Ten ryba ma nogi — i używa ich do czegoś więcej niż tylko chodzenia.

To ptak! To krab! Nie, to ryba, która może smakować swoje nogi.

Naukowcy donoszą w dwóch artykułach opublikowanych 26 września w czasopiśmie Current Biology, że niektóre kąsaczki, grupa ryb mających dwie skrzydłopodobne płetwy i sześć krabopodobnych nóg, używają swoich nóg do kopania w piasku i znajdowania ukrytej zdobyczy zmysłem podobnym do smaku. Większość kąsaczków wydaje się używać swoich nóg tylko do chodzenia. Ale starodawny gen ważny dla formowania kończyn u ludzi i innych zwierząt, jak również gen zaangażowany w budowę kubków smakowych, pomógł kilku gatunkom rozwinąć nogi, które smakują.

"Nowe rzeczy pochodziły z części starych", mówi David Kingsley, biolog rozwojowy na Uniwersytecie Stanforda. Ryba krocząca z organami smaku na swoich kończynach może wyglądać "naprawdę nowo i fajnie i inaczej, ale kiedy zagłębisz się... nowe rzeczy przyszły, biorąc zestaw narzędzi wcześniej istniejących genów i wykorzystując je w nowy sposób."

Północne kąsaczki (Prionotus carolinus) potrafią doskonale znaleźć ukryte kraby lub krewetki, by złapać posiłek. Tak doskonale, że inne ryby wydają się podążać, by skorzystać z ewentualnych łupów. Poprzednie badania sugerowały, że nogi północnych kąsaczków mogą wyczuwać znaki chemiczne, ale nie było jasne, czy kończyny mogły cokolwiek wyczuwać, kiedy zagłębiały się w dno morskie.

Ryby mają kubki smakowe w swoich ustach, a niektóre ryby mają nawet kubki smakowe na zewnętrznej części swojego ciała, mówi Peihua Jiang, neurobiolog z Monell Chemical Senses Center w Filadelfii, który nie był zaangażowany w pracę. Dlatego nie dziwi go, że północne kąsaczki mają zewnętrzne zmysły smaku, ale to "faktycznie dość niesamowite", że ich nogi stały się organami zmysłowymi, mówi. „To zupełnie nowa cecha [dla ryb], nie to, co zazwyczaj widzimy jako sposób wykrywania lub przetwarzania informacji smakowych."

Trudno zdefiniować, czym jest smak dla wielu stworzeń żyjących w wodzie, częściowo dlatego, że niektóre substancje chemiczne łatwo dyfundują w wodzie, ale są inne zwierzęta wodne, które również używają odnóży do wykrywania jedzenia, mówi Nicholas Bellono, fizjolog z Uniwersytetu Harvarda. Ośmiornice na przykład używają swoich ramion do wykrywania tłustych cząsteczek przylegających do skorup ofiary.

W obu badaniach Kingsley, Bellono i ich koledzy wykorzystali różnorodną mieszaninę eksperymentów, aby zbadać, jak północne kąsaczki ekskawują jedzenie. Testy behawioralne pokazały, że ryby pływające w zbiornikach zwracają uwagę na ekstrakt z sklepowych muszli, gdy przesiewają piasek za pomocą nóg zakończonych łopatkowatą strukturą. Zdjęcia z bliska ujawniły małe wypukłości sensoryczne zwane brodawkami, które pokrywają nogi, podobnie jak kubki smakowe pokrywają języki.

Najpierw zespół nie był pewien, czy brodawki mogą wyczuwać substancje chemiczne w sposób zbliżony do węchu lub smaku, czy też ryby robią coś nowego, mówi Corey Allard, biolog z Uniwersytetu Harvarda. „Odkryliśmy, że jest to kombinacja. [Noga kąsaczka] wykorzystuje wiele tych samych receptorów, które są obecne w kubkach smakowych, ale przystosowanych i ułożonych w sposób bardzo różny” od kubków smakowych w ustach.

Dodatkowe eksperymenty genetyczne i fizjologiczne wykazały, że brodawki mają komórki nerwowe czułe na dotyk i czujniki smaku, które pomagają tym kąsaczkom zrozumieć, gdzie mają kopać. Badacze zaobserwowali wysokie poziomy aktywności genu o nazwie t1r3 - który dostarcza instrukcji do produkcji receptora znajdującego się w kubkach smakowych wykrywających słodycz u ssaków - na końcach każdej nogi. Co więcej, starodawny gen o nazwie tbx3a, który jest odpowiedzialny za rozwój kończyn u wielu zwierząt, w tym ludzi i kurcząt, okazał się niezbędny nie tylko dla rozwoju nóg kąsaczka, ale także dla tworzenia brodawek i napędzania zachowania kopania.

Większość kąsaczków, w tym gatunek niekopiący zwany pręgowanym kąsaczkiem (P. evolans), ma gładkie, walcowate nogi, które prawdopodobnie nie mogą smakować, odkrył zespół. Ta różnica sugeruje, że północne kąsaczki i inny kopiący krewny, kąsaczek lampartowy (P. scitulus), należą do niewielu gatunków korzystających z "innowacji ewolucyjnej", mówi Amy Herbert, biolog rozwojowy na Uniwersytecie Stanforda.

Chociaż technicznie nogi nie są nogami, zauważa Herbert. Wprawdzie ryby wykorzystują odnóża do poruszania się - co skłoniło zespół do nazwania ich nogami - ich położenie na ciele kąsaczka przypomina raczej użycie ramion do chodzenia.

Czy to ramiona, czy nogi, Jiang zastanawia się, czy brodawki na kończynach mogą wyczuwać gorzkie związki, które nie sygnalizują jedzenia, lecz informują kąsaczki, że znalazły coś, czego chcą uniknąć. Chce również wiedzieć, czy kubki smakowe w ustach kąsaczków wykrywają te same smaki, co ich nogi. „Kiedy już znajdą jedzenie, jaki jest następny krok?”