Dyr producerer masser af underlige forbindelser. Tag for eksempel blæksprutte blæk, skunk spray eller endda hagfish slime. Men et af de underligste dyreproducerede biprodukter er guldfiskalkohol. Når vores finnede venner befinder sig i miljøer med lavt ilt, som i bunden af en frossen dam, producerer guldfisk og beslægtede karperarter alkohol fra deres gæller. Nu, som Ryan F. Mandelbaum hos Gizmodo rapporter, har forskere endelig fundet ud af, hvordan og hvorfor critters producerer denne fiskede moonshine.
For de fleste hvirveldyr, når ilt ikke længere er tilgængeligt, skifter kroppen til anaerob respiration, som det hurtigt nedbryder kulhydrater til energi, rapporterer Rachel Baxter hos New Scientist . Men ligesom hvordan sprinter kun kan bevare deres lynlås i korte afstande, kan fisk kun stole på denne proces i kort tid på grund af opbygningen af mælkesyre, som er farlig i høje koncentrationer.
Guldfisk og crucian karper metaboliserer disse kulhydrater imidlertid anderledes end andre dyr, når ilt er knappe. Væsenerne omdanner disse kulhydrater til ethanol, som de udviser fra deres gæller. Dette betyder, at mælkesyren ikke opbygges i deres krop, så de kan overleve i miljøet med lavt ilt.
Netop hvordan det sker har imidlertid længe været et mysterium. Men en undersøgelse, der blev offentliggjort denne uge i tidsskriftet Scientific Reports, hjælper med at forklare det fiskede puslespil.
Som Mandelbaum rapporterer, satte et team af forskere ved Universiteterne i Oslo og Liverpool crucian karper i et ”guldfiskhotel”, hvor man studerede fiskene, hvor de studerede dem i syv dage og tog vævsprøver fra fisken .
Forskerne fandt, at muskelvævet i fisken indeholder to typer enzymer, der tragt kulhydrater til mitokondrier, de cellulære kraftcentre, hvor energi produceres, ifølge en pressemeddelelse. Et sæt af disse proteiner følger den normale metaboliske vej. Men i et miljø med lavt ilt tændes det andet enzym, der kaldes pyruvat decarboxylase, og behandler det metaboliske affald for at producere den mindre farlige ethanol, der derefter ryddes fra fiskens system. Det ligner lidt, hvordan brygger gær gør de gode ting, bemærker Baxter.
I de lange perioder med isdækning i Nordeuropa kan "alkoholkoncentrationer i blod i karcisk karper nå op på mere end 50 mg pr. 100 ml, hvilket er over drikkevandsgrænsen i disse lande, " medforfatter, evolutionsfysiolog ved University of Liverpool, siger det i pressemeddelelsen. ”Dette er dog stadig en meget bedre situation end at fylde op med mælkesyre, som er det metabolske slutprodukt for andre hvirveldyr, herunder mennesker, når der er iltfri.”
Som Baxter rapporterer, har forskerne også sekventeret dyrets DNA ved at finde ud af, at mutationen med spritbrygning udviklede sig i forfader til karper og guldfisk for omkring 8 millioner år siden. Det lille trick opstod på grund af en mutation kendt som hele genom-duplikering, hvor arten har en hel ekstra kopi af genetisk materiale. En mutation i disse duplikatgener gav fiskene deres specielle trick.
Det er også en temmelig imponerende overlevelsestilpasning. ”Ethanolproduktionen tillader, at crucian karper er den eneste fiskeart, der overlever og udnytter disse barske miljøer, ” siger hovedforfatter Cathrine Elisabeth Fagernes fra Universitetet i Oslo i udgivelsen, ”og derved undgår konkurrence og undslipper rovdyr fra andre fiskearter, som de interagerer normalt i bedre iltede farvande. ”
Så det store spørgsmål er, bliver fisken faktisk beruset? Berenbrink fortæller Mandelbaum, at det er lidt svært at fortælle. ”Under isen prøver de at minimere energiforbruget, ” siger han. ”På en måde ændres adfærden, fordi de bare sidder der. Vi kan ikke rigtig skelne mellem, om det er fra alkoholen eller overlevelsesstrategien. ”
Det næste trin er at sammenligne de forskellige alkoholproducerende arter for at finde eventuelle forskelle i processen og finde ud af, hvornår og hvordan ethanolproduktionen klikker og slukkes.
