Харизматичната риба клоун, рибата от коралов риф, станала известна от филма „Търсенето на Немо“, веднага се разпознава по белите си ивици. Тези ивици, които учените наричат решетки, изглеждат като риба клоун, зряла от ларви в възрастни в процес, наречен метаморфоза, но как се образуват тези отличителни модели, дълго време остава загадка.
Сега ново проучване установи, че скоростта, с която се образуват тези бели ленти, зависи от вида морска анемона, в която живее рибата клоун. Учените също така откриха, че хормоните на щитовидната жлеза, които играят ключова роля в метаморфозата, управляват колко бързо се появяват техните ивици чрез промени в активността на ген, наречен duox.
"Метаморфозата е важен процес за рибите клоуни - променя външния им вид, а също и средата, в която живеят, тъй като ларвите на риба клоун напускат живота в открития океан и се установяват в рифа", каза старши автор професор Винсент Лоде, който ръководи отдела Marine Eco-Evo-Devo в Университета на Окинава за наука и технологии (OIST). „Разбирането на това как метаморфозата се променя в зависимост от гостоприемника на морската анемона може да ни помогне да отговорим на въпроси не само за това как се адаптират към тези различни среди, но и как могат да бъдат засегнати от друг натиск от околната среда, като изменението на климата.“
В проучването, публикувано на 24 май 2021 г. в PNAS, екип от изследователи от Центъра за островни изследвания и обсерватория за околната среда (CRIOBE) във Франция първо изследва вида риба клоун, Amphiprion percula, в залива Кимбе, Папуа Нова Гвинея.
Рибата клоун там може да живее или във великолепната морска анемона Heteractis magnifica, или в по-токсичната гигантска анемона от килим, Stichodactyla gigantea.
По време на проучването екипът забеляза, че младите риби клоун, които живеят в гигантската анемона на килима, са придобили своите възрастни бели ленти по-бързо от рибите клоун, живеещи във великолепната морска анемона.
"Наистина ни беше интересно да разберем не само защо образуването на ленти става по-бързо или по-бавно в зависимост от морската анемона, но и какво движи тези различия", каза първият автор д-р Полин Салис, постдокторант в Observatoire Océanologique de Banyuls-sur-Mer, Сорбона Université Paris, който изучава цветните модели в рибите от коралови рифове.
В лабораторията екипът работи с рибата клоун, Amphiprion ocellaris, близък роднина на Amphiprion percula. Те се фокусираха върху хормоните на щитовидната жлеза, за които е известно, че предизвикват метаморфоза при жабите.
Изследователите лекували ларвите на риба клоун с различни дози хормони на щитовидната жлеза. Колкото по-висока е дозата на хормоните на щитовидната жлеза, толкова по-бързо рибата клоун е развила белите ленти, съобщава екипът. Обратно, когато изследователите лекували рибата клоун с лекарство, което спира производството на хормони на щитовидната жлеза, образуването на ленти е забавено.
Белите ленти се образуват поради пигментни клетки, наречени иридофори, които експресират специфична подгрупа от гени. Хормоните на щитовидната жлеза ускоряват образуването на бяла лента чрез активиране на тези иридофорни гени, установи изследователският екип.
След това учените тестваха дали тези наблюдения са верни в полето. Когато лабораторията CRIOBE се върна в залива Кимбе, те транспортираха млади риби клоун от двата вида морски анемони обратно до д-р Салис във Франция.
Нивата на хормоните на щитовидната жлеза са били много по-високи в рибата клоун от гигантската килимна анемона, отколкото в рибата клоун от великолепната морска анемона, потвърди д-р Салис.
За да разбере какво е причинило тези по-високи нива на хормони на щитовидната жлеза, екипът измерва активността на повечето гени в генома на рибата клоун.
"Голямата изненада беше, че от всички тези гени, само 36 гена се различават между рибата клоун от двата вида морски анемони", каза проф. Laudet. "И един от тези 36 гена, наречен duox, ни даде истински момент на еврика."
Duox, който прави протеиновата двойна оксидаза, играе важна роля в образуването на хормони на щитовидната жлеза, показват предишни изследвания. Генът duox показва по-високи нива на активност при риба клоун от гигантската килимна анемона, в сравнение с риба клоун от великолепната морска анемона.
Допълнителни експерименти в сътрудничество с професор Дейвид Паричи от Университета на Вирджиния, САЩ, потвърдиха, че duox е важен за развитието на иридофорни пигментни клетки. Когато генът duox е инактивиран в мутантната риба зебра, развитието на иридофорните пигментни клетки се забавя, установи проучването.
Взети заедно, данните предполагат, че повишената активност на duox в рибите клоуни, живеещи в гигантската анемона от килим, води до по-високи нива на хормони на щитовидната жлеза и по този начин по-бързото образуване на бели ленти, тъй като иридофорните пигментни клетки се развиват по-бързо.
Въпреки това, изследването повдига още повече въпроси, на които учените трябва да отговорят, включително екологичната причина за това изменение в скоростта на образуване на бели ленти.
Може да се дължи на факта, че гигантската анемона от килима е по-токсична, като нивата на хормоните на щитовидната жлеза се повишават в отговор на стреса, спекулират изследователите.
"Тук, в OIST, започваме да се задълбочаваме в някои възможни обяснения," каза проф. Laudet. „Подозираме, че тези промени в образуването на бяла лента са само върхът на айсберга и че има много други различия, които помагат на рибата клоун да се адаптира към двата различни гостоприемника на морски анемони.“
