Реки Южной Америки являются домом как минимум для трех различных видов электрических угрей, в том числе недавно обнаруженного вида, способного генерировать более сильный электрический разряд, чем любое другое известное животное, согласно новому анализу 107 рыб, пойманных в Бразилии. Французская Гвиана, Гайана и Суринам в последние годы.
Ученым уже более 250 лет известно, что в бассейне Амазонки обитают электрические угри, которые посылают электрические импульсы через воду, чтобы оглушить свою добычу. Они широко распространены в болотах, ручьях, ручьях и реках на севере Южной Америки, и долгое время считалось, что они принадлежат к одному виду. Однако с помощью современного генетического и экологического анализа исследователи из Смитсоновского национального музея естественной истории обнаружили, что электрические угри в бассейне Амазонки принадлежат к трем разным видам, которые произошли от общего предка миллионы лет назад. О результатах сообщается 10 сентября в журнале Nature Communications..
По словам руководителя исследования С. Давид де Сантана, научный сотрудник рыбного отдела музея. «Эти рыбы вырастают до семи-восьми футов в длину. Они действительно бросаются в глаза», - говорит он. «Если вы сможете обнаружить новую восьмифутовую рыбу после 250 лет научных исследований, можете ли вы представить, что еще предстоит открыть в этом регионе?»
Около 250 видов рыб, вырабатывающих электричество, обитают в Южной Америке, хотя электрические угри (которые на самом деле являются рыбами с внешним видом, похожим на угря) являются единственными, которые используют свое электричество для охоты и для себя. -защита. Как и другие электрические рыбы, они также ориентируются и общаются с помощью электричества, которое они производят. Электрические угри вдохновили на разработку первой батареи в 1799 году, и по мере того, как исследователи узнавали больше о том, как они производят достаточно электричества, чтобы оглушить большое животное, ученые и инженеры получали новые идеи о том, как улучшить технологию и, возможно, даже лечить болезни.
Смитсоновские ученые сотрудничают с исследователями из Музея зоологии Университета Сан-Паулу в Бразилии и других учреждений по всему миру для изучения разнообразия угрей и других электрических рыб в Южной Америке. В рамках этих усилий де Сантана внимательно изучил образцы электрического угря, которые он и его коллеги собрали в бассейне Амазонки за последние шесть лет.
Все экземпляры выглядели почти одинаково. Не обнаружив никаких внешних признаков у рыб, которые на первый взгляд четко отличали бы разные группы, де Сантана обратился к ДНК животных и обнаружил генетические различия, которые указывали на то, что его 107 экземпляров представляли три разных вида. Повторно исследуя животных с генетическими результатами, он обнаружил тонкие физические различия, соответствующие трем генетическим группам. Он определил, что каждый вид имеет свою уникальную форму черепа, а также определяющие характеристики грудного плавника и характерное расположение пор на теле.
Каждый вид также имеет свое географическое распространение. Давно признанный Electrophorus electricus, который когда-то считался широко распространенным по всему континенту, на самом деле, по-видимому, обитает в высокогорьях Гвианского щита, древней геологической формации, где чистые воды перекатываются через пороги и водопады. Electrophorus voltai, один из двух недавно обнаруженных видов, в основном обитает южнее на Бразильский щит, похожий высокогорный регион. Третий вид, Electrophorus varii, названный в честь покойного ихтиолога Смитсоновского института Ричарда Вари, плавает в мутных, медленно текущих низинных водах.
Основываясь на генетических сравнениях, де Сантана и его коллеги определили, что около 7 лет назад в Южной Америке начали развиваться две группы электрических угрей.1 миллион лет назад. Один, общий предок E. voltai и E. electricus, жил в прозрачных водах древнего нагорья, тогда как E. varii обитал в низменностях, мутные воды которых были полны минералов и, следовательно, более эффективно проводили электричество. по-видимому, важное отличие для электрических угрей, чей разряд не распространяется так далеко в средах с низкой электропроводностью.
Согласно анализу, E. voltai и E. electricus разошлись примерно 3,6 миллиона лет назад, примерно в то время, когда река Амазонка изменила русло, пересекая континент и пересекая горные районы. Примечательно, что команда де Сантаны обнаружила, что E. voltai может разряжать до 860 вольт электричества, что значительно больше, чем 650 вольт, генерируемых E. electricus. Это делает этот вид самым мощным из известных биоэлектрических генераторов и может быть адаптацией к более низкой проводимости высокогорных вод, говорит он.
Де Сантана говорит, что обнаруженное его командой разнообразие, ранее упускаемое из виду, является захватывающим, поскольку оно создает новые возможности для изучения того, как животные генерируют высоковольтное электричество, секвенируя и сравнивая их геномы. Поскольку три вида электрических угрей отделились друг от друга так давно, у них, возможно, развились уникальные системы электрогенеза, и, в случае с E. voltai, эта система совершенно не изучена. «В нем действительно могут быть разные ферменты, разные соединения, которые можно использовать в медицине или вдохновить на создание новых технологий», - говорит он.