Рыбы используют вкусовые рецепторы для измерения уровня кислорода в воде

Исследование Университета Оттавы показало, что некоторые рыбы используют вкусовые рецепторы для измерения уровня кислорода в воде.

Личинки рыбок данио-рерио (пресноводная рыба семейства карповых) могут «пробовать» уровень кислорода в воде с помощью тех же клеток, которые они используют для восприятия вкуса пищи. Эти же клетки функционируют как кислородные сенсоры, играя ключевую роль в регуляции дыхательного ответа рыбы на условия низкого содержания кислорода (гипоксии).

Эта двойная функция клеток вкусовых почек ранее была неизвестна и бросает вызов существующему пониманию сенсорных систем у водных животных. Исследование «Developing zebrafish utilize taste-signaling pathways for oxygen chemoreception» опубликовано в журнале Current Biology.

«Мы обнаружили удивительную связь между вкусом и дыханием у рыб, — говорит Стив Перри, заслуженный профессор кафедры биологии Университета Оттавы. — Наше исследование представляет первые прямые доказательства существования кислород-чувствительных клеток, связанных с контролем дыхания у этих животных, и, что удивительно, эти клетки расположены в их вкусовых почках».

Для получения этих выводов исследовательская группа использовала инновационные методы, включая внутриклеточную визуализацию кальция у живых рыб.

«Мы наблюдали, что эти сенсорные клетки активируются при низком уровне кислорода, или гипоксии, — объясняет соавтор Ихан Кевин Пан, постдокторант в лаборатории профессора Перри. — Когда мы аблатировали — или удалили — эти клетки, это нарушило дыхательные паттерны рыбы в условиях гипоксии. И наоборот, активация нервов, исходящих из вкусовых почек, стимулировала дыхание».

Это открытие имеет далеко идущие последствия для понимания того, как рыбы адаптируются к изменяющимся условиям окружающей среды. Оно предполагает, что способность «пробовать» уровень кислорода в воде может быть важнейшим механизмом выживания водных организмов, позволяя им быстро обнаруживать и реагировать на потенциально опасные ситуации с низким содержанием кислорода.

Исследование также подчеркивает замечательную адаптивность сенсорных систем в природе. «Это яркий пример того, как одна и та же биологическая структура может выполнять несколько функций, — отмечает Пан. — В данном случае вкусовые почки, помимо хорошо известной функции восприятия вкусовых сигналов, также выполняют жизненно важную дыхательную функцию».

По мере того, как мы сталкиваемся с растущими экологическими проблемами, включая изменения водных экосистем, вызванные изменением климата, понимание того, как рыбы воспринимают и реагируют на изменения в своей среде, становится все более критически важным. Помимо научного понимания, это открытие может иметь практическое значение для защиты и культивирования водной жизни.