_ Miros de pericol în apă: Misterul Schreckstoff a fost rezolvat după 86 de ani

Cercetătorii conduși de Yoshihiro Yoshihara de la Centrul RIKEN pentru Știința Creierului din Japonia au rezolvat un mister de pește care datează din 1938: Ce este schreckstoff-sau substanța de alarmă- că peștii au miros atunci când colegii lor de banc sunt răniți?

În noul studiu, publicat în Current Biology, experimentele au arătat că substanța este de fapt două substanțe, fiecare transportând informații separate. Doar atunci când ambele mesaje chimice sunt detectate, peștii vor reacționa cu un răspuns de zbor sau îngheț. Acest tip de detectare a coincidențelor codificată biologic guvernează probabil numeroase tipuri de comportamente sociale la animale, inclusiv la oameni.

În 1938, laureatul premiului Nobel Karl von Frisch a descoperit că un banc de pisici se comporta ca și cum un prădător ar fi în apropiere. când în rezervorul lor a fost plasat un piscicol rănit. Acest mecanism de apărare permite peștilor să evite pericolul chiar și atunci când ei înșiși nu au detectat direct un prădător. von Frisch a presupus că unele schreckstoff („chestii înspăimântătoare” în germană) au fost eliberate din pielea piscicolului rănit și au fost detectate de tovarășii săi de banc prin simțul lor olfactiv, numit olfactiv.

De atunci, oamenii de știință au descoperit că a constatat că peștii din superordinea Ostariophysi, care reprezintă aproximativ 75% din toți peștii de apă dulce, se comportă similar, dar numai dacă peștele rănit este din aceeași specie. Cu toate acestea, în ciuda multor ani de cercetări, identitatea substanțelor de alarmă a rămas până acum un mister.

„Mulți cercetători au încercat să purifice și să identifice substanțele de alarmă folosind extracte de piele din diferite specii de pești”, explică. Yoshihara. „Ceea ce ne diferențiază studiul și motivul succesului nostru a fost că am ales un tip complet diferit de metodă de screening.”

În studiile anterioare, oamenii de știință au analizat substanțele pentru purificare prin aruncarea unor substanțe chimice individuale în bazinele de pești. și observând cum au reacționat peștii. Apoi au raportat substanțele care au declanșat cel mai mare răspuns de frică. Cu toate acestea, rezultatele nu au fost adesea fiabile sau repetabile.

În noul studiu, echipa lui Yoshihara a verificat substanțele bazate pe activitatea creierului. Au aruncat pielea de pește-zebra deteriorată într-un rezervor de pește-zebră și apoi au folosit imunohistochimia pentru a vizualiza ce părți ale bulbului olfactiv al creierului de pește au reacționat.

Au repetat același experiment folosind pielea deteriorată de la alte două tipuri de pești: peștele auriu. , care sunt în aceeași superordine Ostariophysi și medaka, care nu sunt.

Ei au descoperit că trei regiuni olfactive ale creierului au reacționat la pielea deteriorată. Unul era nespecific, răspundea la toate cele trei tipuri de piele deteriorată, unul era specific super-ordinului, reacționând doar la pielea de pește auriu și zebra, iar unul era specific pentru peștele zebra. Întrucât medaka nu are răspunsuri de alarmă, iar peștele-zebra nu a reacționat prea mult la pielea deteriorată a peștilor aurii, cercetătorii au motivat că două semnale chimice sunt necesare pentru ca comportamentul să apară: un miros specific super-ordinului care semnalează „pericol!” și un miros specific speciei care semnalează „pentru noi”.

Folosind un sistem avansat pe care l-au dezvoltat anterior, cercetătorii au purificat biochimic molecula exactă responsabilă de răspunsul creierului specific peștelui zebra, pe care l-au numit „sulfat de daniol”. " pentru că peștii zebră fac parte din genul Danio. Apoi, folosind un tip special de cromatografie împreună cu imagistica cu calciu a creierului, ei au identificat molecula care provoacă răspunsul olfactiv specific Ostariophysi, pe care l-au numit Ostariopterin.

Când au examinat pielea numeroși pești. specii, au descoperit că, în concordanță cu teoria lor, sulfatul de Daniol era unic pentru peștele-zebră, în timp ce Ostariopterina a fost observată la numeroase specii de pești din superordinul Ostariophysi.

Pentru a-și testa teoria, cercetătorii și-au repetat experimentele folosind acești compuși în loc de pielea deteriorată. Peștele-zebră a arătat răspunsul caracteristic de frică robust, dar, așa cum era prezis, numai atunci când atât sulfatul de Daniol, cât și Ostariopterinul au fost puse în apă. În plus, doar în această condiție cercetătorii au observat activitate în amigdala peștelui zebra, o regiune a creierului cunoscută pentru a controla răspunsul la frică în sine. Prin urmare, această regiune este probabil în care are loc detectarea coincidențelor.

„Mirosurile conspecifice pot determina numeroase comportamente și chiar și oamenii sunt cunoscuți că reacționează la mirosurile produse de alți oameni”, spune Yoshihara. „Acest tip de sistem biologic de mesagerie cu doi factori ar putea fi, prin urmare, o temă comună care stă la baza multor tipuri de comunicare socială prin olfactiv.”

(Fluierul)