Ученые выяснили, как животные справляются с недостатком кислорода

Все высшие организмы нуждаются в кислороде. Те из них, кто живет в условиях постоянной недостачи кислорода - высоко в горах, глубоко под землей или в воде - находят порой самые необычные средства его получать. Этим механизмам посвящены сразу три публикации в свежем выпуске журнала Science.

 

Так, британские ученые рассмотрели мускулы глубоко ныряющих млекопитающих, которые содержат огромное количество миоглобина. Этот белок, придающий мясу красный цвет, является хранилищем кислорода, необходимого для работы мышц, и у китов его так много, что их мясо может выглядеть практически черным. У сухопутных животных (и у нас в том числе) молекулы миоглобина несут сильный положительный заряд, и в таких количествах он не смог бы эффективно накапливаться. Однако ряд специфических мутаций сделали этот белок у морских животных менее заряженным и обеспечили его работу по хранению повышенных количеств кислорода и обеспечению им мышечной ткани.

 

Ученые полагают, что, зная аминокислотную последовательность миоглобина и массу ныряющего животного, можно вычислить максимальное время погружения, которое ему доступно. Проведя такие расчеты для некоторых вымерших существ, они показали, что тем было далеко до современных ныряльщиков - таких, как те же киты, которые могут оставаться под водой более часа.

 

Второе исследование было проведено в Австралии: ученые изучили уникальную форму гемоглобина, которая имеется лишь у лучеперых рыб. Странная особенность их гемоглобина состоит в том, что при повышении кислотности среды он резко высвобождает кислород в кровь. Ученые выяснили, что в стрессовой ситуации у лучеперых рыб срабатывает специальный белок, повышающий кислотность эритроцитов, несущих их необычный гемоглобин, и мышечная ткань быстро насыщается кислородом для активных действий. Авторы считают, что именно этот механизм делает лучеперых столь эффективными пловцами - недаром к ним относятся больше 95% всех видов современных рыб, включая таких атлетов, как форель.

 

Третья работа выполнена американцами, изучившими гемоглобин мелких грызунов - оленьих хомячков, распространенных в северных регионах Северной Америке. Обнаружилось, что у тех из них, которые живут в горах, где кислорода в воздухе меньше, гемоглобин эффективнее его связывает. Ученые выделили три группы мутаций, ответственных за этот результат, показав третий возможный путь борьбы за кислород.