Ця риба мешкає в ставках і озерах Північної Європи та Азії, більшість з яких замерзає взимку.
Для багатьох хребетних нестача кисню є смертельним вироком, навіть для риб. Проте, є одна маленька прісноводна риба, яка регулярно виживає в умовах, які вбили б майже будь-яку іншу істоту.
Еволюційний біолог Скотт Треверс у своєму матеріалі для Forbes розповів про звичайного карася (Carassius carassius). Ця риба може жити тижнями і навіть місяцями без кисню.
У дослідженні, опублікованому в Journal of Experimental Biology, йдеться про те, що звичайний карась мешкає в ставках і озерах Північної Європи та Азії, багато з яких замерзають в зимові місяці. До середини зими ці води стають повністю безкисневими.
Багато риб під час зими мігрують зі ставків і озер Північної Європи та Азії, інакше вони задихнуться. Проте звичайний карась залишається там.
У дослідженні підкреслюється, що для більшості тварин кисень служить кінцевим акцептором електронів у мітохондріальному диханні. Без нього ланцюг перенесення електронів зупиняється, виробництво аденозинтрифосфату (універсальне джерело енергії для всіх живих клітин) припиняється, і клітини змушені переходити до анаеробного гліколізу. Цей процес дає дуже мало енергії, а також швидко виробляє токсичні побічні продукти.
Треверс пояснив, що тривалий анаеробний метаболізм у більшості хребетних призводить до накопичення молочної кислоти, ацидозу тканин, відмови органів і, в кінцевому підсумку, до смерті. Навіть види, які вважаються толерантними до гіпоксії, не можуть довго виживати без кисню.
Звичайні карасі ж не дозволяють лактату накопичуватися під час анаеробного метаболізму. Замість цього вони перетворюють лактат в етанол.
Вперше цей процес був описаний в дослідженні 1980 року. Зокрема, вчені з'ясували, що при зникненні кисню звичайний карась перенаправляє кінцеві продукти гліколізу від накопичення лактату до синтезу етанолу за допомогою модифікованих мітохондріальних ферментів. У свою чергу, риба випускає цей етанол через зябра в навколишню воду.
Біолог зазначив, що одного виробництва етанолу недостатньо для виживання без кисню. Навіть при використанні цієї складної системи видалення відходів необхідно значно скоротити споживання енергії.
В іншому дослідженні 2021 року йдеться про те, що звичайний карась піддається глибокій метаболічній депресії під час аноксії. У цей час у риби сповільнюється серцебиття, рухи зменшуються, а ріст зупиняється.
У цей час метаболізм звичайного карася може знизитися до менше ніж 10 відсотків від нормального рівня. Щоб запобігти надмірній активності, іонні канали в нейронах регулюються. Синтез білка також зводиться до мінімуму, а споживання аденозинтрифосфату суворо нормується.
Вчені пояснили, що ця скоординована зупинка дозволяє обмеженій кількості аденозинтрифосфату, що генерується анаеробними шляхами, підтримувати основні клітинні функції протягом декількох місяців. У лабораторних експериментах при низьких температурах дослідники спостерігали за тим, як звичайний карась виживає без кисню більше чотирьох місяців. Але в природних умовах цей термін буде залежати від температури, запасів енергії і розміру тіла.
Раніше в IFLScience розповіли про червоноперу опаху (місячну рибу). Ця риба унікальна тим, що вона є теплокровною.
Вчені помітили, що червонопері опахи завжди тепліші, ніж вода в оточенні риби. Більш того, вони звернули увагу на те, що тепло не було пов'язане з рухом і було постійним у всьому тілі риби, включаючи серце.
Дослідники вивчили анатомію і фізіологію червоноперного опаха і виявили щось цікаве в зябрах риби. Мережа судин створює свого роду протиточний теплообмін в кровотоці зябер, тобто тепла кров, що покидає тіло, нагріває холодну кров, що повертається з зябер, пояснили у виданні.