金魚は酒で厳しい冬を乗り切る

金魚を海に埋めたことがある人なら誰でもそう思うでしょうが、金魚がかなり回復力があるのは明らかです。机の上のボウルに金魚を放り込めば、あなたの仕事より長く生き続けるかもしれません。近所の池に金魚を放り込めば、金魚は巨大に成長して、目に見えるものをすべて食い尽くし、在来生態系を破壊するかもしれません。冬の間ずっと氷の下に金魚を入れておけば、春になってもまだ泳いでいるでしょう。

それがどんなにすごいことか、ちょっと考えてみてください。確かに寒くて、魚の代謝プロセス（すべての動物の生命維持に必要な各細胞内で行われる化学反応）が遅くなります。凍った水域を覆う氷の層は、実際には熱を内部に閉じ込めるのに役立ちます。そのため、底の方では（寒い天候では暖かくて真水が底近くに留まります）、魚は比較的温かい堆積物に向かって進み、基本的に数か月間体を冷やすことができます。しかし、えらがあっても、その心地よいポケットの中で呼吸するのは難しいです。湖の上部の氷は、新しい酸素がシステムに入るのを防ぎ、底に生息する微生物は、食べるときにガスを使い果たします。最も暖かい場所は、最も嫌気性でもあり、氷が溶けるまでどこにも酸素があまりないわけではありません。酸素がなければ、細胞を動かし続けるための化学反応は機能できません。それでも、これらの控えめな見た目の魚は生き延びています。

Scientific Reportsの新しい研究によると、魚の中には寒さをソースを飲んで乗り切るものもいる。魚は炭水化物をアルコールに変えるという珍しい能力（他の脊椎動物にはできない能力）を持っている。

「エタノール生産により、フナはこれらの厳しい環境で生き残り、それを活用できる唯一の魚種となり、それによって、酸素の豊富な水域で通常相互作用する他の魚種との競争や捕食を回避できる」と、研究筆頭著者であるオスロ大学のキャサリン・エリザベス・ファーゲルネス氏は声明で述べた。

基本的に、完全な BYOB にすることで、これらの魚は有毒なレベルの乳酸を蓄積するのを防いでいます。酸素が周囲にある場合、吸入により一連の化学反応が始まり、筋肉のエネルギーになります。しかし、酸素が不足すると、その生産ラインは酸素を使わない素早い解決策に切り替わり、少量のエネルギーを放出できる化学物質を生成します。人間は激しい運動中に小規模にこれを経験します。筋肉が呼吸で対応できる以上のエネルギーを必要とする場合、嫌気的にエネルギーを生成し始めることができます。残念ながら、その結果が乳酸です。運動中の人間は、乳酸が血液と筋肉に蓄積すると焼けるような感覚を覚えますが、この化学物質は実際に高濃度になると細胞死を引き起こします。毎年冬に 5 か月間氷の下にいると、金魚は間違いなく限度を超えてしまいます。

えらからアルコールが流れ出ている場合は、ひれを上げてください。Depositphotos

しかし、金魚やフナはそんなことを心配する必要はありません。乳酸に浸る代わりに、乳酸をエタノールに変えます。ファーゲルネスと同僚によると、この飲酒習慣は、エネルギー生産パイプラインを制御する重要なタンパク質の 2 番目のセットのおかげです。最初のセットは、標準的な酸素依存の代謝プロセスに使用されます。もう 1 つのセットは、嫌気性条件によって活性化され、乳酸をアルコール廃棄物に変換するように調整されているようです。乳酸は池に住む友人をゆっくりと毒化しますが、エタノールはエラから安全に拡散して、周囲の氷水に流れ込みます。誰か、飲みたい人はいませんか?

さらにすごいのは、このタンパク質の2倍の摂取量は、ゲノム全体の重複イベントによる可能性があるということだ。遺伝子の重複は一般的で、種が新しい技を学ぶための素晴らしい方法だ。例えば、パン用小麦はゲノムの完全なコピーを6つ持っている。ほとんどの生物は両親からゲノムのコピーを1つずつ受け取るため、2つが標準数となる。しかし、もし誰かが祖先ゲノムのコピーを多く持つことになったら、時々特別なことが起こる。元のゲノムは生物を生存させるために必要な機能、つまり適切なタイミングで適切なタンパク質生産を指示する機能を実行できるため、余剰遺伝子は、それを持つ体を殺すリスクをそれほど負わずに変異できる。冬の間ずっと酸素なしで生き延びる能力と同じくらい有用な突然変異が現れると、信じられないほど成功した魚の系統が必ず生まれる。約800万年前のある時点で、金魚とフナの共通祖先はそのような幸運に恵まれていた。

「この研究は、生物学的新奇性の進化と、以前は生息し得なかった環境への種の適応における全ゲノム重複の役割を強調している」とファーゲルネス氏は述べた。

魚は法定アルコール制限をはるかに超えているが、車を運転しているわけでもなく、大したことはない。適応力のおかげで、他の生物なら死んでしまうような北ヨーロッパの池でも生き延びることができるが、春までの間、ゆっくりと寒く眠い時間を過ごすことができる。