Ryby, które żyją w niezwykle mroźnych wodach Arktyki, musiały przystosować się ewolucyjnie do przetrwania w ekstremalnych warunkach. Pomagają im w tym między innymi naturalne krioprotekanty, które chronią tkanki przed uszkodzeniami i zamarzaniem. Funkcje krioochronne pełnią specjalne białka, które działają jak przeciwzamarzacze. Znajdują się zazwyczaj we krwi.

Arktyczna ryba wykazywała cechy biofluorescencji

Prowadząc badania na Grenlandii, naukowcy odnaleźli Liparis gibbus, rybę z rodziny dennikowatych. Gatunek ten żyje w strefie przydennej wód Arktyki, na głębokości ok. 650 metrów. Najlepiej czuje się wśród wodorostów, skał oraz gór lodowych. L. gibbus zazwyczaj jest brązowy, ma białe płetwy i osiąga maksymalnie ok. 52 cm długości. Gatunek po raz pierwszy został opisany przez Tarletona Hoffmana Beana w 1881 roku.

Naukowcy odnaleźli tego osobnika w 2019 roku w trakcie ekspedycji, która prowadzona była przez Amerykańskie Muzeum Historii Naturalnej. Uwagę badaczy przykuło to, że ryba wykazywała cechy biofluorescencyjne i mieniła się jaskrawymi zielonymi i czerwonymi barwami. Jest to zjawisko emitowania światła przez substancję uprzednio wzbudzoną poprzez pochłonięcie światła lub innego promieniowania elektromagnetycznego.

Ryba posiadała najwyższy poziom ekspresji białek, które zapobiegały zamarzaniu

– Odkrycie tego gatunku było dla nas olbrzymim zaskoczeniem. Długo zastanawialiśmy się, jak ta mała ryba może żyć w tak ekstremalnym środowisku i nie zamarzać – mówił David Gruber, profesor biologii z University of New York’s Baruch College i współautor badania. Uczony dodaje również, że jest to pierwszy przypadek ryby arktycznej, u której wykryto cechy biofluorescencji.

Naukowcy postanowili zbadać osobnika odnalezionego pod górą lodową. Badacze przeprowadzili sekwencjonowanie transkryptomu, czyli zestawu cząsteczek mRNA w organizmie. Chcieli w ten sposób określić poziom ekspresji genów. Ku zdumieniu uczonych okazało się, że ryba posiada najwyższy poziom ekspresji przeciwzamarzaczy (AFP), jaki kiedykolwiek odnotowano. Ponadto uczeni odkryli dwa różne typy rodzin genów kodujących te białka.

– Białka, które zapobiegają zamarzaniu, spowalniają powstawanie kryształków lodu lub zapobiegają mu. Ryby te uzyskały takie białka w toku ewolucji – tłumaczy Gruber. Portal Live Science przypomina, że po raz pierwszy te białka u niektórych ryb arktycznych wykryto prawie 50 lat temu.

Globalne ocieplenie może stanowić zagrożenie dla tego gatunku

Naukowcy twierdzą, że różne typy białek krioochronnych wyewoluowały niezależnie wśród wielu różnych gatunków ryb, nie tylko tych, które są blisko spokrewnione. Jest to niezwykle ważna cecha, która pozwala im przetrwać w ekstremalnych warunkach.

Przedstawiciele Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej zwracają jednak uwagę, że ze względu na tak duży poziom ekspresji białek, istnieją obawy, że gatunek ten może nie przetrwać zmian spowodowanych globalnym ociepleniem. Badacze uważają, że w wyniku ocieplania oceanów i mórz niektóre gatunki będą emigrowały do Arktyki, a Liparis gibbus będzie musiał z nimi konkurować. Może się okazać, że zdobyte w trakcie ewolucji przeciwzamarzacze przestaną być mu potrzebne i nie będą przynosiły temu gatunkowi żadnych korzyści.

Źródło: Evolutionary Bioinformatics.