A rendszeres búvárkodás megváltoztatta az emlősök molekuláit

A vízi életmód nagy kihívások elé állítja az élőlényeket, és ez igaz még a testük legkisebb molekuláira is. Amikor a jelenlegi tengeri emlősök ősei visszatértek a vízbe, fiziológiájuknak jelentős mértékben meg kellett változnia, hogy alkalmazkodjanak az új közeghez. Brit kutatók a Kísérleti Biológiai Társaság éves közgyűlésén számoltak be arról, milyen evolúciós változásokat okozott az emlősökben a visszatérés a vízi életmódra.

Michael Berenbrink és munkatársai a Liverpooli Egyetemen azt vizsgálták, miként változott meg a mioglobin - az izmoknak a mozgás során oxigént szállító molekula - szerkezete a fókákban és a cetekben azért, hogy segítse a tengeri élethez való alkalmazkodást.

A kutatók bizonyítékot találtak arra, hogy e fehérje nettó pozitív töltése nagyobb a tengeri emlősökben, mint szárazföldi rokonaikban. Úgy vélik, hogy ez valószínűleg elősegíti a molekula oldódását. Ez azért fontos, mert a sok időt víz alatt töltő emlősök izmaiban tízszer annyi mioglobin található, mint a szárazföldi állatokéban. A csoport kimutatta a hisztidin nevű aminosav egyértelmű növekedését is a búvárkodó emlősök mioglobinjában. Ez feltehetőleg lehetővé teszi, hogy az állatok könnyebben megbirkózzanak a hosszú merülések folyamán felhalmozódó tejsavval. (E vegyület felhalmozódása okozza az izomgörcsöket és a későbbi izomlázat alkalmi erőteljes fizikai terhelés következtében.)

Azért, hogy megerősítsék, ezek a változások valóban az evolúciós nyomás hatására következtek be, a kutatók a kis vízi emlősök - például hódok, pézsmapatkányok és vízicickányok - mioglobinjának molekuláris szerkezetét is szemügyre vették. Ezek az állatok ugyan jóval rövidebb ideig tartózkodnak víz alatt, mint tengeri társaik, de a kutatók kíváncsiak voltak, vajon ugyanaz a tendencia figyelhető-e meg náluk is, mint a tengeri emlősöknél. Az eredmény megfelelt a várakozásoknak. A vízi rágcsálók mioglobinmolekulájának nettó pozitív töltése kétszer akkora volt, mint a kizárólag szárazföldön élő rokonaikban találhatóé. A tendencia néhány félig vízi életmódú rovarevőnél is hasonló volt.

"Ez a munka általánosságban is hozzájárul a fehérjék oldhatóságának jobb megértéséhez" - jelentette ki dr. Berenbrink. "Ezenkívül lehetővé teszi a természetes szelekció proteinszerkezetre, illetve -funkcióra gyakorolt hatásának vizsgálatát több párhuzamos esetben, ahol az evolúció folyamán megnövekedett az izom mioglobintartalma, így a merülő állatoknál, de olyan üregásó állatoknál is, amelyek gyakran kerülnek szembe az oxigénhiánnyal."