Электрические рыбы «подключаются» для общения
Исследователи из Техасского университета в Остине обнаружили, что электрические рыбы общаются, быстро «подключая» специальные каналы в своих клетках для генерации электрических импульсов.
Эти рыбы генерируют электрические поля для навигации, борьбы и привлечения партнёров в мутных реках и ручьях Центральной и Южной Америки. Они делают это ночью, пытаясь избежать хищников, таких как сомы, которые чувствуют электрические поля.
Генерация электричества энергозатратна, и рыбы используют «диммерный переключатель» для экономии энергии, регулируя силу своих электрических сигналов.
Учёные обнаружили, что таким «диммером» служат натриевые каналы, которые рыбы вставляют и удаляют из мембран специальных клеток — электроцитов — в своих электрических органах. Когда в клеточной мембране больше натриевых каналов, электрический импульс, излучаемый органом, сильнее.
Процесс находится под контролем гормонов, поддерживается циркадным ритмом «день-ночь» и может быстро меняться во время социальных взаимодействий.
«Для позвоночного животного это первое описание, которое связывает воедино всю систему — от поведения до быстрой вставки каналов — и в таком экологически значимом ключе», — отмечает Майкл Маркхэм.
Изменения происходят очень быстро — в течение 2–3 минут. Вероятно, это возможно благодаря резервуару натриевых каналов, хранящемуся в электроцитах. Когда в мозге рыбы высвобождается серотонин, он запускает выброс адренокортикотропного гормона из гипофиза, что ускоряет встраивание каналов в мембрану.
Когда рыбы неактивны, они удаляют натриевые каналы из мембран, чтобы снизить интенсивность электрического импульса.
Электроциты в электрическом органе рыб — это видоизменённые мышечные клетки. Это важно, потому что сердце позвоночных, также являющееся мышцей, тоже может добавлять натриевые каналы в свои клетки, чтобы биться быстрее. Оба органа работают постоянно и энергетически затратны.
Остаётся открытым вопрос, возник ли этот механизм однажды в далёком прошлом или это случай конвергентной эволюции, когда сердце позвоночных и электрический орган независимо развили одну и ту же способность.