Уникальные особенности утконосов продолжают расширять свой внушительный перечень. Структура меланосом – клеточных структур, ответственных за синтез пигмента меланина – в клетках их шерстиной не была ранее зафиксирована у других позвоночных.
Утконосы (Ornithorhynchus anatinus) — эти животные — сумчатые водоплавающие, обладающие телом, напоминающим бобра, и клювом, как у утки. Внешний облик – далеко не единственное необычное свойство австралийских млекопитающих. Помимо этого, они откладывают яйца, имеют ядовитые шпоры, способны ощущать электрические поля, светятся под ультрафиолетовым излучением и содержат в пять раз больше половых хромосом, чем большинство других животных.
Однако, как оказалось, это лишь часть картины. Новое исследование, опубликованное в журнале Biology Letters, исследование показало, что волоски густого темно-коричневого меха утконосов содержат меланосомы, обладающие совершенно уникальной структурой, не встречавшейся ранее у других позвоночных.
Меланосомы – это органеллы, являющиеся составными частями меланоцитов, специализированных клеток кожи, ответственных за выработку пигмента меланина. Именно этот пигмент определяет цвет кожи, глаз, волос, шерсти, перьев. Меланосомы выполняют функции синтеза, накопления и доставки меланина в другие клетки кожи – кератиноциты.
Структура меланосом отличается у различных видов. Они могут иметь сферическую, вытянутую, стержнеобразную или уплощенную форму, а также быть заполненными или полыми внутри.
У млекопитающих меланосомы имеют сплошную структуру, в то время как полые меланосомы до настоящего времени были известны лишь у отдельных видов птиц, характеризующихся насыщенной окраской и радужным блеском перьев. При этом полые меланосомы всегда проявляются в сочетании с вытянутой, стержнеобразной или уплощенной формой. Благодаря организации в наноструктуры, они обеспечивают создание яркого, радужного, переливающегося эффекта в бородках перьев.
В ходе работы над базой данных меланосом млекопитающих биологи из Гентского университета (Бельгия) сделали открытие: меланосомы утконоса имеют полостую структуру, подобную таковой у некоторых птиц, но в отличие от последних, они сферической, а не вытянутой формы. Подобной комбинации признаков ученые не наблюдали у других позвоночных, которых им довелось изучить (126 видов, 103 рода), включая других яйцекладущих млекопитающих, таких как ехидны.
Меланосомы синтезируют два основных вида меланина: эумеланин и феомеланин. Эумеланин определяет черный, серый и темно-коричневый цвета, тогда как феомеланин отвечает за рыжие, красные, оранжевые и желтые оттенки.
Морфология меланосом у млекопитающих оказывает влияние на окраску и в первую очередь зависит от химического состава меланина: рыжие и оранжевые волосы содержат больше сферических меланосом по сравнению с волосами черного и темно-коричневого цвета.
У утконосов полые, сферические меланосомы не создают радужного перелива или насыщенных цветов на мехе, не придают ему рыжеватых или оранжевых тонов, а окрашивают его только в темно-коричневый цвет, что делает этих животных еще более необычными. На данный момент ученые не установили, содержат ли эти меланосомы феомеланин, соответствующий их структуре, или эумеланин, который объясняет их цвет.
Неясно также, как и с какой целью утконосы получили такие необычные меланосомы в ходе эволюционного развития. Ученые считают, что утконосы и ехидны получили полые меланосомы в наследство от общего предка, населявшего как млекопитающих, так и птиц, однако ехидны могли впоследствии их потерять.
Данная гипотеза предполагает, что предки утконоса и ехидны обитали в водной среде, а полые меланосомы могли быть адаптацией к такому образу жизни, обеспечивая теплоизоляцию. После того как ехидны перешли к наземному существованию, эти структуры утратили свою функцию, в то время как у утконосов они сохранились. Тем не менее, это порождает вопрос о том, почему полые меланосомы не встречаются у других водных млекопитающих.
Помимо наличия меланосом, утконос обладает и другими чертами, общими с птицами, такими как способность к откладыванию яиц. «Несмотря на то, что прошло более 200 лет с момента описания утконоса как существа, сочетающего признаки птиц и млекопитающих, мы выявили новые сходства между утконосом и птицами», — отметили ученые.