Sciencemag.cz
Doporučujeme
Dlouho bylo nejasné k čemu mohou hlubinným rybám být „zelené“ čípkové geny.
Mezinárodní tým vědců vedený Zuzanou Musilovou z katedry zoologie ukázal, že zrak hlubokomořských ryb se významně liší mezi dospělci a jejich potomstvem. Larvální stádia těchto ryb se zdržují u hladiny, kde využívají “čípkový” gen pro vidění zeleného světla, zatímco dospělci používají hlavně “tyčinkové” rodopsiny. Zrak hlubokomořských ryb se tak úplně promění s přechodem ryb do hloubky. Vědci využili data z transkriptomu 20 druhů hlubokomořských ryb a zaměřili se na molekulární podstatu této adaptace na život ve dvou velmi různých prostředích. Prvním autorem studie v prestižním časopise Molecular Biology and Evolution je doktorský student katedry zoologie Nik Lupše.
Většina hlubokomořských ryb má ve své sítnici pouze tyčinky, které jsou citlivé za nízkých intenzit světla, zatímco čípky v hlubině nemají využití. Je to adaptace k tomu, aby lépe viděly v hlubokém oceánu, kde není dostatek světla. Většina čípkových genů tak z genomu vymizela během evoluce, až na čípkový protein citlivý na zelenou barvu. Dlouho bylo nejasné k čemu mohou hlubinným rybám být tyto „zelené“ čípkové geny, které jsou v jejich genomu stále přítomné.
Odpověď najdeme v jejich způsobu života – hlubokomořské ryby mají larvální stádium, které svůj život začíná v mělké vodě mezi ostatním planktonem, kde má dostatek potravy. Teprve po nějaké době dochází k metamorfóze a ryby sestupují do hloubek oceánu, kde poté žijí po zbytek života. Nyní se ukázalo, že tyto „zelené“ čípky jsou využívané právě u larev, tedy ve stádiu, které potřebuje vidět za vyšší intenzity světla. Během vývoje jedince jsou pak čípky postupně nahrazeny tyčinkami a to i na molekulární úrovni. Zároveň se ukazuje, že toto je sice obecný princip u většiny hlubokomořských ryb, ale také existuje jedna skupina ryb stříbrooček, které mají v buňkách oka směs čípkových a tyčinkových genů. Je tedy možné, že se do budoucna prokáže existence buněk, jejichž identita není úplně zřejmá, tzn. že hranice mezi čípkem a tyčinkou není u těchto ryb vůbec ostrá.
Výzkum genomu a transkriptomu hlubokomořských ryb nám umožňuje poodhalit, jak jsou živočichové evolučně přizpůsobeni životu nejen v extrémnímu prostředí hlubin, ale také ve dvou různých prostředích, se kterými se díky své biologii během svého života setkávají.
Odkaz na původní studii:
Nik Lupše, Fabio Cortesi, Marko Freese, Lasse Marohn, Jan-Dag Pohlman, Klaus Wysujack, Reinhold Hanel, Zuzana Musilova, Visual gene expression reveals a cone to rod developmental progression in deep-sea fishes, Molecular Biology and Evolution, 2021;, msab281, https://doi.org/10.1093/molbev/msab281
