Биологи разгадали тайну способности крокодила не дышать

Биологи разгадали тайну способности крокодила не дышать

Ученые изучили свойства гемоглобина крокодилов, которые позволяют им оставаться под водой в течение длительного времени. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Крокодилы славятся своей способностью охотиться из засады. Они поджидают добычу под водой, затем внезапно выпрыгивают, поднимаются над поверхностью и хватают животное зубами. Но крокодилы дышат и могут нырять, только задерживая дыхание. Благодаря особому типу гемоглобина в крови, рептилия может сидеть несколько часов без дыхания.

Джей Сторц из Университета Небраски-Линкольна и его коллеги хотели выяснить, как именно крокодилы, единственные из всех челюстных позвоночных, развили эту особенность. Гемоглобин связывает кислород в легких, а затем высвобождает его в тканях. У большинства позвоночных способность гемоглобина связывать и накапливать кислород определяется фосфорорганическими соединениями, которые связываются с гемоглобином и заставляют его выделять газ. Однако у крокодилов вместо фосфата для этой цели используется бикарбонат, который образуется при расщеплении углекислого газа. Поскольку ткани производят много углекислого газа, они также косвенно производят много бикарбоната, который, в свою очередь, «запускает» гемоглобин для доставки кислорода к тканям, которые нуждаются в нем больше всего.

Чтобы выяснить, как такая система могла развиться в ходе эволюции, авторы решили изучить три типа восстановленного гемоглобина: далекого предка крокодилов (архозавров) 240 миллионов лет назад, последнего общего предка всех птиц и общего предка современных крокодилов 80 миллионов лет назад. Оказывается, только гемоглобин непосредственного предка крокодилов не связывает фосфат и чувствителен к бикарбонату.

Затем ученые начали добавлять в гемоглобин архозавра мутации, характерные для крокодилов. В конце концов, авторы определили, какие мутации делали гемоглобин архозавра более похожим на гемоглобин современных крокодилов.

Оказалось, что эволюционные изменения в реакции гемоглобина на бикарбонаты и фосфаты были вызваны разными мутациями, и что усиление одного механизма не зависело от потери другого. Другими словами, активация чувствительности к бикарбонату и деактивация чувствительности к фосфату происходили отдельно.

Ученые пришли к выводу, что комбинация мутаций может привести к функциональным изменениям, которые превосходят сумму отдельных эффектов. Во многих отношениях мутация, которая сама по себе не имеет функционального эффекта, может открыть дверь для других мутаций с очевидными и прямыми последствиями.


Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен

Поделись публикацией

Самые популярные публикации


Следи за нами в социальных сетях