Глубокое море, покрывающее около 65% поверхности Земли, долгое время считалось биологической пустыней. В этой экстремальной среде — особенно в зоне хадла на глубинах более 6000 метров — организмы выдерживают огромное давление, превышающее 1 тонну на квадратный сантиметр, близкие к нулю температуры, низкий уровень кислорода и постоянную темноту.
Однако с быстрым развитием технологий глубоководной разведки Китая исследователи обнаружили, что хадальная зона — это не бесплодная бездна, а колыбель эволюционных чудес. Такие существа, как хадальная рыба-улитка, не только выживают в этой экстремальной среде, но и сформировали уникальные экосистемы.
В исследовании, опубликованном в журнале Cell, группа профессора Хэ Шуньпина из Института гидробиологии (IHB) Китайской академии наук (CAS) совместно с исследователями из Института глубоководных наук и техники CAS, Северо-Западного политехнического университета и BGI-Qingdao раскрыли эволюционную историю и генетические механизмы, которые позволяют глубоководным рыбам выживать в самых экстремальных условиях Земли, проливая новый свет на то, как жизнь выживает в таких условиях.
Данное исследование основано на обширном отборе проб, проведенном базовыми судами Tansuo Yihao (Exploration I) и Tansuo Erhao (Exploration II), оснащенными пилотируемыми подводными аппаратами Shenhai Yongshi (Deep-Sea Warrior) и Fendouzhe (Striver) соответственно.
Отбор проб проводился от западной части Тихого океана до центральной части Индийского океана, охватывая разнообразные геологические особенности, такие как желоба, бассейны, зоны разломов и гидротермальные источники. Он охватил почти весь диапазон глубин обитания глубоководных рыб (1218–7730 метров) и дал 11 видов глубоководных рыб из шести основных групп.
Анализируя генетические данные этих глубоководных рыб, исследователи реконструировали их эволюционную историю, показав, как позвоночные покоряли глубоководные районы с помощью различных процессов и механизмов, тем самым изменив наше понимание адаптации к глубоководным условиям.
Благодаря этому процессу исследователи подтвердили вековую гипотезу об эволюции глубоководных рыб, включающую два различных пути. «Древние выжившие» представляют собой линии, которые колонизировали глубоководные районы до массового вымирания мелового периода, в то время как «новые иммигранты» составляют большинство современных глубоководных видов, которые появились после массового вымирания 60 миллионов лет назад. Эта модель двойного пути дает представление о том, как позвоночные адаптировались к глубоководным районам посредством различных эволюционных процессов.
Один из выводов этого исследования поставил под сомнение традиционную гипотезу триметиламин N-оксида (TMAO) глубоководной адаптации. Хотя уровни TMAO увеличиваются с глубиной у рыб, живущих от 0 до 6000 метров ниже уровня моря, эта тенденция не распространяется за пределы 6000 метров.
Исследователи выявили высококонсервативную конвергентную мутацию в гене rtf1 у всех глубоководных рыб, обитающих на глубине более 3000 метров, и обнаружили, что эта мутация повышает эффективность транскрипции, представляя собой недавно открытый генетический механизм адаптации к давлению.
Кроме того, исследователи обнаружили высокие концентрации полихлорированных бифенилов (ПХБ) в тканях печени хадальных улиток из Марианской впадины и бассейна Филиппинского моря. Эти синтетические загрязнители проникли в самые глубокие впадины планеты, что отражает всепроникающее воздействие человеческой деятельности и вызывает обеспокоенность по поводу сохранения глубоководной среды.
Проведенное в рамках Программы исследования глубоководных впадин (Global TREnD), это исследование представляет собой комплексное исследование адаптации глубоководных рыб, охватывающее генетический и экологический уровни. Оно не только раскрывает ключевые механизмы, которые позволяют жизни процветать в экстремальных условиях, но и устанавливает новую междисциплинарную парадигму для изучения адаптации к глубоководным условиям, прокладывая путь для будущих исследований в области биологии, экологии и сохранения глубоководных районов.
Японская окаменелость заполняет двухмиллионный пробел в истории медоносных пчел
Палеонтологи объявили об открытии нового вида ископаемых медоносных пчел, который заполняет давний пробел в эволюционной летописи рода Apis. Их статья была опубликована в журнале ZooKeys. Ископаемые медоносные пчелы встречаются крайне…
Наблюдение «блуждающей» черной дыры выявило спасшийся от слияния галактик объект
Астрономы предполагают, что в центре всех или почти всех галактик находится сверхмассивная черная дыра. Но происходит ли то же самое с черными дырами при слиянии галактик? Моделирование показывает, что ответ…
Фитопланктон синтезирует около половины кислорода на Земле
Примерно половину кислорода, ежегодно генерируемого на Земле, производит фитопланктон, который состоит из микроскопических водорослей и цианобактерий. Такие организмы населяют верхний слой океана, где проще получать солнечный свет для фотосинтеза, то…
Пострадавшие в Рязанской области и 295 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО в течение ночи перехватили и уничтожили 295 украинских беспилотников над российскими регионами, а также акваториями Азовского и Черного морей, сообщили в Минобороны РФ. Шесть человек госпитализировали в Рязанской…
Погибшая и двое пострадавших. Последствия воздушной атаки ВСУ на Таганрог
Обломки ракеты упали на многоквартирный дом в Таганроге. В результате погибла женщина, мужчина получил ранения, сообщил губернатор Ростовской области Юрий Слюсарь. Кроме того, один человек пострадал в результате массированной атаки…
Шуваев: за сутки в Белгородской области при атаках ВСУ погибли четыре человека
Четыре человека погибли, 46 получили ранения за минувшие сутки на территории Белгородской области в результате атак ВСУ. Об этом в Telegram-канале сообщил врио губернатора региона Александр Шуваев. "В Белгородском, Валуйском…
Запад пытается воевать с какой-то другой Россией
Мы сами не осознаем, насколько грандиозный процесс переживаем прямо сейчас, когда стараемся сохранит...
Груз с затонувшего корабля раскрывает удивительные торговые секреты 1600-х годов
В ходе нового исследования, проведенного под руководством Университета Кертина с использованием груз...
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".