To, co odróżnia ryby bielankowate (Channichthydiae) od wszystkich innych kręgowców, to całkowity brak hemoglobiny. Podczas gdy inne zwierzęta wykorzystują czerwone krwinki do transportu tlenu, te antarktyczne gatunki radzą sobie bez nich od dziesiątek milionów lat. Ich krew jest przezroczysta jak woda, a blade ciała idealnie wtapiają się w otoczenie, co zresztą dało im nazwę.
Ryby z przezroczystą krwią
Sekret przetrwania w ekstremalnych warunkach tkwi w unikalnych glikoproteinach, zwanych białkami zapobiegającymi zamarzaniu (AFP). Utrzymują one lepkość krwi na poziomie 3,27 centypuaza, co jest wartością zbliżoną do ludzkiej krwi w normalnych warunkach. Dla porównania, krew większości kręgowców w temperaturach bliskich zamarzania staje się zbyt lepka, uniemożliwiając funkcjonowanie organizmu. Bielankowate rozwiązały ten problem w radykalny sposób, całkowicie rezygnując z hemoglobiny.
Czytaj też: Wygląda jak pirania, ale woli rośliny. Nowy gatunek ryby nazwany na cześć złoczyńcy z “Władcy Pierścieni”
Zamiast tego wykorzystują zwiększoną rozpuszczalność tlenu w niskich temperaturach. Transport tlenu odbywa się wyłącznie w roztworze fizycznym, choć trzeba przyznać, że skuteczność tego procesu jest dziesięciokrotnie niższa niż u ryb z czerwoną krwią. To dość ryzykowna strategia, ale jak widać – sprawdza się.
Brak hemoglobiny wymusił istotne zmiany w budowie układu krwionośnego. Bielankowate wykształciły nieproporcjonalnie duże serce, które pompuje znacznie większe objętości krwi niż u innych gatunków. Średnica naczyń włosowatych w mięśniach jest dwu-, a nawet trzykrotnie większa niż u pozostałych ryb.
Ten wyspecjalizowany system zapewnia krążenie charakteryzujące się wysoką wydajnością i dużą prędkością, przy jednocześnie niskim ciśnieniu i oporze. Koszt tej adaptacji jest jednak spory – bielankowate zużywają aż 22 proc. podstawowej przemiany materii na pompowanie krwi, podczas gdy inne gatunki maksymalnie 5 proc.
W 2022 roku naukowcy dokonali niezwykłego odkrycia pod szelfem lodowym Filchnera na Morzu Weddella. Odnaleźli największe znane miejsce lęgowe bielankowatych z populacją szacowaną na około 60 milionów osobników. Badacze z Alfred Wegener Institute naliczyli na zdjęciach i nagraniach 16 160 gniazd na obszarze 45 600 m2. Każde gniazdo ma średnicę około 75 centymetrów, co czyni je znacznie większymi od typowych struktur znajdowanych na dnie oceanu.
Odkrycie podkreśla kluczowe znaczenie tego obszaru dla gatunku i całego antarktycznego ekosystemu. Od 2016 r. Unia Europejska i międzynarodowa Komisja ds. Ochrony Żywych Zasobów Morskich Antarktyki rozważają utworzenie tam Morskiego Obszaru Chronionego, choć na razie pomysł czeka na realizację.
Złożoność adaptacji bielankowate budzi pytania o mechanizmy ich powstania. Dr Gregory Sloop uważa za mało prawdopodobne, by wszystkie te wyspecjalizowane zmiany były wyłącznie wynikiem przypadkowych mutacji. Przystosowania obejmują nie tylko brak hemoglobiny, ale całą kaskadę powiązanych zmian: białka zapobiegające zamarzaniu, przebudowany układ krwionośny, powiększone serce i zmodyfikowane naczynia krwionośne. Wszystkie te elementy muszą działać w perfekcyjnej harmonii, by organizm mógł funkcjonować w tak ekstremalnych warunkach.