Ультрафиолет помогает морским животным определять время года

Большинство организмов на Земле зависят от энергии солнца. Солнечный свет также является важным координатором биологических часов. Животные получают ключевые сигналы для размножения, активности, питания или сна от изменяющихся световых условий. Эти ритмы существуют и у людей — изменение освещённости в течение года может сильно влиять на настроение и психику.

Часть естественного солнечного света, которому мы подвергаемся, состоит из ультрафиолетового излучения (UVA и UVB) — коротковолновой части спектра, которой в основном не хватает в искусственном освещении. До сих пор большинство исследований сезонных циклов фокусировалось на продолжительности светового дня.

«Вопреки предыдущим предположениям, мы обнаружили, что помимо длины дня на сезонные реакции червя Platynereis dumerilii влияет интенсивность UVA-света», — объясняет первый автор работы Винот Бабу Видин Раджан.

Изначально исследователи измеряли световые условия, в которых живут черви в Неаполитанском заливе (Италия). Анализ данных показал, что интенсивность УФ-излучения меняется в течение года иначе, чем продолжительность дня. Учёные задались вопросом, могут ли черви использовать эти изменения для определения времени года.

В сотрудничестве с инженером-электриком команда создала лампы, максимально точно воспроизводящие естественную световую среду, включая UVA. Интенсивность UVA-света изменяла поведение червей. Затем учёные идентифицировали ключевой световой рецептор (c-opsin 1), участвующий в этой реакции. У червей без этого рецептора наблюдался изменённый уровень ферментов, производящих важные нейрогормоны, такие как дофамин и серотонин.

Опсины, чувствительные к UVA, со схожими свойствами обнаружены и у других организмов — от рыб до человека.

«Мы привыкли думать об UVA-излучении как о чём-то, от чего нужно защищаться, но у этих морских червей оно явно выполняет биологическую функцию. Будет интересно выяснить, какое влияние уровень UVA оказывает на других животных и даже на нас самих», — говорит Тесмар-Райбл.

Правильное время поведения морских организмов, как часть сложной среды, также влияет на популяции и экосистему океана. Как именно UVA-свет влияет на этот хрупкий баланс, пока неясно.

«Понимание важности UVA-света для физиологии и поведения морских животных будет иметь и экологическое значение», — предполагают исследователи.

Исследование опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution.