A?oaeinenoaiu
Контакты            Карта сайта  
     
  ГЛАВНАЯ  |  О КОМПАНИИ  |  ПРЕДЛОЖЕНИЯ  |  ЗАКАЗ АКВАРИУМОВ И УСЛУГ  |  ИНФОР-MIX  |  СТАТЬИ  
     
 





 



Главная Инфор-MIX Информация, события, факты    

Акулы могут отключать мозг в неблагоприятных условиях

Назад
31 июля 2008

Эполетовая акула Hemiscyllium ocellatum

Эполетовые акулы обладают уникальной способностью: при необходимости (например в условиях недостатка кислорода) они способны отключать некоторые участки мозга (например нервные клетки сетчатки глаза) для экономии кислорода. В результате на все время ночного отлива грозные хищники слепнут. Сколько удается сэкономить таким образом, неизвестно.

В отличие от бактерий-анаэробов, эукариотические организмы никак не могут обойтись без кислорода, необходимого для извлечения скрытой в пище энергии. По мере продвижения вверх по эволюционному древу эта зависимость становится сильнее, достигая максимума у теплокровных – птиц и зверей. Стоящие несколькими ступенями ниже рептилии, амфибии и рыбы не только скромнее в своих запросах, но и обладают способностями за счет разнообразных уловок регулярно переживать неблагоприятные периоды. В условиях недостатка кислорода глазчатые кошачьи акулы или как их еще называют эполетовые акулы Hemiscyllium ocellatum экономят энергию за счет того, что полностью «выключают» нейроны сетчатки и до восстановления нормальных условий теряют зрение.

Горан Нильссон и его коллеги из университетов Осло, Гётеборга и Флориды расширили весьма малочисленный список позвоночных, способных длительно выживать в условиях аноксии – недостатка кислорода. Кроме кошачьих акул в него входит обыкновенный карась Carassius carassius, пресноводная черепаха Trachemys scripta и леопардовая лягушка Rana pipiens. Всем им регулярно приходится сталкиваться с недостатком кислорода. В частности, указанные акулы обитают на мелководье Большого Барьерного рифа – гряды коралловых рифов и островов шириной от 2 до 150 км, тянущейся на 2300 километров вдоль северо-восточного побережья Австралии. В темное время суток содержание кислорода в этих водах падает: из-за отлива уменьшается объем воды, а кроме того, отдельные особи могут оказаться в небольших резервуарах, отрезанных от океана. В попытке узнать, как акулы справляются с этой проблемой ученые исследовали активность их нервной системы. Они начали с измерения потенциала сетчатки.

Помещенным в резервуар с морской водой акулам провели процедуру электроретинографии. Процесс электроретинографии заключается в наложении нескольких электродов: один на роговицу, а остальные на кожу рядом с глазом. Поскольку наибольшей электрической активностью в этом «районе» обладают именно нейроны сетчатки, то записываемое датчиками напряжение относится именно к чувствительной части глаза. Как и в электроэнцефалограмме, когда регистрируется активность мозга, разные «профили» волн относятся к разным видам активности. При ЭРГ раздражающим стимулом становятся яркие вспышки света разной периодичности. В нашем случае через 30 минут содержание акул в безкислородных уссловиях β-волны электроретинограммы полностью исчезли. У леопардовой лягушки максимальное снижение наблюдалось через 40 минут и составило 75%, а у черепахи – через 2 часа, и достигло только 50%. Поскольку зрение заключается в появлении и последующем проведении электрического возбуждения, то ученые заключили, что акулы до восстановления уровня кислорода полностью слепнут. Процесс оказался полностью обратимым: при появлении кислорода амплитуда волн возвращалась к 100%.

Сказывается ли временное обесточивание глаз на поведении акул в море, осталось загадкой. Если эффект и есть, то очень небольшой: во-первых, для них обоняние остается основным органом чувств, и его достаточно для охоты, а во-вторых, хищников, угрожающих самим акулам на мелководье, да ещё и во время отлива, попросту нет. А вот экономия существенная: на электричество расходуется до 50% всей энергии, потребляемой нервной системой.

Кислород необходим для окисления глюкозы в митохондриях и образования молекул АТФ – универсального переносчика и одновременно запасника энергии внутри клеток. В условиях гипоксии или аноксии обмен веществ переключается на исключительно бескислородный путь, который даёт в десятки раз меньше энергии, а кроме того, приводит к накоплению вредных веществ (в нашем организме – молочной кислоты). Механизм акульего феномена ученым пока не открылся. Возможно, что-то прояснится при изучении активности других органов и систем, в том числе – весьма энергоемкого головного мозга, который у вышеупомянутых черепах тоже замедляет свою работу.

Источник: Soderstrom V., Renshaw G.M., Nilsson G.E. Brain blood flow and blood pressure during hypoxia in the epaulette shark Hemiscyllium ocellatum, a hypoxia-tolerant elasmobranch // Journal of Experimental Biology, 2008 Vol. 202, Issue 7, 829-835.

Kare-Olav Stenslokken et al. Effect of anoxia on the electroretinogram of three anoxia-tolerant vertebrates // Comparative Biochemistry and Physiology - Part A: Molecular & Integrative Physiology Volume 150, Issue 4, 2008, 395-403

По материалам сайта: Journal of Experimental Biology jeb.biologists.org, www.gazeta.ru