ЯК УТВОРЮЮТЬСЯ СМУГИ У ДАНІО

Даніо реріо - колоритна риба родом із півдня Азії. Джерело ілюстрації: http://my-fish.org

Андрій М. ЗАМОРОКА

Великий еволюційний сенс усілякої рябкуватості забарвленні тіла тварин полягає у тому, що вона дає можливість прожити довше і дати більше потомства. Природний добір постійно відсіює тих, хто менш пристосований до середовища існування і гірше маскується. І якщо у макроеволюційному контексті це цілком зрозуміло, то питання про клітинні і молекулярні механізми формування смуг, плям і цяток, залишається досі відкритим.

Даніо є популярними акваріумними рибами. Однак, вони також популярні і у лабораторіях у якості модельного об'єкту для еволюційних і фізіологічних досліджень. Джерело ілюстрації: www.arkive.org

Погляду теоретичного існує кілька різних механізмів формування посмугованості чи плямкуватості забарвлення тіла. Зрозуміло одне, – що усі вони визначаються пігментами і закладені ґенетично. Існують, звичайно, варіації і ґенетичні, і епіґенетичні, однак, механізм, який зумовлює забарвлення одних клітин у певний колір, а їх сусідів – у інший, залишається не цілковито зрозумілим. Напевно, існує кілька механізмів формування забарвлення тіла на клітинному і тканинному рівнях. Одним із них, власне, є виникнення посмугованості у маленької тропічної риби Даніо реріо (Danio rerio (Hamilton, 1822).

Харизматичності Даніо надають його електрично-сині смуги. Механізм виникнення цих смуг дуже довгий час залишався загадкою. Джерело ілюстрації: www.arkive.org

Вчені детально проміскропували шкіру Даніо реріо і виявили, що вона складається із трьох типів клітин, пігментованих у чорний, сріблястий та жовтий кольори. Комбінація цих трьох типів клітин і формує забарвлення риби. Жовті та сріблясті клітини, комбінуючись, формують світлі золотисті смуги на тілі, а жовті, чорні і сріблясті – темні електрично-сині смуги. Ба, понад те, жовті і сріблясті клітини здатні змінювати свою форму, в залежності від їх розташування у шкірі: у світлих смугах, і жовті клітини, і сріблясті мають класичну коміркоподібну форму, тоді як у чорних смугах – тонко розгалужену зірчасту.

Проте, виявилось, що усі три типи клітин виникають незалежно один від іншого у різних частинах тіла ембріона риби, і лише потім – під час метаморфозу, міґрують у шкіру, утворюючи смуги. Тобто, їх пігментація не є наслідком синтезу чи блокади продукції пігменту у тих самих клітинах, як то постулюється класичною менделівською ґенетикою… з метою розкриття цього механізму дослідники здійснили серію ретельних експериментів, які й показали як саме виникають смуги у Даніо реріо.

У лабораторії, вчені ввели спеціальний піґмент у клітини ембріонів Даніо реріо, який світиться за певних умов. Таким чином, промарковані клітини, з легкістю можна відстежувати під мікроскопом. Виявилось, що жовті клітини першими цілковито вкривають шкіру личинок риби, а чорні та сріблясті з’являються пізніше… Впродовж часу формування ембріона, жовті клітини розвиваються із групи стовбурових клітин, які знаходяться на спині зародку. Поділяючись, вони починають міґрувати звідти по всій шкірі.

Щоб дослідити міґрації клітин у зародку Даніо реріо, вчені ввели йому спеціальний пігмент, котрий світиться у поляризованому світлі мікроскопа. Джерело ілюстрації: http://www.zmescience.com

На противагу жовтим клітинам, чорні і сріблясті виникають від маленьких груп стовбурових клітин, що розміщуються у нервових вузлах поблизу спинного мозку у кожному із сегментів тіла зародка. Але шляхи їх проникнення у шкіру є цілковито відмінними один від іншого. Власне, чорні клітини, поділяючись, міґрують вздовж нервових волокон у кожному із сегментів. Таким чином вони досягають місця майбутніх темних смуг. В той же час, сріблясті клітини міґрують вздовж щілин між м’язами сегментів, також потрапляючи у шкіру. Заразом, контактуючи між собою, усі типи клітин диференціюються ще більше – змінюючи свою форму, і утворюють контрастні світлі та темні смуги.

Достеменно не відомо, чи такий механізм виникнення рябкуватості притаманний усім рибам чи тільки Даніо і його близьким родичам, але вченим вдалось розкрити ще одну таємницю природи, якими сповнений світ довкола нас.

Слідкуйте за публікаціями Станіславівського натураліста у соціальних мережах: Facebook, Вконтакті та Livejournal

admin Written by:

Be First to Comment

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *

− 4 = 1