Zlatne sweepere (Parapriacanthus ransonneti) ne proizvode luciferazu iz sopstvenog genoma: genomska analiza nije otkrila gene za taj enzim. Umesto toga, ribe sekvestriraju luciferazu i luciferin iz ostrakoda koje jedu (npr. Cypridina noctiluca, Vargula hilgendorfii) — proces nazvan kleptoproteinizam. Eksperimenti su pokazali da ribe gube svetlost bez bioluminiscentne hrane, a vraćaju je kada pojedu odgovarajući ostrakod.
Kako zlatna sweeper riba svetli bez sopstvenih gena — trik ukradene luciferaze
A macro image of tiny Golden Sweepers or Glass Fish hiding underneath a crevice on the coral reef of Richelieu Rock next to the Surin Islands, Thailand.© John Back/Shutterstock.com
Nova genomska studija otkriva neverovatan način na koji zlatne sweepere dobijaju svoj sjaj: umesto da proizvode enzim za svetljenje iz sopstvenih gena, one koriste proteine i enzime preuzete direktno iz plijena. Ova retka strategija naziva se kleptoproteinizam.
Golden sweepers travel in large numbers.©Rich Carey/Shutterstock.com
Ko su zlatne sweepere?
Parapriacanthus ransonneti (poznata i kao golden sweeper ili golden bullseye) je mala, sivosvetlucava i poluprovidna riba sa zelenkasto-zlatnom glavom i tamnom prugom duž gornje strane. Naseljava obalne i otvorene grebene u zapadnom Indo-Pacifiku i često pliva u velikim jatima.
Bioluminescence is not unusual in marine creatures.©iStock.com/GaryKavanagh
Ponašanje i potreba za svetlom
Tokom dana ove ribe se skrivaju u pukotinama grebena, a noću izlaze u srednje vodene slojeve da se hrane planktonom. Iako je noćna ispaša sigurnija na grebenu, u srednjem vodenom stubu rizikuju da budu siluetirane protiv osvetljene površine, što privlači predatore koji gledaju nadole. Kao adaptaciju koriste kontrailuminaciju — svetlo sa donje strane tela razbija siluetu i otežava detekciju.
Ostracods are tiny bioluminescent creatures.©iStock.com/Alepoc
Neobičan mehanizam bioluminiscencije
Većina bioluminiscentnih organizama proizvodi svetlost hemijskom reakcijom između luciferina (mali molekul) i luciferaze (enzim). Kod mnogih vrsta organizam sam sintetiše luciferazu zahvaljujući sopstvenim genima, ili je dobija putem horizontalnog prenosa gena od bioluminiscentnih mikroorganizama.
Međutim, kod zlatnih sweepersa eksperimenti su pokazali nešto drugačije: kada su ribe hranjene ne-bioluminiscentnom hranom, izgubile su sjaj. Kada su im dali Cypridina noctiluca — bioluminiscentnog ostrakoda — svetlost se vratila. Još upečatljivije, luciferaza pronađena u svetlosnim organima riba bila je identična luciferazi iz ostrakoda koje su pojele. Isto se dogodilo i sa drugim ostrakodom, Vargula hilgendorfii — ribe su zaista koristile enzim iz konkretnog plena.
Potvrda iz genoma
Da bi se potvrdilo da ribe ne prave luciferazu iz sopstvenih gena, istraživači su sekvencirali genom P. ransonneti. Potraga za genima koji kodiraju ostrakodnu luciferazu bila je neuspešna — takvi geni nisu pronađeni u genomu ribe. To potvrđuje da zlatne sweepere ne nasleđuju sposobnost proizvodnje luciferaze, već je sekvestriraju iz plennih organizama i koriste je bez razlaganja tokom varenja.
Širi značaj
Ovaj primer kleptoproteinizma pokazuje da fenotip (vidljive osobine) može zavisiti ne samo od gena već i od ishrane i interakcije sa drugim vrstama. Za zlatne sweepere to znači snažnu vezu za prisustvo odgovarajućih ostrakoda u okviru njihovog staništa — ne radi se samo o hrani, već o izvoru ključne funkcionalne osobine. To ima implikacije za razumevanje evolucije, ekologije i potencijalno za zaštitu staništa ove vrste i njenih izvora plena.
Zaključak: Parapriacanthus ransonneti koristi retku strategiju kleptoproteinizma — sekvestrira luciferazu iz ostrakoda koje jede i time obezbeđuje bioluminiscenciju bez sopstvenih gena za taj enzim.
Pomozite nam da budemo bolji.
