Current Biology: Загадка сигнала шрекстоффа раскрыта в Японии спустя 86 лет

Состав шрекстоффа — сигнального вещества, которое чувствуют рыбы, когда представители их группы ранены, расшифровали японские исследователи Центра наук о мозге RIKEN под руководством Ёсихиро Ёсихары. Об этом сообщает Current Biology.

Согласно сообщению, результаты экспериментов показали, что в состав вещества на самом деле входит два вещества, каждое из которых передает отдельные фрагменты информации. Только в случае обнаружения обоих химических сигналов, рыба начинает реагировать: или уплывает, или замирает. Предполагается, что открытый тип обнаружения биологически закодированных совпадений управляет многочисленными типами социального поведения у животных, включая людей. В 1938 году лауреат Нобелевской премии Карл фон Фриш обнаружил, что стайка пескарей ведет себя так, как будто поблизости находится хищник, когда в их аквариум помещают раненого гольяна. Наличие определенного защитного механизма позволяет рыбам избегать опасности, даже ими напрямую хищник обнаружен не был. Фон Фриш предполагал, что шрекстофф («пугающее вещество» по-немецки) выделяется из кожи раненого гольяна и обнаружиавется другими особями рыб через обоняние.

Ученые установили, что рыбы надотряда Ostariophysis, на долю которых приходится около 75% всех пресноводных рыб, ведут себя аналогично, но только в том случае, если травмированная рыба принадлежит к тому же виду. Но, несмотря на многолетние исследования на эту тему, идентичность тревожных веществ до сих пор остается загадкой.

В своем исследовании научная команда Ёсихары проверяла вещества на основе активности мозга рыбы. Они бросили поврежденную кожу рыбок данио в аквариум с рыбками данио, а затем использовали иммуногистохимию для визуализации, какие части обонятельной луковицы мозга вступали в реакцию. Впоследствии такой же эксперимент с поврежденной кожи был использован на двух других видах рыб: золотых рыбок, принадлежащих к тому же надотряду Ostariophys, и медаки, не входящие в этот надотряд.

В результате оказалось, что на поврежденную кожу реагируют именно три обонятельные области мозга водных челюстноротых позвоночных. Один был неспецифичным и реагировал на все три типа поврежденной кожи, один был специфичным для надотряда — реагировал только на кожу золотых рыбок и рыбок данио, а третий был специфичным для рыбок данио. Поскольку у медаки не выявили тревожных реакций, а рыбки данио не сильно реагировали на поврежденную кожу золотой рыбки, исследователи пришли к выводу, что для возникновения такого поведения необходимы два химических сигнала: 1)специфичный для надотряда запах, сигнализирующий об опасности и 2) видоспецифичный запах, сигнализирующий «для нас».

Используя ранее разработанную и усовершенствованную систему, исследователи биохимически очистили точную молекулу, ответственную за специфическую реакцию мозга рыбок данио. Она была названа «сульфат даниола», поскольку рыбки данио относятся к роду Danio. В результате исследования кожи многочисленных видов рыб, обнаружилось, что сульфат даниола был уникальным для рыбок данио, в то время как остариоптерин наблюдался у многих видов рыб из надотряда Ostariophys. Рыбки данио действительно продемонстрировали характерную сильную реакцию страха, но, как и предполагалось, только тогда, когда в воду были помещены и сульфат даниола, и остариоптерин.

Согласно научному выводу, только в состоянии страха исследователи наблюдали активность в миндалине рыбок данио, области мозга, контролирующую саму реакцию страха. Следовательно, именно в этой области, вероятно, и происходит обнаружение совпадений.

Ранее «Медздрав.Инфо» сообщал, что группа немецких ученых из Центра нейронаук имени Эйнштейна (Einstein Center for Neurosciences Berlin, ECN) и из Университета Шарите в Берлине обнаружили и описали микроскопическую рыбу, обитающую в Тропиках и способную издавать звуки громче сигнальной сирены скорой помощи.