Пингвинам не повезло с чувством вкуса
Пингвины не чувствуют три из пяти основных вкусов – во всяком случае, гены, отвечающие за соответствующие вкусовые рецепторы, у них не работают.
Различают пять основных видов вкуса: горький, кислый, сладкий, солёный и вкус умами, или, как его ещё называют, вкус белковых веществ или вкус мяса. Для каждого существует свой тип белков-рецепторов, находящихся во вкусовых сосочках языка. Но не у всех животных есть полный набор вкусовых рецепторов: например, кошки не чувствуют сладкого, хотя в их геноме есть нефункциональный «ген сладкого вкуса», который, возможно, когда-то работал. А пингвины, как утверждают исследователи из Мичиганского университета, вообще лишены целых трёх вкусов: горького, сладкого и умами.
Зоологи давно подозревали, что со вкусом у пингвинов что-то не так – у них, к примеру, очень немного вкусовых сосочков, а те, что есть, относятся к одному и тому же типу, тогда как у человека, например, выделяют четыре типа вкусовых бугорков (речь в данном случае идёт именно о вкусовых бугорках на поверхности языка, а не о вкусовых рецепторах). Кроме того, органы вкуса у пингвинов покрыты толстым и шершавым роговым слоем: с одной стороны, это помогает удерживать рыбу, с другой – вряд ли способствует остроте вкусовых ощущений.
Цзяньчжи Чжан (Jianzhi Zhang) вместе с коллегами занимался анализом генома двух видов пингвинов, императорских и Адели. Когда ни у того, ни у другого не удалось найти некоторых вкусовых генов, было решено добавить для сравнения ДНК антарктического, хохлатого и королевского пингвинов и ещё некоторых других видов птиц. В статье в Current Biology авторы пишут, что ни у одного из пяти пингвинов не было работающих генов для рецепторов горького, сладкого и мясного вкуса. У пингвинов Адели и императорских некоторые вкусовые гены стали псевдогенами: их нуклеотидная последовательность похожа на настоящий ген, но никакого работающего белка они не кодируют. Такое случается, если ген на протяжении долгого времени накапливает мутации, которые превращают его в «мусорный» ДНК-элемент.
Что до других птиц (среди которых были цапли, попугаи, амадины, соколы и др.), то у них нашли работающие гены для горького вкуса и вкуса умами, но не для сладкого. Что, впрочем, неудивительно: давно известно, что все птицы (за исключением колибри) лишены чувства сладкого. Пингвины же, видимо, пошли ещё дальше, оставив себе только два из основных вкусов: солёный и кислый. Произошло так, скорее всего, «по вине» белка Trpm5, благодаря которому происходит передача вкусового сигнала от горького, сладкого и умами-рецепторов далее по нервной цепочке. Ранее было показано, что Trpm5 плохо работает на холоду, а утрата рецепторов у пингвиньих предков, по оценкам исследователей, происходила как раз в то время, когда Антарктида становилась самым холодным континентом. Вероятно, из-за того, что вспомогательный белок не мог более обслуживать рецепторы, их гены либо вообще исчезли из генома птиц, либо стали нефункциональны. Впрочем, гипотезу о Trpm5 следует ещё проверить: предыдущие опыты на мышах показали, что этот белок необходим для чувствительности к феромонам и для секреции инсулина. Может быть, у пингвинов какая-то часть его функций, которые он выполняет внутри тела, осталась, а вот передача вкусового сигнала от языка как раз отключилась.
Птицы – не единственный случай «утраты вкуса». О кошках, лишённых чувства сладкого, мы упоминали в начале статьи. Другой пример – вампировые летучие мыши, питающиеся кровью зверей: год назад китайские исследователи из Уханьского университета обнаружили, что эти рукокрылые лишены способности чувствовать горький вкус. А немного позже те же авторы выпустили другую статью, в которой утверждали, что киты и дельфины вообще не чувствуют ничего, кроме соли. Так что пингвины, как видим, ещё легко отделались. Впрочем, то, что у них не работают гены вкусовых рецепторов, ещё не обязательно означает, что они не чувствуют соответствующие вкусы. В прошлом году мы писали о колибри, которые научились чувствовать сладкое благодаря смене специализации одного рецептора умами: вместо белка он реагировал на углеводы. Для колибри чувствовать сладкое важно, ведь основу их рациона составляет цветочный нектар, богатый сахарами. Возможно, и у пингвинов произошло нечто подобное, и они могут чувствовать белковый, мясной вкус рыбы с помощью какого-нибудь необычного рецептора.
