 |
Меритерий
- ископаемый родственник слонов,
который
вел полуводный образ жизни. Рисунок 1910 г.
Biodiversity
Heritage Library
|
В 1959 году британский
химик Джон Кендрю выяснил структуру мышечного белка миоглобина и спустя три
года получил за это открытие Нобелевскую премию. Прошло полвека, но этот белок
продолжает оставаться предметом активного изучения и раскрывать порой
неожиданные секреты. В журнале
Science
биологи из Великобритании, США и Канады рассказали об особенностях миоглобина у
китообразных и о том, сколько времени проводили под водой предки некоторых
современных млекопитающих.
Миоглобин –
кислород-связывающий белок, который можно найти в мышцах всех млекопитающих, он
придает красный цвет мышцам за счет содержащегося в нем железа. У водных
животных в целом больше миоглобина, чем у наземных. У кашалота, например,
концентрация этого белка в мышцах одна из самых высоких, там запасается очень
много кислорода, и поэтому он может по полтора часа не выныривать на поверхность.
Как показало новое
исследование, не только благодаря огромному количеству миоглобина водные
млекопитающие могут долго находиться под водой. Дело еще в том, что поверхности
этих белков несут у этих животных избыточный положительный заряд, из-за которого
молекулы отталкиваются друг от друга. Это обеспечивает неслипание миоглобина в
столь огромных концентрациях – в противном случае он превращался бы в
нефункциональные белковые массы.
 |
| Кашалоты |
Подобные хорошо
заряженные миоглобины присутствуют в мышцах многих водных животных – тюленей,
моржей, бобров, ондатр. У тех, что меньше времени проводят в воде, – например,
у болотной бурозубки и кротов-звездорылов – миоглобины несут меньший заряд, чем
у водных, но все равно больший, чем у полностью наземных млекопитающих.
Высокогорные и подземные виды, по идее, тоже нуждаются в кислороде, однако у их
миоглобинов нет такого высокого заряда, как у ныряльщиков. Таким образом, положительно
заряженный миоглобин может служить индикатором водного образа жизни.
 |
Пакицет
- один из самых древних родственников
современных
китов, живший 48 млн лет назад.
Реконструкция
из Канадского музея природы в Оттаве.
|
Кроме того, ученым
удалось реконструировать молекулы миоглобинов, которые были у предков
современных китообразных. Зная структуру древних миоглобинов, их аминокислотный
состав, можно прикинуть, сильно ли они были заряжены и сколько времени могли
проводить под водой их обладатели. Выяснилось, что, например, пакицет –
наземный предок наших китов, живший в Пакистане в раннем эоцене, – мог
позволить себе понырять не больше полутора минут. А огромный позднеэоценовый
базилозавр погружался на 17 минут максимум. Ископаемые останки могут намекнуть,
что животное вело водный образ жизни, но новый подход позволяет это подтвердить
и даже оценить нырятельные способности!
Но и этим биологи не
ограничились – они восстановили миоглобины для предков некоторых наземных
животных. Результат оказался удивительным: современные слоны, даманы, кроты и ехидны
происходят от животных, чьи миоглобины были неплохо так заряжены! Что
интересно, в одной из недавних статей высказано предположение, основанное на
ископаемых костях, что предки ехидн были пловцами. Другие палеонтологи
выдвигали гипотезы о водных предках слонов и кротов. Таким образом, миоглобин
просто повторяет историю, которую начали рассказывать кости.
Мы не представляем, как
выглядел общий предок слонов, даманов, ламантинов и моржей – у нас нет его
костей. Но есть малюсенькая молекула, благодаря которой мы можем уверенно
говорить о том, что его мышцы были приспособлены для ныряния.
Подготовлено по
материалам National Geographic