китов может повышать риски смертности

Учёные обнаружили, что генетическая мутация в глазах гладких китов, ухудшающая их способность видеть при ярком свете, может повышать их уязвимость к смертельным запутываниям в рыболовных снастях — одной из основных причин гибели этого находящегося под угрозой исчезновения млекопитающего.

Изучение этого вида китов, численность которого в западной части Атлантического океана составляет менее 500 особей, также может помочь учёным лучше понять, как работает зрение у других млекопитающих, включая людей.

Докторант Технологического института Флориды Лориан Швайкерт и её научный руководитель Майкл Грейс, профессор нейробиологии, совместно с Джеффри Фасиком, доцентом биологии Университета Тампа, охарактеризовали эту вновь обнаруженную мутацию у северных гладких китов и гренландских китов. Их результаты позволяют предположить, что эта мутация может серьёзно ухудшить способность китов визуально избегать запутывания.

Согласно новому исследованию «Эволюционная потеря конусной фоторецепции у гладких китов демонстрирует стабильность нейронных цепей в сетчатке млекопитающих», опубликованному в этом месяце в Journal of Comparative Neurology, у этих китов отсутствуют нормальные светочувствительные белки в колбочковых фоторецепторах. Это впервые демонстрирует полную потерю светоощущения на основе колбочек у какого-либо млекопитающего.

В свете этих выводов команда из Технологического института Флориды и Университета Тампа клонировала и секвенировала ген, кодирующий колбочковый опсиновый белок. Люди обладают несколькими различными опсиновыми генами, обеспечивающими отличное цветовое зрение, но считалось, что киты и их родственники имеют только один. Теперь исследователи обнаруживают, что у некоторых видов китов этот единственный ген фундаментально «сломан».

Работая в Лаборатории поведенческой нейробиологии и Центре микроскопии высокого разрешения Технологического института Флориды, учёные далее изучили, как эта мутация влияет на организацию сетчатки кита, исследуя гренландского кита, обитателя Арктики. Швайкерт и Грейс обнаружили, что палочковые клетки — световые детекторы, работающие в условиях тусклого света, — сохраняются, в то время как функциональные колбочковые клетки полностью отсутствуют в сетчатке гренландского кита.

По словам Швайкерт: «Колбочки обычно необходимы для зрения при ярком свете. Имея только палочки, гладкие киты могут иметь очень плохое зрение, когда всплывают, чтобы дышать. Это может затруднить для них избегание запутывания в рыболовных снастях — одной из ведущих причин смерти этих находящихся под угрозой исчезновения животных».

Однако неожиданно оказалось, что мутация колбочкового опсина, которая, как полагали учёные, мешает работе сетчатки, может фактически улучшать зрение этих китов в тусклом свете. Это открытие даёт представление о влиянии мутаций на здоровье и функцию человеческой сетчатки.

«Понимание сенсорных систем у видов, находящихся на грани исчезновения, открывает окно, которое может помочь нам лучше понять, как их защитить, — сказал Грейс. — Фантастическим бонусом является то, что анализ зрения китов может помочь нам лучше понять, как работают наши собственные глаза».