Почему змеи разноцветные? Похоже, все дело в печени

Почему змеи разноцветные? Похоже, все дело в печени

Источник: Getty Images

Чтобы понять природу открытия швейцарских ученых, опубликовавших об этом статью в научном журнале PNAS (официальном издании Национальной академии наук США), нужно понять, как именно змеи — и люди — формируют свою окраску.

Буйство красок

Змеи, рыбы и рептилии выгодно отличаются от остальных позвоночных разнообразием цвета кожи. Если исключить бегающую и летающую позвоночную живность, покрытую шерстью или перьями, то с голой кожей остаются только люди, которых природа обилием красок не побаловала.

Причина яркой и разнообразной палитры змей, равно как и довольно скучной цветовой гаммы Homo sapiens, заключается в хроматофорах, клетках, содержащих пигменты и светоотражающие кристаллы. У рептилий и земноводных их довольно много, причем каждый тип отвечает за свою цветовую гамму.

Почему змеи разноцветные? Похоже, все дело в печени

Хвост хамелеона. Они могут даже перегонять свои хроматофоры из одной части тела в другую, в зависимости от обстановки | Источник: IGNACIO PALACIOS

Например, меланофоры отвечают за черный и коричневый цвета, ксантофоры — за желтый, эритрофоры — за красный, а отражающие свет иридиофоры придают коже ярко-зеленый или ярко-синий цвета.

Энергия будущего

В отличие от холоднокровных, у теплокровных птиц, зверей и людей есть только один тип окрашивающих клеток: меланоциты, которые являются до некоторой степени аналогом меланофоров.

Но почему в пределах одного вида пресмыкающихся появляются особи разного цвета? Ответ именно на этот вопрос позволил ученым узнать больше о самом механизме формирования ярких цветов рептилий.

Оказалось, что все дело в мутации гена, связанного с функцией печени.

Эволюционный генетик из Женевского университета Афанасия Цика и ее докторант Асье Юлат-Аготе провели исследование на примере маисовых полозов.

Почему змеи разноцветные? Похоже, все дело в печени

Яркий маисовый полоз... | Источник: MIKE WESEMANN

Эта небольшая неядовитая змея, обитающая на юге Северной Америки, известна большим разнообразием окраса. Ее еще называют красной крысиной змеей, или гутатой.

Есть как минимум семь самых распространенных вариантов окраса (их называют морфами) маисовых полозов — от ярко-оранжевого с черной окантовкой до бледно-розового и нежно-фиолетового. Последний морф считается для биологов самым интересным из-за почти полного отсутствия меланофоров. Таких пастельно окрашенных змей называют «лавандовыми полозами».

При чем тут печень?

Почему змеи разноцветные? Похоже, все дело в печени

… и его бледный родственник. | Источник: LA DAWSON

Согласно выводам швейцарских ученых, рождение нежно-розовых полозов вызвано мутацией одного-единственного гена (LYST, или CHS1), отвечающего за выработку специфического белка, который тоже называется LYST.

Почему змеи разноцветные? Похоже, все дело в печени

Структура клетки. Лизосома — под номером 12 | Источник: MESSERWOLAND AND SZCZEPAN1990

Эта аббревиатура расшифровывается как «Регулятор лизосомального транспорта». Этот белок отвечает за перенос различных молекул в лизосомы, компоненты клеток-гепатоцитов, работающих как микрозаводы по переработке мусора.

Но какое отношение имеют лизосомы к окраске маисовых полозов?

Но какое отношение имеют лизосомы к окраске маисовых полозов?

Ученые из Женевского университета проанализировали гепатоциты, основные клетки печени всех позвоночных. У них множество разнообразных функций, в том числе они отвечают за вывод из организма вредных и опасных веществ.

Почему змеи разноцветные? Похоже, все дело в печени

Клетки печени под электронным микроскопом. Гепатоциты составляют от 60 до 80 процентов ее веса | Источник: ALEXQUAAS

У розовых полозов лизосомы гепатоцитов оказались гораздо большими — и они более активно и кардинально меняли структуру хроматофоров, отвечающих за яркие цвета.

Как отметила доктор Цика, исследование было долгим и кропотливым, ведь змеи откладывают яйца всего раз в год, и чтобы выявить нужный ген, ученым пришлось изучить весь геном маисового полоза.

Однако изучение всех причин разнообразия в окрасе рептилий и рыб еще продолжается.

К чему приводит мутация гена LYST у людей

Почему змеи разноцветные? Похоже, все дело в печени

Альбинизмом страдают не только люди | Источник: BROCKEN INAGLORY

Ген LYST имеется и в человеческом организме. У людей его мутация вызывает так называемый Синдром Чедиака-Хигаси, который приводит к альбинизму (отсутствию пигмента меланина) и опасному ослаблению иммунной системы.

На настоящий момент это заболевание неизлечимо, хотя в некоторых случаях помогает пересадка костного мозга.

Источник: news.mail.ru