Isfiskarnas färglösa blod och förlorade hemoglobingener

Blodet är rött på grund av det syrebärande proteinet hemoglobin. Nu finns det i och för sig många andra djur som har andra lösningar, men bland ryggradsdjur är det rött blod och hemoglobin som gäller. Vi klarar oss inte något vidare utan — det finns flera olika sorters genetiska anemier som beror på mutationer i generna för hemoglobin. Men det finns fiskar kring Antarktis, isfiskar, som klarar sig utan både hemoglobin och röda blodkroppar. Det är inte några avlägsna släktingar som skildes från andra fiskar innan hemoglobinet kom till — de kommer från förfäder som hade hemoglobin men har förlorat det.

Sidell & O’Brien (2006) har en bild på isfiskarnas grå blod: se figur 1.

Det finns flera gener som kodar för olika delar av hemoglobinproteinet. Isfiskarna saknar proteinet, saknar helt gener för betaglobin men har kvar rester av en gen för alfaglobin. Kopior av gener som muterat sönder på olika sätt brukar kallas pseudogener. En gen kan bli pseudogen om en bit av den försvinner eller en mutation introducerar en ny signalsekvens. Det kan vara en stoppsignal, så att proteinet slutar för tidigt eller en splitssignal, så att icke-kodande sekvenser som inte brukar höra hemma i den kodande delen hamnar där — och så vidare. Isfiskarnas alfaglobingen är bara ett fragment och en art har dessutom tappat en bit till. När en gen väl förlorat sin funktion finns det inte mycket som hindrar att den muterar sönder ännu mer eller försvinner. Och att försvinna helt verkar vara just det öde som drabbat isfiskarnas betaglobin.

På land fungerar det som sagt väldigt dåligt att vara ryggradsdjur utan hemoglobin. Men syre löser sig bättre i kallt än varmt vatten och dessutom har isfiskarna ovanligt stora hjärtan och ovanligt mycket blod. Åsikterna går isär om ifall det färglösa blodet är en anpassning, alltså något som fungerar bättre än rött blod i kallt vatten, men om vi ska tro Sidells & O’Briens sammanfattning av läget är svaret antagligen nej. Det är uppenbarligen en lösning som fungerar, men om den har någon fördel är det oklart vilken det skulle vara.

Icefishuk

(En isfisklarv. Foto: Uwe Kils. CC:BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons.)

Men det finns en art hemoglobinlösa isfiskar, Neopagetopsis ionah, som avviker från mönstret (Near, Parker & Dietrich 2006). Den här arten har kvar en sin trasiga betaglobingen, och den har faktiskt inte bara en utan två pseudogener av betaglobin, som verkar komma från olika ursprung och är trasiga på olika sätt. Det verkar som att N. ionah behåller en äldre längre version av sekvensen — efter att betaglobin gått sönder men innan den förlorats helt. Som om det behövdes ett exempel på att genom är röriga och att arters evolutionära historia ibland är något bisarr: pseudogenerna är alltså olika fragment av olika betaglobingener, där den ena mest liknar den från en avlägsnare släkting till isfiskarna. Pseudogenerna verkar ha uppstått i en korsning mellan en anfader eller -moder till isfiskarna och en föregångare till släktingarna i Nothotheniidae där det blivit en misslyckad rekombination mellan de olika versionerna av genen.

Normalt innehåller globinfamiljen både vuxenvarianter och embryovarianter av hemoglobin. Det ovanstående, i alla sin rörighet, är alltså inte ens hela saken. Och isfiskarna saknar röda blodkroppar också, men det är en annan historia.

Litteratur

Near, Parker & Dietrich (2006). A Genomic Fossil Reveals Key Steps in Hemoglobin Loss by the Antarctic IcefishesMol Biol Evol doi: 10.1093/molbev/msl071

Sidell & O’Brien (2006). When bad things happen to good fish: the loss of hemoglobin and myoglobin expression in Antarctic icefishes. J Exp Biol doi: 10.1242/​jeb.02091

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s