Zwierzęta wytwarzają wiele dziwnych związków. Weź na przykład tusz kałamarnicy, spray skunksa, a nawet szlam hagfish. Ale jednym z najdziwniejszych produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego jest alkohol ze złotych rybek. Kiedy nasi płetwowi przyjaciele przebywają w środowisku o niskiej zawartości tlenu, jak na dnie zamarzniętego stawu, złota rybka i pokrewne gatunki karpi wytwarzają alkohol ze skrzeli. Teraz, jak Ryan F. Mandelbaum w Gizmodo raporty, badacze w końcu zorientowali się, w jaki sposób i dlaczego istoty wytwarzają ten podejrzany bimber.
W przypadku większości kręgowców, gdy tlen nie jest już dostępny, ciało przełącza się na oddychanie beztlenowe, które szybko rozkłada węglowodany na energię, informuje Rachel Baxter z New Scientist . Ale podobnie do tego, w jaki sposób sprinterzy mogą utrzymać suwak na krótkich dystansach, ryby mogą polegać na tym procesie tylko przez krótki czas z powodu nagromadzenia kwasu mlekowego, który jest niebezpieczny w wysokich stężeniach.
Złota rybka i karaś jednak metabolizują te węglowodany inaczej niż inne zwierzęta, gdy brakuje tlenu. Stworzenia przekształcają te węglowodany w etanol, które wydalają ze skrzeli. Oznacza to, że kwas mlekowy nie gromadzi się w ich ciałach, co pozwala im przetrwać w środowisku o niskiej zawartości tlenu.
Jednak to, jak to się dzieje, od dawna jest tajemnicą. Ale badanie opublikowane w tym tygodniu w czasopiśmie Scientific Reports pomaga wyjaśnić podejrzaną łamigłówkę.
Jak donosi Mandelbaum, aby badać ryby, zespół naukowców z uniwersytetów w Oslo i Liverpoolu umieścił karpia w „hotelu ze złotą rybką”, zestawem bezpowietrznych akwariów, w których badali je przez siedem dni, pobierając próbki tkanek od ryb .
Naukowcy odkryli, że tkanka mięśniowa ryby zawiera dwa rodzaje enzymów, które kierują węglowodany do mitochondriów, siłowni komórkowych, w których wytwarzana jest energia, zgodnie z komunikatem prasowym. Jeden zestaw tych białek przebiega normalnym szlakiem metabolicznym. Ale w środowisku o niskiej zawartości tlenu włącza się drugi enzym zwany dekarboksylazą pirogronianową, przetwarzając odpady metaboliczne w celu wytworzenia mniej niebezpiecznego etanolu, który jest następnie usuwany z układu ryb. To trochę tak, jak drożdże piwowarskie robią dobre rzeczy, zauważa Baxter.
Podczas przedłużonych okresów pokrywy lodowej w północnej Europie „stężenie alkoholu we krwi u karca może osiągnąć ponad 50 mg na 100 mililitrów, co jest powyżej limitu napoju w tych krajach”, współautor, fizjolog ewolucyjny na University of Liverpool, mówi w komunikacie prasowym. „Jest to jednak nadal znacznie lepsza sytuacja niż napełnianie kwasem mlekowym, który jest metabolicznym produktem końcowym dla innych kręgowców, w tym ludzi, gdy są pozbawione tlenu”.
Jak podaje Baxter, naukowcy zsekwencjonowali DNA zwierzęcia, stwierdzając, że mutacja warzenia gorzałki ewoluowała u przodka karpia i złotej rybki około 8 milionów lat temu. Mała sztuczka powstała z powodu mutacji znanej jako duplikacja całego genomu, w której gatunek ma całą dodatkową kopię materiału genetycznego. Mutacja w tych zduplikowanych genach dała rybom specjalną sztuczkę.
To także imponująca adaptacja do przetrwania. „Produkcja etanolu pozwala karpiowi jako jedynemu gatunkowi ryb, który przetrwał i eksploatuje te trudne warunki”, powiedziała w wydaniu główna autorka Cathrine Elisabeth Fagernes z Uniwersytetu w Oslo, „unikając w ten sposób konkurencji i unikając drapieżnictwa przez inne gatunki ryb, z którymi zwykle wchodzą w interakcje w lepiej natlenionych wodach. ”
Tak więc główne pytanie brzmi: czy ryby faktycznie się upijają? Berenbrink mówi Mandelbaumowi, że trudno powiedzieć. „Pod lodem starają się zminimalizować wydatek energetyczny”, mówi. „W pewien sposób zachowanie się zmienia, ponieważ po prostu tam siedzą. Nie możemy tak naprawdę odróżnić, czy to od alkoholu czy strategii przetrwania. ”
Następnym krokiem jest porównanie różnych gatunków wytwarzających alkohol, aby znaleźć jakiekolwiek różnice w procesie i dowiedzieć się, kiedy i jak produkcja etanolu się włącza i wyłącza.
