За тысячи лет пещерные рыбы тетры эволюционировали и потеряли зрение, получив прозвище «слепые пещерные рыбы», у некоторых из них появилось чрезмерное количество вкусовых рецепторов на голове и подбородке. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications Biology, ученые из Университета Цинциннати определили, когда вкусовые рецепторы начинают появляться в областях за пределами ротовой полости.
Начнем с того, что слепые рыбы развивались в пещерных водоемах на северо-востоке Мексики. Они бледно-розовые и почти полупрозрачные по сравнению со своими серебристыми собратьями, живущими в поверхностных реках и ручьях. Если у пещерных рыб есть слабые очертания глазниц, то у поверхностных рыб – огромные круглые глаза, придающие им вечно удивленное выражение.
Несмотря на очевидные физические различия, эти рыбы считаются одним и тем же видом. «Регрессия, например, потеря зрения и пигментации, – хорошо изученное явление, но биологические основы конструктивных особенностей изучены меньше», – говорит старший автор статьи профессор и биолог Калифорнийского университета Джошуа Гросс, чья лаборатория посвящена изучению эволюции и развития пещерных позвоночных.
Хотя в 1960-х годах ученые обнаружили, что у некоторых популяций слепых пещерных рыб есть дополнительные вкусовые рецепторы – на голове и подбородке, – дальнейшее изучение генетических процессов развития, объясняющих эту необычную особенность, не проводилось.
Чтобы определить, когда появляются дополнительные вкусовые рецепторы, Гросс и его группа изучили вид Astyanax mexicanus, включая две отдельные популяции пещерных рыб, обитающих в пещерах Пачон и Тинаха на северо-западе Мексики.
Исследовательская группа обнаружила, что с момента рождения и до 5-месячного возраста количество вкусовых рецепторов у пещерных рыб такое же, как и у поверхностных. Затем вкусовые рецепторы начинают расти в количестве и появляются на голове и подбородке, вплоть до взрослого возраста, примерно в 18 месяцев.
По словам Гросса, это увеличение коррелирует с тем временем, когда пещерные рыбы перестают питаться живыми организмами и начинают искать другие источники пищи, такие как гуано летучих мышей. С большим количеством вкусовых рецепторов пещерные рыбы обладают более острым чувством вкуса, что, вероятно, является адаптивной чертой.
Другим удивительным открытием этого исследования является генетическая архитектура этого признака: несмотря на сложность, оказывается, что большее количество вкусовых рецепторов на голове контролируется в основном только двумя областями генома.
«Остается неясным точное функциональное и адаптивное значение расширенной вкусовой системы», – говорит Гросс, что побудило команду начать новые исследования, подвергая рыб воздействию различных вкусов, таких как кислый, сладкий и горький.
