メキシコのテトラ：これらの洞窟魚は何度も何度も目を失い、肥満と戦うための鍵を持つことができました。科学

メキシコのテトラは一種です 非常に独特の魚。それらは、メキシコとテキサス州南部の多くの川と湖にあり、そこでは完全に普通に見えます。しかし、他のほとんどの魚とは異なり、テトラも洞窟に住んでいます。そして、光がない場合、それらは根本的に異なって見えます。彼らは非常に青白く、驚くべきことに、彼らは目を欠いています。

何度も何度も、毎回 人口 彼女は洞窟に引きずり込まれ、自然選択が彼女の仕事をするのに十分な時間を生き延び、目は消えました。 「しかし、洞窟の魚が持っているわけではありません 失った オクラホマ医学研究財団の遺伝学者ジャヤ・クリシュナンは言います。」また、多くの改善がありました。 「

彼の目の消失は生物学者を魅了し続けていますが、近年、洞窟魚の生物学の他の興味深い側面に注意が向けられています。彼らが視力を失っただけでなく、洞窟の周囲で繁栄するのに役立つ多くの適応を獲得したことはますます明らかになっています。 肥満 y 糖尿病 人々に。

高価な目を取り除きます

なぜ彼らの目が失われたのかは長い間議論されてきました。一部の生物学者は、目の欠陥のある洞窟に住んでいた動物が不利な点を経験しなかったため、彼らは何世代にもわたって発生したと主張していました。しかし今、別の説明は、ドイツのミュンスター大学の進化生理学者のニコラス・ローナーによると、より可能性が高いと考えられています。 彼らは非常に高価です リソースとエネルギーの観点から。ほとんどの人は、必要でない場合、それらを失うことには何らかの利点がなければならないことに同意します。 」

科学者は、眼の形成に関与するさまざまな遺伝子の突然変異が彼らの喪失を引き起こしたことを観察しました。 言い換えれば、クリシュナンは、「洞窟魚のさまざまな個体群がさまざまな方法で目を失っている」と述べています。

一方、魚の他の感覚は強化された傾向があります。洞窟に住んでいる魚ができることが研究で発見されました より低いレベルのアミノ酸を検出します 表面魚より。彼らはまた、より多くの味覚乳頭と、体全体に敏感な細胞の密度が高いため、水の圧力と流れを感じることができます。

他の感覚を処理する脳の領域も拡大されていると、ネバダ大学（米国リノ）の開発の生物学者がミスティ・リドルの生物学者を断言します。 メキシコのテトラ調査に関する2023年の記事の。 「起こったことは、ある意味では、他の領域を拡大するために目のプログラムを殺すことだと思います。」

起こることは、目の形成をサポートするプロセスが排除されることです。洞窟に住んでいない種のメンバーのように、すべての洞窟魚の胚は目を発達させ始めます。しかし、数時間後、 初期の眼細胞は死に始めます構造全体が消えるまで。リドルは、この明らかな非効率性は避けられないと考えています。 「脳と目の初期の発達は完全に絡み合っている」と同時に取る」と彼は言う。それは、目の不在を発達させる最も破壊的な方法は、それらを形成し始めてからそれらを取り除くことであることを意味する。

クリシュナンとローナーが「脊椎動物の進化の分野で行われた最も驚くべき実験の1つ」と呼んだもので、2000年に発表された研究は、 洞窟魚の目の運命は、そのレンズの影響を非常に受けています。科学者たちは、表面魚胚のレンズを洞窟魚胚に移植することでそれを実証しました。そうすることで、洞窟魚の目は網膜、杖、その他の重要な部分を発達させ、表面魚の目は小さく未発達のままでした。

飢えとむしろ

彼らが使用していない高価な生地を維持しなければならなかった場合、なぜ洞窟魚が不利な立場にあるのかを見るのは簡単です。彼らの洞窟の中で彼は比較的少ないと生きているか、成長しているので、おそらく 魚は生き残ります 雨の季節に到着するコウモリと有機廃棄物の生地で構成された、希少な食事で。研究所で洞窟魚を維持する研究者は、遺伝的に、これらの生き物が栄養素を吸収して貯蔵するために絶妙に適応していることを発見しました。 「彼らは絶えず空腹で、できる限りのものを食べています」とクリシュナンは言います。

興味深いことに、魚には、人間の糖尿病と肥満に関連する少なくとも2つの変異があります。しかし、洞窟魚では、これらの突然変異は、時々多くの食物を持っている魚にとって非常に有用な特徴の基礎となりますが、しばしば何もありません。科学者が同じ条件下で実験室で維持されている洞窟魚と地表魚を比較すると、洞窟魚は、「肥育」魚のために通常の量の標準食品を与えられます。 「彼らは高血糖値を持っています」とローナーは言います。 「しかし、不思議なことに、彼らは明らかな病気の兆候を発症しません。」

脂肪は組織に対して毒性がある可能性があるとローナーは説明しているため、脂肪細胞に保存されています。 「しかし、これらの細胞が大きくなりすぎると破裂する可能性があるため、人間や組織に大量の脂肪を保存している他の動物に慢性炎症が見られることがよくあります。」しかし、2020年のローナーによる研究、クリシュナンと彼の同僚は、洞窟の魚を非常によく給餌したことを明らかにしました 彼らは脂肪組織に炎症の兆候が少ない 表面魚より。

洞窟のいくつかの条件でさえ、野生の洞窟の魚は時々多くを得ることができます、とリドルは言います。これはおそらく、食べ物が洞窟に来るとき、魚は長い間何もないかもしれないので、魚ができる限りのものを食べるという事実によるものです。興味深いことに、リドルは、その脂肪は通常、カロテノイドのレベルが高く、ニンジンに見られる物質であり、私たちの祖母が私たちにそれが良いと言ったため、その脂肪は明るい黄色です。 目。

「もちろん、私たちに最初に起こったのは、彼らが目がないので彼らが蓄積したことでした」とリドルは言います。この種では、これらのアイデアをテストすることができます：科学者 彼らは表面の魚（目で）と洞窟魚（目のない）を渡ることができます そして、彼らの子孫がどのようになっているかを観察します。リドルは、これが完了すると、研究者は目の存在またはサイズ、およびカロテノイドの蓄積との関係を見ていないとリドルは言います。目のない洞窟の魚には実質的に白い脂肪があり、カロテノイドのレベルが低いことを示しています。

一方、リドルは、これらのカロテノイドが炎症を抑制するための別の適応になる可能性があると考えています。これは、食物が到着するたびに洞窟魚が過度に食べる可能性が高いためです。

2020年と2022年に発表されたクリシュナン、ローナー、および彼の同僚の研究は、炎症を軽減するのに役立つと思われる他の適応を発見しました。洞窟魚細胞は、より低いレベルの特定のものを生成します 分子は、炎症を促進するサイトトキンを呼び出します同様に 反応性酸素種の低レベル組織に損傷を与え、しばしば肥満または糖尿病の人々で上昇する体の代謝の – 生成によって。

クリシュナンは、これをより徹底的に調査しており、洞窟の魚がどれほど健康であるかを理解したいと考えています。一方、Rohnerは、洞窟の魚が過剰充電だけでなく、長期間の飢verをどのように生き残るかにますます興味を持っています。

無駄なし

より基本的なレベルでは、研究者は今でもメキシコのテトラが洞窟の形に進化した理由を発見したいと考えていますが、通常は洞窟で終わる他のメキシコの川の魚はそうではありませんでした。世界中で、洞窟に適応した200種以上の魚がありますが、表面に個体群もあるものは非常にまれです。 「適応を促進するテトラの遺伝的組成に何かがあると仮定することです」とリドルは言います。

洞窟魚は現在、調査で使用されており、その目的のために簡単に習得できる実験室動物ですが、まだ教えることができる教訓を保護するために、自然の生息地に保存することが重要です。 「表面には何億もの魚がいます」とローナーは言いますが、洞窟の魚の個体数は小さく、干ばつ中の洞窟からの汚染や水抽出などの圧力に対して脆弱です。

リドルの学生の一人であるデイビッド・ペレス・ゲラは、現在、洞窟魚の保全を支援する委員会に参加しています。そして、研究者自身もますます慎重になっています。 「私たちの研究室の最後の遠足の間に集められた魚の布は、9つの異なる研究所に利益をもたらしました」とリドルは言います。 「私たちは何も無駄にしません。」

翻訳された記事 デビー・ポンチナー。

この記事はもともと掲載されました スペイン語で知ることができます科学的知識をすべての人が利用できるようにすることに特化した非営利出版物。