https://frosthead.com

Ένα μοναδικό ένζυμο δίνει στους Βερμούδες Fireworms τη λάμψη τους

Την τρίτη νύχτα μετά την πανσέληνο το καλοκαίρι και το φθινόπωρο, στα 22 λεπτά μετά το ηλιοβασίλεμα, μικροσκοπικά θαλάσσια ασπόνδυλα γνωστά ως πυρκαγιές της Βερμούδας φωτίζουν την Καραϊβική σε ένα βιοφωτοβόλο τελετουργικό. Και τώρα, όπως αναφέρει ο Brandon Specktor για τη Live Science, οι ερευνητές έχουν ξεκλειδώσει το μυστικό στην πράσινη λάμψη των πυροδοκών: ένα ειδικό ένζυμο που δεν έχει παρατηρηθεί σε άλλα ζώα βιοφωταύγειας.

Οι θεαματικές και ακριβείς χρονομετρημένες συνήθειες ζευγαρώματος των πυρκαγιών της Βερμούδας έχουν ιστορικά καλά τεκμηριωθεί. Πιστεύεται ότι ο Χριστόφορος Κολόμβος και το πλήρωμά του έριξαν μια ματιά στα ερωτικά πλάσματα στις 11 Οκτωβρίου 1492, καθώς προσέγγισαν το νησί του Σαν Σαλβαδόρ. στα ημερολόγιά του, ο Κολόμβος αναφέρει "τη φλόγα ενός μικρού κεριού που εναλλάσσεται και χαμηλώνει" στα σκοτεινά νερά.

Στη δεκαετία του '30, οι επιστήμονες συνειδητοποίησαν ότι η μυστηριώδης παρατήρηση του Κολόμβου ευθυγραμμίζεται με τη συμπεριφορά του ζιζανιοκτόνου των Βερμούδων ( Odontosyllis enopla), που ζει σε ολόκληρη την Καραϊβική. Ο Mark Siddall, επιμελητής του Τμήματος Αστροφυσικής της Αμερικανικής Μουσείο Φυσικής Ιστορίας και συν-συγγραφέας μιας νέας μελέτης που δημοσιεύτηκε στο PLOS One, περιγράφει τη σύλληψη του συνωστισμού των συνθετών:

"Τα θηλυκά σκουλήκια έρχονται από το κάτω μέρος να κολυμπούν γρήγορα σε σφιχτούς κύκλους καθώς ανάβουν, κάτι που μοιάζει με ένα πεδίο μικρών κεραμοειδών αστεριών σε όλη την επιφάνεια του μαύρου αεριωθούμενου νερού", εξηγεί ο Siddall σε μια δήλωση. "Στη συνέχεια, τα αρσενικά, που μπαίνουν στο φως των θηλυκών, έρχονται από το κάτω μέρος σαν κομήτες - φωτίζουν επίσης. Υπάρχει μια μικρή έκρηξη φωτός, καθώς και οι δύο χωρίζουν τους γαμέτες τους στο νερό. "

Αλλά ακριβώς γιατί τα fireworms παράγουν φως δείχνει δεν ήταν τόσο σαφής για τους σύγχρονους ερευνητές. Κάποιοι θεωρούσαν ότι το κλειδί ήταν η λουσιφεράση, ένα ένζυμο που παράγει φως σε πολλά ζώα, συμπεριλαμβανομένων των πυγολαμπίδων και των μεδουσών. Άλλοι επιστήμονες υποστήριξαν, ωστόσο, ότι οι φωτοπρωτεΐνες οδήγησαν στη λάμψη των πυρκαγιών.

Ελπίζοντας να δώσουν κάποια σαφήνεια στη συζήτηση, ο Siddall και οι συνεργάτες του έκαψαν 12 θηλυκές πυρκαγιές από τα νερά της Ferry Reach, ένα κανάλι στις βορειοανατολικές Βερμούδες, τη στιγμή της βιοφωταύγειας τους και τους παγώνουν. Η ομάδα ανέλυσε έπειτα την πλήρη δέσμη μορίων RNA ή το μεταγραφικό μόριο (το οποίο ουσιαστικά δίνει στους ερευνητές έναν κατάλογο πλυντηρίων με λεπτομέρειες για τα γονίδια, όπως ποιοι είναι ενεργοί στα κύτταρα), σε τρεις από τους 12 πυρκαγιές. Τα μόρια RNA εμπλέκονται στην κωδικοποίηση των πρωτεϊνών που συνδέονται με τη βιοφωταύγεια, αναφέρει ο Michelle Starr της Science Alert .

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι η λάμψη των πυρκαγιών μπορεί πράγματι να αποδοθεί στην παρουσία λουσιφεράσης, αλλά ο συγκεκριμένος τύπος λουσιφεράσης που υπάρχει στους πυρκαγιούς της Βερμούδας φαίνεται να είναι εντελώς μοναδικός. Οι ερευνητές τη σύγκρισαν με γονίδια λουσιφεράσης που καταγράφηκαν σε βάσεις δεδομένων και δεν κατάφεραν να βρουν αντίστοιχες πρωτεΐνες.

Η νέα μελέτη αποκάλυψε πρόσθετα γενετικά μυστικά στο εκθαμβωτικό τελετουργικό ζευγαρώματος των πυροβολισμών. Οι ερευνητές εντόπισαν ορισμένα ένζυμα που κάνουν τα μάτια των πυροδοκών να μεγαλώνουν, ώστε να είναι πιο ευαίσθητα στη λάμψη βιοφωταύγειας καθώς και σε άλλα που τροποποίησαν τη νεφρίδια - ένα όργανο που αποθηκεύει και απελευθερώνει γαμέτες - κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγής.

Αυτές οι νέες γνώσεις σχετικά με το RNA πυρόσβεσης δεν αποκαλύπτουν πώς τα πλάσματα γνωρίζουν να ζευγαρώνουν σε τέτοιες συγκεκριμένες περιόδους. Ωστόσο, τα ευρήματα της μελέτης θα μπορούσαν να έχουν σημαντικές συνέπειες για την ιατρική έρευνα, λέει ο Michael Tessler, βιολόγος στο Ινστιτούτο Sackler του Συλλογικού Γονιδιωματικού του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας.

"Είναι ιδιαίτερα συναρπαστικό να βρούμε μια νέα λουσιφεράση", λέει ο Tessler στη δήλωση, "γιατί αν μπορείς να φανείς τα πράγματα κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, αυτό μπορεί να είναι πραγματικά χρήσιμο για την επισήμανση μορίων για βιοϊατρική έρευνα".

Ένα μοναδικό ένζυμο δίνει στους Βερμούδες Fireworms τη λάμψη τους