02.10.2009 | Южноамериканская речная рыба Sternopygus macrurus раскрыла секрет энергосбережения

Южноамериканская речная рыба Sternopygus macrurus из отряда «ножетелых» является настоящим природным специалистом в вопросах энергосбережения. Она может изменять состояние электропроводящих молекулярных (натриевых и калиевых) каналов своего электрогенерирующего органа, что приводит к снижению электрического потенциала тела рыбы. Изучение механизма, при помощи которого S. macrurus варьируют интенсивность сигнала, в будущем может помочь при лечении сердечных заболеваний и расстройств нервной системы.

Ученые обнаружили, что электрические рыбы способны произвольно уменьшать напряжение разряда. Статья авторов появилась в журнале PLoS Biology. Коротко работа описана в журнале Wired. Авторы нового исследования работали с южноамериканской рыбой Sternopygus macrurus.

S.macrurus широко распространён в тропических реках Южной Америки. Рыбки небольшие — кокло 10 см в длину, достигают до 50-60 см. Рыбы питаются всевозможными червями, мелкими ракообразными и личинками водных насекомых. Возможно, поедают и мелких рыб.

S.macrurus ведёт преимущественно ночной образ жизни. Днём прячется в различных укрытиях. Стернопигус — территориальный вид, охраняющий свой «дом». Стоит другой рыбе приблизиться к занятому укрытию, как тут же хозяин делает предупредительный бросок, изгоняя непрошеного гостя.

S. macrurus генерируют электрические разряды постоянно — их электрические органы расположены вдоль хвоста. Исследователи показали, что во время отдыха S. macrurus способны уменьшать напряжение разряда, задействуя меньше ионных каналов. Такая стратегия позволяет рыбам экономить энергию.

Электрические рыбы используют ток для парализации добычи, защиты от врагов, а также для ориентирования на местности, используя свои электрические органы как радар. Электричество у таких рыб вырабатывается особыми клетками, получившими название электроцитов. Внутри этих клеток создается значительная разность потенциалов за счет регуляции количества ионов натрия и калия на различных сторонах внутриклеточной мембраны. Ионы «перебираются» с одной стороны мембраны на другую по специальным белкам — ионным каналам.

Клетки сердечной мышцы и нервных тканей также активно используют электричество. Натриевые каналы выполняют транспортную роль при перемещении заряженных атомов натрия через клеточную мембрану. При массовом перемещении атомов возникает достаточно мощный электрический импульс. Если же в нём нет необходимости, то лишние натриевые каналы убираются в специальный резервуар внутри электрогенерирующего органа.

Управляет всем этим процессом головной мозг рыбы, который в нужный момент выделяет нейромедиатор серотонина. С его помощью управляется специальная железа, вырабатывающая гормон для увеличения или уменьшения количества натриевых каналов.

Частота электрического сигнала рыб составляет 100 Гц. В лабораторных экспериментах при помощи электрического поля рыба может засечь крохотных жучков длиной полсантиметра, а также преодолевать различные препятствия, улавливая изменения, которые эти объекты вносят в электрическое поле.

FDiary.com.ua