Ученые выяснили, как зимородки избегают сотрясения мозга при нырянии в воду

Определенные мутации в нескольких генах этих ныряющих птиц позволяют выдерживать высокие нагрузки на мозг, выяснили исследователи из США

© Jambo53/Shutterstock/FOTODOMЧитайте ТАСС вЯндекс.НовостиЯндекс.Дзен…Показать скрытые ссылки

ТАСС, 24 октября. Биологи из США изучили геномы нескольких видов рыбоядных зимородков и выявили общие для них мутации в генах AGT и MAPT и других участках ДНК, которые защищают мозг этих птиц от сотрясения при нырянии в воду на большой скорости. Об этом во вторник сообщила пресс-служба Филдовского музея естественной истории. Работа была опубликована вл вторник в журнале Communications Biology.

"Анализ геномов трех десятков видов зимородков указал на общие изменения в структуре генов, связанных с добычей пищи и работой мозга у тех видов птиц, которые ныряют в воду для поимки рыбы и земноводных. В частности, ученые выявили мутации в генах AGT и MAPT, которые связаны с работой мозга и его реакцией на повреждения", – говорится в сообщении.

К такому выводу пришла группа ученых под руководством научного сотрудника Чикагского универитета Шэннон Хакетт в рамках масштабного проекта, нацеленного на изучение эволюции зимородков. В его рамках ученые подготовили и изучили геномы трех десятков видов этих птиц, обитающих на всех континентах Земли, за исключением Антарктики.

Зимородковые – семейство птиц, многие представители которого "специализируются" на нырянии и ловле рыбы или земноводных. Они способны нырять в воду на большой скорости и захватывать добычу длинным и мощным клювом. Ученых давно интересует, как эти птицы выдерживают нагрузки, связанные с ударом о поверхность воды.

Генетическая защита мозга от сотрясений

Хакетт и ее коллеги получили первые ответы на эти вопросы в ходе сравнения структуры геномов нескольких десятков видов зимородков-"ныряльщиков" и представителей этого семейства, которые добывают пищу другими путями. Этот анализ показал, что ныряющие виды зимородков не унаследовали эту способность от общего предка, а приобрели ее независимо друг от друга.

При этом ученые обнаружили, что процесс эволюции ныряющих видов зимородков привел к схожим изменениям в структуре более 90 генов, связанных с приспособлением к высоким нагрузкам при нырянии. Часть из них, в том числе мутации в генах ANPEP, ALB и COL3A1, была связана с приспособлением кровеносной системы и глаз птиц к нырянию, тогда как изменения в структуре генов MAPT, AGT, HRH1 и многих других участков ДНК защищают зимородков от сотрясения мозга при ударах о поверхность воды.

Как отметила Хакетт, особое внимание исследователей привлекли изменения в структуре гена MAPT, отвечающего за производство тау-белка. Он отвечает за поддержание стабильности аксонов, окончаний нервных клеток, и его избыток связан с развитием повреждений мозга после сотрясений, а также болезней Паркинсона, Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.

Исследователи надеются, что последующее изучение мутаций в гене MAPT и в других участках ДНК, связанных с работой мозга, поможет понять, как именно эти изменения в структуре генома зимородков помогают их мозгу выдерживать постоянные сотрясения. Это может привести к пониманию, как защитить от подобных повреждений и нервную систему людей, подытожили ученые.

Источник