За тысячи лет пещерные рыбы эволюционировали и потеряли зрение, за что получили прозвище «слепая пещерная рыба», но у некоторых пещерных рыб также развилось чрезмерное количество вкусовых рецепторов на голове и подбородке.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Коммуникационная биологияУченые из Университета Цинциннати определили, когда вкусовые рецепторы начинают появляться за пределами ротовой полости.

Начнем с того, что слепые пещерные рыбы эволюционировали в пещерных прудах на северо-востоке Мексики. Они бледно-розовые и почти полупрозрачные по сравнению со своими серебристыми собратьями, обитающими в поверхностных реках и ручьях. В то время как у пещерных рыб глазницы едва заметны, у надводных рыб огромные круглые глаза, которые придают им постоянно удивленное выражение.

Несмотря на множество очевидных физических различий, эти две рыбы считаются одним и тем же видом.

«Регрессия, такая как потеря зрения и пигментации, — это хорошо изученное явление, но биологические основы конструктивных особенностей изучены хуже», — говорит старший автор статьи, профессор и биолог Калифорнийского университета Джошуа Гросс, чья лаборатория посвящена регрессии. изучение эволюции и развития пещерных позвоночных.

Хотя в 1960-х годах ученые обнаружили, что некоторые популяции слепых пещерных рыб имеют дополнительные вкусовые рецепторы — на голове и подбородке, — дальнейших исследований развития или генетических процессов, объясняющих эту необычную особенность, не проводилось, говорит Гросс.

Чтобы определить, когда появляются дополнительные вкусовые рецепторы, Гросс и его исследовательская группа изучили вид Astyanax mexicanus, в том числе две отдельные популяции пещерных рыб, обитающих в пещерах Пачон и Тинаха на северо-западе Мексики, которые, как известно, имеют дополнительные вкусовые рецепторы.

Исследовательская группа обнаружила, что количество вкусовых рецепторов такое же, как у поверхностных рыб от рождения до 5-месячного возраста. Затем вкусовые рецепторы начинают увеличиваться в количестве и появляются на голове и подбородке небольшими порциями, уже во взрослом возрасте, примерно в 18 месяцев.

Пещерная рыба может жить гораздо дольше, чем 18 месяцев, в природе и в неволе, и авторы подозревают, что по мере взросления рыбы постоянно накапливается еще больше вкусовых рецепторов.

Хотя время появления вкусовых рецепторов было сопоставимым для популяций пещерных рыб Пачон и Тинаха, были очевидны некоторые различия в отношении плотности и времени распространения, говорит Гросс. Другим удивительным открытием этого исследования, говорит Гросс, является генетическая архитектура этого признака: «Несмотря на сложность этой особенности, похоже, что большее количество вкусовых рецепторов на голове контролируется в основном только двумя областями генома».

По словам Гросс, это увеличение коррелирует со временем, когда пещерные рыбы перестают есть другую живую пищу для пропитания и начинают искать другие источники пищи, такие как гуано летучих мышей. Не менее интересно, по его словам, то, что расширение может произойти и в других местах пещер, где нет популяций летучих мышей.

По его словам, благодаря большему количеству вкусовых рецепторов у пещерных рыб более острое чувство вкуса, «что, вероятно, является адаптивной чертой».

«Остается неясным, какова точная функциональная и адаптивная значимость этой расширенной вкусовой системы», — говорит Гросс, что побудило команду начать новые исследования, сосредоточенные на вкусе, подвергая рыбу воздействию различных вкусов, таких как кислый, сладкий и горький. .