Pięć godzin bez tlenu

| Nauki przyrodnicze
Frank van Breukelen

Karpieniec pustynny (Cyprinodon macularius) potrafi wstrzymać oddech nawet na 5 godzin. To odpowiedź gatunku na kurczenie się habitatu.

Frank van Breukelen i Stanley D. Hillyard z Uniwersytetu Nevady w Las Vegas podkreślają, że zmiana metabolizmu C. macularius to przykład plastyczności fizjologicznej.

W niedalekiej przeszłości Południowy Zachód USA był o wiele wilgotniejszy. Zaledwie 10 tys. lat temu Dolinę Śmierci pokrywało 100 m wody; zwano ją wtedy jeziorem Manley. Nazwa Mojave jest zresztą skróconą formą słowa Hamakhaave [endonimu z języka Indian Mohave], oznaczającego "przy wodzie". Kiedy wody się wycofały, karpieniec został odizolowany w swoich obecnych habitatach, z których gros stanowią gorące źródła. Zasadniczo ryba ta spędziła większość swojej historii ewolucyjnej w chłodniejszych wodach, aż trafiła do wód o temperaturze nawet 35°C - opowiada van Breukelen.

Jeden z mechanizmów przystosowawczych polega na przełączaniu między korzystaniem z tlenu a obchodzeniem się bez niego. Podczas oddychania anaerobowego metabolizm karpieńca nasila się 15-krotnie, co nieco zaskakuje w środowisku ubogim w pożywienie.

Mitchondria to główne miejsca wykorzystania tlenu w komórce. W wyniku oddychania komórkowego powstaje tu większość nośnika energii - ATP. Nasze dane pokazują, że ryba wyłącza mitochondria, by uniknąć produkcji reaktywnych form tlenu wskutek wysokiej temperatury. Stosowanie strategii metabolicznej, która jest 15-krotnie mniej wydajna, nie jest może ideałem, ale okoliczności komórkowe mogą tego wymagać.

Amerykanie sądzą, że etanol powstający w wyniku metabolizmu beztlenowego w jeszcze większym stopniu zmniejsza zależność od tego pierwiastka. Sądzimy, że ryba wytwarza etanol, który sprzyja zamknięciu mitochondrialnych kanałów do transportu substratów. Zjawisko to dalej ogranicza wykorzystanie tlenu.

karpieniec pustynny Cyprinodon macularius tlen oddychanie anaerobowe metabolizm woda temperatura habitat gorące źródła Frank van Breukelen Stanley D. Hillyard