Schüchtern Aal leuchtet hellgrün, möglicherweise als "Sexy Charme"

Als Wissenschaftler tauchen serendipitously einen leuchtenden grünen Aal im Januar 2011 entdeckte, hatten sie keine Ahnung, was es ans Licht, wie ein brillant Neonschild verursacht.

Aber jetzt, nach Stunden damit verbracht, die fluoreszierende Proteine von zwei Aale zu studieren, haben die Forscher das Geheimnis gelöst. Diese Proteine, die Aale Muskel und Haut Gewebe, tatsächlich entstand in vertebrate Gehirne mehr als 300 Millionen Jahren, eine neue Studie findet überall.

"Es begann als ein Gehirn-Protein und dann wurde diese fluoreszierenden Eiweiß in der Muskulatur," sagte der Studie leitende Forscher David Gruber, Professor für Biologie am Baruch College in New York City. [Siehe Fotos der glühende grüne Aale]

Sobald das Protein seinen Wechsel von einem neuronalen zu einem fluoreszierenden Protein hergestellt, es wie verrückt in den Aalbestand zu verbreiten. Natürliche Selektion begünstigt es so sehr, es ist wahrscheinlich Fluoreszenz spielt eine entscheidende Rolle in der Welt der Aal, sagte Gruber.

Zum Beispiel, sagte vielleicht hilft es ihnen die nächste Generation zu laichen, er. Einen anekdotischen Bericht von solchen Laich beschreibt eine "große, grüne fluoreszierende Paarung Veranstaltung" mit Dutzenden von Aalen bekommen sie bei Vollmond in Indonesien auf, sagte Gruber. In der Regel diese Aale sind zurückgezogen und scheu, verbringen den Großteil ihres Lebens in die Löcher und Spalten um Korallenriffe und Meer versteckt grass Betten. Aber vielleicht das Mondlicht stimuliert ihre fluoreszierende Proteine, so dass sie besser sichtbar zu potenziellen Partnern, sagte er.

"Wir hoffen, um Zeuge eines dieser Laich Ereignisse zu sehen, was sie tun", sagte Gruber Live Science. Darüber hinaus kann die Fluoreszenz spielen auch eine Rolle in Aal Kommunikation, Raubtier Vermeidung oder sogar Beute Attraktion, wie der Seeteufel glühenden "Angel," die in fischig Mahlzeiten lockt, laut Gruber.

Aal-expedition

Nachdem er die atemberaubende 2011 Foto, wollten die Forscher erfahren Sie mehr über die kleinen grünen Aal. Sie fanden zwei Aale (Kaupichthys Hyoproroides und anderen Arten von Kaupichthys) während einer Expedition auf den Bahamas und brachten beide zurück zu Grubers Labor in New York City.

K. Hyoproroides ist klein – nicht länger als zwei menschliche Finger – etwa 9,8 Zoll (250 Millimeter) lang, sagte Gruber. Es ist wahrscheinlich, dass der andere Aal eine neue Art der Gattung Kaupichthys ist , fügte er hinzu, aber die Probe gut genug Zustand zu beschreiben, es war nicht, er sagte.

Eine Gewebe-Analyse zeigte Fluoreszenz in die Aale Muskel und Haut. Aber eine Protein-Analyse keine grünes fluoreszierendes Protein (GFP) Ausbeute – ein Protein identifiziert bekanntlich in einer Hydrozoan Qualle im Jahr 1962. Auch passte es fluoreszierende Proteine in anderen leuchtenden Meeresbewohner, wie einige Fische und Haie, sagte Gruber.

Stattdessen hatte es eine Ähnlichkeit mit einer fluoreszierenden Proteins in Anguilla Japonica, ein Aal Tierspezies in Sushi, dessen Proteine eine schwache grüne Farbe wenn Sie gebunden, Bilirubin fluoreszieren können, gefunden. (Bilirubin ist ein gelbes Abfallprodukt, das aus kaputten roten Blutkörperchen kommt. Menschen mit Gelbsucht haben gelbliche Haut und Augen durch erhöhte Konzentration von Bilirubin im Blut.)

Das Protein aus der Kaupichthys Aale auch Bilirubin zu fluoreszieren, aber ein wesentlicher Bestandteil der chemischen Zusammensetzung dieses Proteins war anders als der Sushi Aal Proteine. "Es stellt sich heraus, dass jeder dieser neuen Proteine, die dieser kleine Schlüsselregion drin hat die Fähigkeit zu leuchten und Leuchten sehr hell,", sagte Gruber. [Bilder: Fisch heimlich leuchtenden Farben leuchten]

Neugierig geworden, gemeinsam Gruber und seine Kollegen mit Rob DeSalle, Kuratorin mit Sackler Institute for Comparative Genomics an das American Museum of Natural History in New York City. DeSalle ist Experte in der Evolutionsbiologie und festgestellt, dass die Aale fluoreszierenden Proteins eine neu identifizierte Familie von fluoreszierenden Proteinen ist, sagte Gruber.

DeSalle studierte auch die Entstehungsgeschichte des Kaupichthys Proteins. Er sah, dass es eine Fettsäure-bindendes Protein gefunden im Gehirn von die meisten Wirbeltiere verwandt war. Dieses Protein wahrscheinlich spielt eine Rolle bei der Fettsäure-Aufnahme, Transport und Stoffwechsel im Gehirn und kann helfen, junge Neuronen zu migrieren und kortikale Schichten im Gehirn zu etablieren, sagte DeSalle Leben Wissenschaft.

Jedoch im Laufe der Zeit wurde dieser genetischen Code für dieses Gehirn-Protein drei Vervielfältigung Ereignisse, was bedeutet, dass gab es mehrere Kopien des Proteins für den Organismus zu spielen, um DeSalle sagte. Die duplizierte Gene für diese Proteine dann mutieren könnte im Laufe der Zeit führt schließlich zu das fluoreszierende, Bilirubin-bindenden Protein, das leuchtet hellgrün in bestimmten Aale, sagten die Forscher.

Die Forscher der Studie lokalisieren nicht, als die drei doppelte Ereignisse geschah, aber DeSalle geschätzt, dass die ersten beiden zwischen 750 Millionen Jahren, in der gemeinsame Vorfahre von jawed Wirbeltiere passiert. Die dritte Vervielfältigung zur Schaffung des neu entdeckten fluoreszierenden Proteins geführt, sagte DeSalle.

Es gibt noch viel zu lernen über fluoreszierende Proteine, aber die Entdeckung der Fluoreszenz in Aale und andere Fische legt nahe, dass sie in der marine vertebrate Evolution, eine große Rolle gespielt, sagte Matthew Davis, Assistant Professor für Biologie an der St. Cloud State University in Minnesota, der nicht an der Studie beteiligt war.

"Die überraschende Aspekt dieser Studie, dass fluoreszierende Fettsäure-bindende Proteine die Evolution dieser Linie der marine Aale beeinflusst haben können, und sie auch die fluoreszierende Sonden verfügbar für experimentelle Biologie in anderen Disziplinen-Suite erweitern", sagte Davis Leben Wissenschaft in einer e-Mail.

Die Studie wurde online veröffentlicht heute (11. November) in der Fachzeitschrift PLOS ONE.

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