Ноги для вкуса

Рыбы под названием морские петухи (или тригловые) ходят по дну на шести ногах. Три луча грудных плавников отделились у них от собственно плавников и превратились в длинные подвижные отростки. Эти отростки вполне можно назвать ногами, только нужно помнить, что они по строению и происхождению не очень-то похожи ни на ноги наземных позвоночных, ни тем более на ноги членистоногих. О морских петухах давно известно, что они чрезвычайно успешны в поисках пищи – настолько, что за ними плавает свита из других рыб, рассчитывая поживиться объедками. Также известно, что ноги тригловых покрыты выпуклостями, напоминающими какие-нибудь сенсорные органы, вроде вкусовых сосочков. Можно предположить, что ногами морские петухи не только ходят, но и много чего чувствуют. Но напрямую их в этом смысле почти не изучали.

И вот сейчас в Current Biology вышло сразу две статьи о чувствительных ногах морских петухов. Для эксперимента взяли американских тригл Prionotus carolinus: в песок на дне аквариума, в котором жили рыбы, зарывали моллюсков или даже просто капсулы с аминокислотой. Триглы, абсолютно не видя, где что спрятано, быстро находили место с потенциальным угощением и начинали рыть песок. Выросты-ноги P. carolinus имеют лопатообразные расширения, как будто именно для того, чтобы удобнее было рыть. В целом исследователи пришли к выводу, что триглы своими ногами чувствуют не только химические вещества (то есть работают как орган вкуса), но также реагируют на механические свойства. В прошлом году мы писали, что нечто похожее имеет место у осьминогов – их рецепторы на щупальцах одновременно работают и как вкусовые, и как осязательные.

Морской петух Prionotus carolinus бежит по дну. (Иллюстрация: Anik Grearson, MBARI)

Удалось также найти ген tbx3a, который помогает сформировать ноги для вкуса. Он кодирует белок – транскрипционный фактор, который, как и любой транскрипционный фактор, управляет активностью других генов, даже целой группы генов. Именно благодаря tbx3a у морских петухов из грудных плавников выделяются ноги, и тот же tbx3a помогает ногам приобрести сенсорные свойства. Выяснили всё это с помощью генетического редактора CRISPR–Cas9, позволившего внести в tbx3a разные мутации.

В какой-то момент исследователи запустили в аквариумы новую партию морских петухов, которым чувство вкуса как будто отказало. Оказалось, что это другой вид – P. evolans, и что свои ноги они используют только для перемещения по дну. Характерных выпуклостей, похожих на вкусовые сосочки, на ногах P. evolans нет, как нет лопатообразных расширений на концах (соответственно, ногами они ничего и не выкапывают). Генетическое сравнение тринадцати видов морских петухов показало, что изначально ноги предназначались только для ходьбы, а способность чувствовать вкус появилась позже и лишь у некоторых из них.