בעלי חיים מייצרים שפע של תרכובות מוזרות. קח, למשל, דיו דיונון, ספריי בואש או אפילו רפש דג. אך אחד מתוצרי הלוואי המוזרים ביותר מבעלי חיים הוא אלכוהול דגי זהב. כאשר חברינו הסנובים נמצאים בסביבות חמצן נמוכות, כמו בתחתית בריכה קפואה, דגי זהב ומינים קרפיונים קשורים מייצרים אלכוהול מהזימים שלהם. עכשיו, כראיין פ. מנדלבאום בגיזמודו על פי הדיווחים, החוקרים הבינו סוף סוף כיצד ומדוע המפיקים מייצרים ירח דגים זה.
עבור מרבית בעלי החוליות, כאשר חמצן אינו זמין עוד, הגוף עובר לנשימה אנאירובית, אותה הוא מפרק במהירות פחמימות לאנרגיה, מדווחת רחל בקסטר ב- New Scientist . אך בדומה לאופן שבו ספרינטרים יכולים לשמור על מיקומם רק למרחקים קצרים, דגים יכולים להסתמך רק על תהליך זה לזמן קצר בגלל הצטברות חומצה לקטית, המסוכנת בריכוזים גבוהים.
דג זהב וקרפיון קרוסיאני, לעומת זאת, מטבוליזם את אותם פחמימות באופן שונה מחיות אחרות כאשר חמצן הוא נדיר. היצורים ממירים את הפחמימות האלה לאתנול, אותם הם מגרשים מהזימים שלהם. המשמעות היא שחומצה לקטית לא מתגבשת בגופם ומאפשרת להם לשרוד בסביבת החמצן הדלה.
איך שזה קורה, עם זאת, זה זמן רב תעלומה. אולם מחקר שפורסם השבוע בכתב העת Scientific Reports עוזר להסביר את הפאזל הדג.
כפי שמדווח מנדלבאום, כדי לחקור את הדגים, צוות חוקרים מאוניברסיטאות אוסלו וליברפול הכניס קרפיון צלבני ב"מלון דגי זהב ", קבוצה של טנקי דגים חסרי אוויר, שם חקרו אותם במשך שבעה ימים, לקחו דגימות רקמות מהדגים .
החוקרים מצאו כי רקמת השריר של הדג מכילה שני סוגים של אנזימים המעבירים פחמימות למיטוכונדריה, תחנות הכוח הסלולריות בהן מופק אנרגיה, על פי הודעה לעיתונות. קבוצה אחת של חלבונים אלה עוקבת אחר מסלול חילוף החומרים הרגיל. אך בסביבה דלה בחמצן האנזים השני המכונה פירובט דקרבוקסילאז נדלק, מעבד את הפסולת המטבולית לייצור האתנול הפחות מסוכן, אשר לאחר מכן מפונה ממערכת הדגים. זה דומה לאופן בו שמרי הבירה מבשלים את החומר הטוב, מציין בקסטר.
במהלך התקופות המורחבות של כיסוי קרח בצפון אירופה, "ריכוזי אלכוהול בדם בקרפיון קרוסיה יכולים להגיע ליותר מ -50 מ"ג לכל 100 מיליליטר, שהם מעל גבול הכונן של המשקה במדינות אלה, " מחבר משותף, פיזיולוג אבולוציוני באוניברסיטת אוניברסיטת ליברפול, כך נמסר בהודעה לעיתונות. "עם זאת, זה עדיין מצב טוב בהרבה מאשר מילוי חומצה לקטית, שהיא התוצר הסופי המטבולי של חוליות אחרות, כולל בני אדם, כשהם נטולי חמצן."
כפי שמדווח בקסטר, החוקרים גם רצפו את ה- DNA של החיה, ומצאו כי המוטציה המתבשלת אלכוהול התפתחה באב קדמון של קרפיון ודגי זהב לפני כשמונה מיליון שנה. הטריק הקטן התעורר בעקבות מוטציה המכונה שכפול של הגנום המלא, ובו יש למין עותק נוסף שלם של חומר גנטי. מוטציה בגנים הכפולים הללו נתנה לדגים את הטריק המיוחד שלהם.
זהו גם הסתגלות הישרדותית מרשימה למדי. "ייצור האתנול מאפשר לקרפיון הקרוסיאני להיות מיני הדגים היחידים ששרדו ומנצלים את הסביבות הקשות הללו", אומרת הסופרת הראשית קתרינה אליזבת פגרן מאוניברסיטת אוסלו בשחרור, "ובכך נמנעת מתחרות ומנמלטת טורף של מיני דגים אחרים עימם בדרך כלל הם מתקיימים במגע עם חמצן טוב יותר. "
אז השאלה הגדולה היא האם הדגים באמת משתכרים? ברנברינק אומר למנדלבאום שקשה לספר את זה. "מתחת לקרח הם מנסים למזער את הוצאות האנרגיה", הוא אומר. "באופן שההתנהגות משתנה מכיוון שהם פשוט יושבים שם. אנחנו לא באמת יכולים להבחין אם זה מהאלכוהול או אסטרטגיית ההישרדות. "
השלב הבא הוא השוואת מינים המייצרים אלכוהול שונים בכדי למצוא הבדלים בתהליך ולברר מתי ומתי ייצור האתנול לוחץ ומכבה.
