Дельфіни та кити використовують звук для спілкування, навігації та полювання. Нові дослідження показують, що накопичення жирової тканини, які дозволяють зубатим китам це робити, можливо, розвинулися з м’язів черепа та кісткового мозку.
Вчені з Університету Хоккайдо визначили послідовності ДНК генів, які експресуються в акустичних жирових тілах — скупченнях жиру навколо голови, які зубаті кити використовують для ехолокації. Вони виміряли експресію генів у морської свині (Phocoena phocoena) і тихоокеанського білобокого дельфіна (Lagenorhynchus obliquidens). Їх висновки були опубліковані в журналі Gene.
Еволюція акустичних жирових тіл у голові — дині в лобі кита, екстрамандибулярних жирових тіл (EMFB) поряд із щелепною кісткою та внутрішньощелепних жирових тіл (IMFB) у щелепній кістці — була важливою для використання звуку, наприклад ехолокації. Однак мало що відомо про генетичне походження цих жирових тканин.
«Зубаті кити зазнали значної дегенерації та адаптації до свого водного способу життя», — сказав Хаяте Такеучі, доктор філософії. студент лабораторії Хаякава університету Хоккайдо та перший автор дослідження. Однією з адаптацій була часткова втрата нюху та смаку, а також розвиток ехолокації, щоб вони могли орієнтуватися у підводному середовищі.
Дослідники виявили, що гени, які зазвичай пов’язані з функцією та розвитком м’яз ів, були активні в дині та EMFB. Також були отримані докази еволюційного зв’язку між позащелепним жиром і жувальним м’язом, який у людини з’єднує нижню щелепу з вилицями і є ключовим м’язом, що бере участь у жуванні.
«Це дослідження показало, що еволюційний компроміс жувальних м’язів для EMFB — між слуховою та харчовою екологією — був вирішальним у водній адаптації зубастих китів», — сказав доцент Такаші Хаякава з факультету екологічних наук про Землю, який керував дослідженням. .
«Це було частиною еволюційного переходу від жування до простого ковтання їжі, що означало, що жувальні м’язи більше не потрібні».
Аналіз експресії генів у внутрішньощелепному жирі виявив активність генів, пов’язаних з імунними функціями, такими як активація деяких елементів імунної відповіді та регуляція утворення Т-клітин.
Stranding Network Hokkaido (SNH) є ще одним важливим аспектом дослідження, оскільки зразки, використані в цьому дослідженні, були зібрані ними. SNH зібрав зразки китів, що викинулися на мілину, на березі моря та в гирлі річки Хоккайдо.
«Довгострокове спілкування з місцевими жителями та громадами на Хоккайдо дозволило дослідникам провести різноманітні дослідження біології китів, у тому числі наші несподівані відкриття», — сказав професор Такаші Фріц Мацуїші, директор SNH.