Два типу іонних каналів в електрочутливого клітинах дозволяють скатам і акулам відчувати навіть найменші зміни зовнішнього електричного поля.

Акули і скати можуть чути видобуток по слабким електричним сигналам, які випускає її тіло. Можна сказати, вони в буквальному сенсі чують серцебиття жертви - але тільки чують вони його не слуховим апаратом, а спеціальним органом, який уловлює сліди генеруються серцевим м'язом електричних імпульсів.

Скат, вид знизу; добре провини звивисті канали ампулярних - електрочутливого - органів. (Фото: Julius Lab / UCSF.)

Ампуловидной електросенсорние клітини, з'єднані з нервом, що передає сигнал від них в мозок. (Фото: Julius Lab / UCSF.)

<

>

Електросенсори у акул і скатів знайшли давно, і в цілому було відомо, як вони влаштовані, але що за біологічні реакції там відбуваються, довгий час залишалося загадкою.

Загадку роз'яснюють дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско - в своїй статті, опублікованій в Nature , Вони описують функціонування клітин ампулярного (електрочутливого) органу Єжова ската. Цей орган складається з безлічі ампуловидной клітин (ампул Лоренцини), занурених у желеподібну середу. Ми знаємо, що будь-які рецепторні клітини, що б вони не відчували, реагують на подразник перегрупуванням іонів на клітинній мембрані - в результаті такої перегрупування виникає електрохімічний імпульс, який відправляється в мозок. У електросенсоров все влаштовано в загальному так же: у них є білки, які під дією зовнішнього електричного поля створюють потік іонів кальцію.

Але електричне поле, що генерується живим організмом, занадто слабке, щоб створити сигнальний імпульс. Тому в клітинах електричних органів скатів і акул є ще і калієвий канал, чутливий до кальцію. Виходить наступна послідовність подій: зовнішнє електричне поле викликає невеличкий потічок кальцію, у відповідь на який спрацьовує калієвий канал, і ось як раз масштабне переміщення калію, образно кажучи, народжує електричне почуття. Працюючи разом, обидва канали працюють як умножители сигналу: відчуття із зовнішнього середовища багаторазово посилюється в електросенсорном органі.

Гени, що кодують обидва канали, є і у інших тварин, але у хрящових риб (а, швидше за все, механізм електричного почуття аналогічним чином працює у всіх акул і скатів) ці гени налаштовані по-особливому: білок кальцієвого каналу виходить занадто чутливий навіть до невеликих змін зовнішнього електричного поля, а калієвий канал генерує коливання калієвого потоку в відповідь на кальцій. Дослідники змінили мишачі «канальні» гени так, щоб вони стали схожі на гени ската - і мишачі клітини стали електрочутливого. Якщо ж у самих скатів за допомогою спеціальних речовин блокували іонні канали, то риби втрачали електричне почуття - вони переставали реагувати на джерело електричного поля, захований на дні акваріума.

Вважається, що у слухових рецепторів звірів є досить багато спільного з Електрорецептори хрящових риб, так що, вивчаючи скатів з акулами, ми, можливо, дізнаємося щось нове і про те, звідки у нас беруться проблеми зі слухом.