Третью ночь после полнолуния летом и осенью, через 22 минуты после захода солнца, крошечные морские беспозвоночные, известные как бермудские черви, освещают Карибский бассейн в биолюминесцентном брачном ритуале. И теперь, как сообщает Брендон Спектор для « Живой науки», исследователи раскрыли секрет зеленого свечения огненных червей: особый фермент, которого не было ни у каких других биолюминесцентных животных.
Впечатляющие и точно рассчитанные спаривающиеся привычки бермудского червя были исторически хорошо задокументированы. Считается, что Христофор Колумб и его команда мельком увидели любовных существ 11 октября 1492 года, когда они приближались к острову Сан-Сальвадор; в своих дневниках Колумб упоминает «пламя маленькой свечи, попеременно поднимаемой и опускающейся» в темных водах.
В 1930-х годах ученые поняли, что таинственные наблюдения Колумба совпали с брачным поведением бермудского червя ( Odontosyllis enopla), обитающего на всей территории Карибского бассейна. Марк Сиддалл, куратор Отдела зоологии беспозвоночных Американского музея естествознания и соавтор нового исследования, опубликованного в PLOS One, описывает захватывающее зрелище совокупления твари:
«Самки червей, выходящие из-под дна, быстро плавают в крутых маленьких кружочках, пока они светятся, что выглядит как поле маленьких церулеевых звезд на поверхности струйно-черной воды», - объясняет Сиддалл в своем заявлении. «Затем самцы, появляясь на свету самок, приходят вверх, как кометы, - они тоже светятся. Есть небольшой взрыв света, когда оба сбрасывают свои гаметы в воду.
Но почему современные черви производят световые шоу, было не так ясно для современных исследователей. Некоторые думали, что ключом является люцифераза, фермент, который производит свет у нескольких животных, включая светлячков и медуз. Однако другие ученые утверждали, что фотопротеины стимулировали свечение огненных червей.
В надежде внести ясность в дебаты, Сиддалл и его коллеги-исследователи вытащили 12 самок червей из вод Ферри-Рич, канала на северо-востоке Бермудских островов, в момент их биолюминесценции и заморозили их. Затем команда проанализировала полный набор молекул РНК или транскриптома (который, по сути, дает исследователям подробный список генов, например, какие из них активны в каких клетках), в трех из 12 огненных червей. Молекулы РНК участвуют в кодировании белков, связанных с биолюминесценцией, сообщает Мишель Старр из Science Alert .
Исследователи обнаружили, что свечение огненных червей действительно может быть связано с наличием люциферазы, но особый тип люциферазы, присутствующий в бермудских глистах, кажется совершенно уникальным. Исследователи сравнили его с генами люциферазы, зарегистрированными в базах данных, и не смогли найти подходящих белков.
Новое исследование раскрыло дополнительные генетические секреты ослепительного брачного ритуала огненных червей. Исследователи определили некоторые ферменты, которые увеличивают глаза огненных червей, поэтому они более чувствительны к биолюминесцентному свечению, а также другие, которые модифицировали нефридию - орган, который накапливает и выпускает гаметы - в период размножения.
Это новое понимание РНК огненного червя не раскрывает, как существа знают, как спариваться в такие особые времена. Но результаты исследования могут иметь важное значение для медицинских исследований, говорит Майкл Тесслер, биолог из Института сравнительной геномики им. Саклера Музея естественной истории.
«Особенно интересно найти новую люциферазу, - говорит Тесслер в заявлении, - потому что, если вы сможете добиться освещения при определенных обстоятельствах, это может быть действительно полезно для мечения молекул для биомедицинских исследований».
