Ta ryba potrafi modyfikować genetycznie swoje potomstwo
Węgorz elektryczny, za sprawą energii elektrycznej, którą generuje, posiada zdolność do genetycznego modyfikowania narybku, wynika z doniesień czasopisma „PeerJ - Life and Environment”. Ryby elektryczne, takie jak drętwy, raje, mruki, strętwy czy sum elektryczny, dzięki wyspecjalizowanym narządom z przekształconych mięśni lub tkanki łącznej, potrafią wytwarzać energię elektryczną. Te wyładowania elektryczne wykorzystywane są do elektrolokacji, komunikacji międzygatunkowej, a także do obezwładniania ofiar lub napastników. Teraz naukowcy odkryli, że pełnią także zupełnie inną funkcję.
- Energia elektryczna uwalniana przez węgorza elektrycznego może modyfikować genetycznie potomstwo małych ryb.
- Wyładowania elektryczne mogą sprzyjać transferowi genów do komórek.
- Odkrycie to sugeruje, że węgorze elektryczne i inne organizmy wytwarzające energię elektryczną mogą wpływać na modyfikacje genetyczne w przyrodzie.
- Odkrycie uzupełnia naszą wiedzę o elektroporacji, technice dostarczania genów do komórek.
Pomimo nazwy, węgorz elektryczny (strętwa) nie jest spokrewniony z tradycyjnym wężem wodnym, choć z wyglądu może przypominać tego drugiego. Jego narządy elektryczne są proporcjonalnie bardzo duże w porównaniu do masy ciała, co pozwala mu generować wyjątkowo wysokie napięcie, sięgające nawet 860 woltów. Jest to zwierzę śmiertelnie niebezpieczne nawet dla ludzi i dużych zwierząt.
Nieznana cecha węgorza elektrycznego
Badania przeprowadzone przez grupę naukową pod kierunkiem profesora Eiichi Hondo i adiunkta Atsuo Iida z Uniwersytetu w Nagoi skoncentrowały się na wpływie wyładowań węgorza elektrycznego na komórki pobliskich organizmów. W laboratorium naukowcy poddali młode ryby (danio pręgowane) działaniu roztworu DNA z fluorescencyjnym znacznikiem. Następnie umieścili węgorza elektrycznego w akwarium i skłonili go do ugodzenia w karmnik, co skutkowało wyładowaniem prądu. Okazało się, że pod wpływem tych wyładowań komórki mogą absorbować fragmenty DNA obecne w wodzie, nazywane DNA środowiskowym.
DNA środowiskowe (eDNA) to materiał genetyczny, który można znaleźć w otoczeniu, głównie pochodzący z komórkowego materiału biologicznego wyrzucanego przez organizmy żywe (w tym ludzi) do środowiska, takie jak skóra, odchody itp., zarówno do wód, jak i na lądzie. Badania wykazały, że aż 5 proc. młodych ryb wykazywało ślady transferu genów pod wpływem wyładowań węgorza elektrycznego.
Odkrycie wskazuje, iż wyładowania węgorza elektrycznego sprzyjają transferowi genów do komórek, nawet pomimo różnic w kształcie impulsów i niestabilnym napięciu w porównaniu do maszyn używanych w laboratoriach do elektroporacji. Wydaje się, że węgorze elektryczne oraz inne organizmy generujące energię elektryczną mogą wpływać na modyfikacje genetyczne w środowisku naturalnym.
– mówi dr Atsuo Iida z Uniwersytetu w Nagoi.
Tajemnica elektroporacji
Najnowsze badania wpisują się w kontekst rozumienia elektroporacji, czyli techniki dostarczania genów do komórek za pomocą pola elektrycznego. Chociaż elektroporacja uważana jest powszechnie za proces laboratoryjny, to badacze, w tym Iida, zaczynają dostrzegać, że może ona również zachodzić w środowisku naturalnym.
Węgorze elektryczne w Amazonce mogą działać jako naturalne źródło energii, wpływając na organizmy żywe w otoczeniu, które pełnią rolę komórek biorców, a fragmenty środowiskowego DNA uwalniane do wody stają się obcymi genami, inicjując proces rekombinacji genetycznej u otaczających organizmów dzięki wyładowaniom elektrycznym.
– uważa dr Atsuo Iida.
Podobne zjawisko obserwowano również w przypadku naturalnych pól elektrycznych, takich jak błyskawice, które wpływają na nicienie i bakterie glebowe. Naukowcy sugerują, że wpływ tego zjawiska na organizmy żywe może być znacznie większy, niż byśmy się spodziewali.
Podsumowanie:
Badanie przeprowadzono na grupie młodych ryb (danio pręgowane). Ryby wystawiono na działanie roztworu DNA ze świecącym w świetle znacznikiem. Następnie do akwarium wprowadzono węgorza elektrycznego i nakłoniono go do ugryzienia karmnika, by doprowadzić do wyładowania prądu. Analiza wykazała, że 5 proc. młodych ryb miało markery wskazujące na transfer genów.
Odkrycie to ma istotne znaczenie dla naszego zrozumienia mechanizmów elektroporacji. Może mieć również znaczenie dla biologii ewolucyjnej, ponieważ sugeruje, że naturalne pola elektryczne, takie jak wyładowania węgorza elektrycznego, mogą wpływać na genetyczne zróżnicowanie organizmów.
Źródło: Niezalezna.pl, PAP, peerj.com
