Почуяв опасность в воде: Тайна шрекстоффа раскрыта спустя 86 лет
Исследователи под руководством Йошихиро Йошихара из Центра изучения мозга RIKEN в Японии разгадали тайну, которая дразнила науку с 1938 года. Учёные десятки лет не могли ответить на вопрос, что это за условное вещество шрекстофф, которое уведомляет рыб, когда их собратья по косяку ранены. Откуда странное слово? Schreckstoff в переводе с немецкого означает «пугающее вещество».
В новом исследовании, опубликованном в Current Biology («Современная биология»), описали интересные эксперименты, связанные с миром живых существ. Учёные искали вещество, которое должно было существовать, оставаясь загадкой. Опыты показали, что загадочный агент шрекстофф — в действительности два вещества, каждое из которых передаёт отдельные виды информации. Только почуяв оба химических сигнала, рыба или уносится прочь, или замирает. В общем, по-рыбьему соответствует реакции на опасность у млекопитающих «бей или беги». Такое, вероятно, свойственно многим животным, включая людей.
В 1938 году лауреат Нобелевской премии Карл фон Фриш обнаружил, что косяк гольянов, небольших рыбок, вёл себя так, как будто поблизости находился хищник, когда в их аквариум поместили раненого собрата. Защитный механизм позволяет рыбам избегать опасности, даже если они сами непосредственно не видели хищника. Фон Фриш предположил, что некоторое количество шрекштоффа должно было выделяться из кожи раненого гольяна, а другие рыбки ощутили это обонянием.
На долю надотряда костнопузырных (Ostariophysi) приходится около 75% всех пресноводных рыб. После возникновения гипотезы о шрекштоффе учёные обнаружили, что костнопузырные ведут себя аналогично, но только если ранена рыба одного с остальными вида. Но многолетние исследования не помогли с ответом на вопрос, какое же «пугающее вещество» вызывает тревогу.
Йошихиро Йошихара сказал, что многие исследователи прежде пытались вычленить шрекштофф из экстрактов кожи разных видов рыб. Однако учёные из RIKEN добились успеха, выбрав совершенно другой метод.
В предыдущих исследованиях учёные добавляли по отдельности разные химикаты в аквариумы и наблюдали за реакцией рыб. И путём подбора объявляли о веществах, которые пугали рыб больше всего. Однако результаты опытов оказывались ненадёжными или повторить их не удавалось.
В новом исследовании группа Йошихары занималась поиском веществ на основе активности мозга. Они опускали кусочки кожи рыбок данио в аквариум с особями того же вида. А затем с помощью иммуногистохимических исследований выясняли, как части мозга рыб, отвечающие за обоняние, отреагировали на это. Иммуногистохимический метод исследования тканей помогает выявлять в них искомые вещества. Для этого срезы тканей обрабатывают специфическими антителами.
Затем японские исследователи повторили тот же эксперимент, используя повреждённую кожу двух других видов рыб: золотых рыбок, которые относятся надотряду Ostariophysi, и японской оризии, которая к таковым не относится.
Исследователи обнаружили, что на кусочки рыбьей кожи реагировали три обонятельные области мозга подопытных. Один был неспецифическим и реагировал на все три типа повреждённой кожи. А один был специфическим для надотряда, так как реагировал только на кожу золотых рыбок и рыбок данио. Ещё один был специфическим для рыбок данио.
У оризии не было тревожных реакций, а рыбки данио практически не реагировали на повреждённую кожу золотых рыбок. Поэтому исследователи пришли к выводу, что для возникновения такого поведения необходимы два химических сигнала: запах, специфический для костнопузырных, сигнализирующий об опасности только им, и специфический для них запах, сигнализирующий «свои».
Используя ранее разработанную самостоятельно технологию, исследователи биохимическим способом выявили конкретную молекулу, ответственную за специфическую реакцию мозга рыбок данио. Вещество назвали «даниолсульфат» в честь этого же вида. Затем они идентифицировали молекулу, вызывающую специфическую для Ostariophysi обонятельную реакцию, и назвали второе вещество «остариоптерин».
Когда исследовали кожу многочисленных видов рыб, то обнаружили, даниолсульфат действительно был уникальным для данио. А вот остариоптерин наблюдался у многих видов рыб из надотряда Ostariophysi.
Чтобы проверить свою теорию, исследователи повторили эксперименты, используя открытые вещества вместо повреждённой кожи. Данио действительно продемонстрировали характерную устойчивую реакцию страха, но только если в воду добавляли даниолсульфат и остариоптерин. И только в этом случае исследователи наблюдали реакцию у данио в области мозга, которая отвечает за реакцию страха.
В новом исследовании, опубликованном в Current Biology («Современная биология»), описали интересные эксперименты, связанные с миром живых существ. Учёные искали вещество, которое должно было существовать, оставаясь загадкой. Опыты показали, что загадочный агент шрекстофф — в действительности два вещества, каждое из которых передаёт отдельные виды информации. Только почуяв оба химических сигнала, рыба или уносится прочь, или замирает. В общем, по-рыбьему соответствует реакции на опасность у млекопитающих «бей или беги». Такое, вероятно, свойственно многим животным, включая людей.
В 1938 году лауреат Нобелевской премии Карл фон Фриш обнаружил, что косяк гольянов, небольших рыбок, вёл себя так, как будто поблизости находился хищник, когда в их аквариум поместили раненого собрата. Защитный механизм позволяет рыбам избегать опасности, даже если они сами непосредственно не видели хищника. Фон Фриш предположил, что некоторое количество шрекштоффа должно было выделяться из кожи раненого гольяна, а другие рыбки ощутили это обонянием.
На долю надотряда костнопузырных (Ostariophysi) приходится около 75% всех пресноводных рыб. После возникновения гипотезы о шрекштоффе учёные обнаружили, что костнопузырные ведут себя аналогично, но только если ранена рыба одного с остальными вида. Но многолетние исследования не помогли с ответом на вопрос, какое же «пугающее вещество» вызывает тревогу.
Йошихиро Йошихара сказал, что многие исследователи прежде пытались вычленить шрекштофф из экстрактов кожи разных видов рыб. Однако учёные из RIKEN добились успеха, выбрав совершенно другой метод.
В предыдущих исследованиях учёные добавляли по отдельности разные химикаты в аквариумы и наблюдали за реакцией рыб. И путём подбора объявляли о веществах, которые пугали рыб больше всего. Однако результаты опытов оказывались ненадёжными или повторить их не удавалось.
В новом исследовании группа Йошихары занималась поиском веществ на основе активности мозга. Они опускали кусочки кожи рыбок данио в аквариум с особями того же вида. А затем с помощью иммуногистохимических исследований выясняли, как части мозга рыб, отвечающие за обоняние, отреагировали на это. Иммуногистохимический метод исследования тканей помогает выявлять в них искомые вещества. Для этого срезы тканей обрабатывают специфическими антителами.
Затем японские исследователи повторили тот же эксперимент, используя повреждённую кожу двух других видов рыб: золотых рыбок, которые относятся надотряду Ostariophysi, и японской оризии, которая к таковым не относится.
Исследователи обнаружили, что на кусочки рыбьей кожи реагировали три обонятельные области мозга подопытных. Один был неспецифическим и реагировал на все три типа повреждённой кожи. А один был специфическим для надотряда, так как реагировал только на кожу золотых рыбок и рыбок данио. Ещё один был специфическим для рыбок данио.
У оризии не было тревожных реакций, а рыбки данио практически не реагировали на повреждённую кожу золотых рыбок. Поэтому исследователи пришли к выводу, что для возникновения такого поведения необходимы два химических сигнала: запах, специфический для костнопузырных, сигнализирующий об опасности только им, и специфический для них запах, сигнализирующий «свои».
Используя ранее разработанную самостоятельно технологию, исследователи биохимическим способом выявили конкретную молекулу, ответственную за специфическую реакцию мозга рыбок данио. Вещество назвали «даниолсульфат» в честь этого же вида. Затем они идентифицировали молекулу, вызывающую специфическую для Ostariophysi обонятельную реакцию, и назвали второе вещество «остариоптерин».
Когда исследовали кожу многочисленных видов рыб, то обнаружили, даниолсульфат действительно был уникальным для данио. А вот остариоптерин наблюдался у многих видов рыб из надотряда Ostariophysi.
Чтобы проверить свою теорию, исследователи повторили эксперименты, используя открытые вещества вместо повреждённой кожи. Данио действительно продемонстрировали характерную устойчивую реакцию страха, но только если в воду добавляли даниолсульфат и остариоптерин. И только в этом случае исследователи наблюдали реакцию у данио в области мозга, которая отвечает за реакцию страха.
- Дмитрий Ладыгин
- wikipedia.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
«Этого не должно происходить»: что ученые нашли в облаках Венеры
Там возможны абсолютно другие, просто невероятные формы жизни. И эксперименты это доказали...
Молилась и убивала: какой диагноз ставят Салтычихе психиатры и психологи?
Ученые говорят: феномен жестокости самой страшной помещицы России разгадан, но......
Супервспышка-1947: тогда Земля избежала триллиона бомб. Но успокоилось ли Солнце?
Астрофизики говорят, что нам очень повезло со звездой. Но шансы на глобальную катастрофу все-таки есть...
Карта 1587 года и Ноев ковчег: почему место совпало с раскопками на Арарате?
Длина «судна», кстати, тоже совпала, и это не может не настораживать...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Камчатка 1000 лет назад: археологи заглянули в исчезнувший мир из космоса
Предков этих людей изгнало мощное извержение вулкана, но через столетия они вернулись в родные земли...
Жизнь за пределами Земли: что рассказала ученым межзвездная комета 3I/ATLAS?
Объект настолько древний, что его возраст крайне сложно представить. И это не единственная загадка пришельца из глубокого космоса...
Нашли тайную комнату в гробнице Тутанхамона: почему там может быть Нефертити?
Если гипотеза подтвердится, это будет крупнейшее археологическое открытие современной эпохи...
Астрономы поймали сигнал из космоса: пришельцы или помеха?
И почему главная проблема в том, что мы мастерски сами себе мешаем за пределами Земли?...
928 разбросанных костей в Гёбекли-Тепе: спустя 30 лет раскопок тайна древнейшего храма наконец-то раскрыта
Однако археологи признаются: от открытия им проще не стало. Напротив, все еще больше запуталось...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...