Вкусовое разнообразие: ученые выяснили, когда животные научились чувствовать горечь
Вкус — одно из самых важных ощущений, которое помогает живым существам отличать пригодную и непригодную для употребления пищи. Особенно важную роль в этом механизме играет горький вкус: именно он чаще всего выступает маркером опасности и сигнализирует о том, что лучше выплюнуть «лакомство». Теперь ученым удалось выяснить, когда появился важный защитный механизм. Рассказываем подробнее.
Зачем нужна горечь
Горький вкус — защитный механизм многих растений и животных. Живые организмы специально синтезируют его, чтобы отпугивать потенциальных хищников. Также характерное неприятное ощущение во рту помогает распознать потенциально токсичную пищу и избежать попадания в организм яда и опасных патогенов.
Долгое время оставалось непонятым, когда именно в ходе эволюции у живых существ развились рецепторы, которые помогали определять горький привкус еды. Единственное, в чем были уверены ученые, — специальные белковые молекулы-рецепторы, определяющие неприятный вкус, есть у костистых рыб, сложно организованных позвоночных животных и человека. Схожие рецепторы обнаружили и у латимерий — кистеперых рыб, которых называют «живыми ископаемыми». С другой стороны, у круглоротых-позвоночных без челюстей рецепторов не было обнаружено.
В новом исследовании биологи заметили, что гены, отвечающие за формирование вкусовых рецепторов, способных распознавать горечь, есть у хрящевых рыб. Эта группа примитивных древних существ, самые известные из которых — акулы, скаты и химерообразные цельноголовые рыбы. Ранее ученые не могли с должной тщательностью изучить этих существ из-за сложности их генома.
Что выяснили ученые
С прогрессом методов секвенирования ДНК ученым удалось подробно изучить геном множества представителей вида хрящевых, включая акул и скатов. У 12 существ нашли гены вкусовых рецепторов второго типа (taste receptors type 2, T2R). Именно они позволяют другим обитателям планеты чувствовать горечь. Для того, чтобы это выяснить, ученые изучили происхождение и функции белков в организме рыб и обнаружили, что ДНК, которые их кодируют, сильно напоминают геном, ответственный за формирование T2R.
Также биологи проанализировали время появления рецепторов и пришли к выводу, что они развились еще до того, как акула и человек разошлись как виды в ходе эволюции. Это означает, что различать горечь умели еще самые первые обитатели нашей планеты, примитивнейшие морские обитатели, которые стали предками для многих видов позвоночных, но не круглоротых видов рыб (например, миногов и миксин).
По подсчетам биологов, рецепторы горечи появились около 460 млн лет назад, в палеозойскую эру.
Кроме того, эксперты проверили функционал рецепторов. Для этого они использовали клетки двух акул: обыкновенной кошачьей и белопятнистой кошачьей. Две рыбы сильно различаются, а их последние общие предки разошлись около 200 млн лет назад. После этого на образцы воздействовали 94 соединениями, которые активируют рецепторы, распознающие горечь, во рту человека. И 11 из них вызвали реакцию клеток.
Из этого следует простой вывод — живые акулы также способны это почувствовать.
