Popularna polska ryba słodkowodna, karaś, może obywać się bez powietrza. W takich warunkach funkcjonuje jak drożdże, czyli produkuje alkohol etylowy.
Karaś potrafi żyć bez tlenu tygodniami, a nawet miesiącami. I wcale mu to nie przeszkadza.
W normalnych warunkach człowiek może przeżyć bez tlenu zaledwie kilka minut. Tymczasem pospolity karaś opanował sztukę wstrzymywania oddechu do perfekcji. Ryba ta zamieszkuje płytkie zbiorniki wodne, które zimą pokrywa często gruby lód niedopuszczający tlenu z powietrza i blokujący jego tworzenie przez wodne rośliny w procesie fotosyntezy. Większość ryb w takich warunkach ginie w wyniku tzw. przyduchy. Ale nie karaś, który wypracował sobie unikalną strategię przetrwania.
Komórki zwierzęce (w tym ludzkie) energię potrzebną do życia czerpią ze spalania glukozy. W normalnych warunkach powstaje z niej woda i dwutlenek węgla. Gdy zaczyna brakować tlenu, reakcja rozkładu zatrzymuje się na samym początku: glukoza zmienia się w mleczan. Ten związek powoli zatruwa komórki i w pewnym momencie następuje śmierć organizmu.
Karaś potrafi sobie poradzić z mleczanem w nietypowy jak na kręgowców sposób. Neutralizuje bowiem szkodliwy związek, a końcowym produktem reakcji jest etanol, który krąży we krwi, a potem, podobnie jak w normalnych warunkach dwutlenek węgla, jest wydalany przez skrzela.
Czyżby zatem mieszkające powszechnie w naszych stawach niewielkie brązowe ryby przez parę miesięcy roku pływały na bani? I tak, i nie. Szczególna pomysłowość karasia wyraża się, bowiem także i w tym, że choć jego organizm nurza się w alkoholu, mózg pozostaje absolutnie trzeźwy. Mamy w tym przypadku do czynienia z całkowitym rozdziałem kompetencji. Mózg karasia, pracujący mimo braku tlenu na stosunkowo wysokich obrotach, korzysta z glukozy wytwarzając mleczan, nie przerabia go jednak dalej. Cały mleczan wraz z krwią (której przy niedoborze tlenu również przepływa przez mózg więcej) jest wypłukiwany i trafia do mięśni. Dopiero w nich zachodzi przetwarzanie go w alkohol.
Nie ma nic za darmo. Beztlenowy metabolizm to bowiem o wiele mniej wydajny sposób pozyskiwania energii, a alkohol - całkiem niezły sam w sobie jako paliwo energetyczne - jest bezpowrotnie tracony i dosłownie rozpływa się w wodzie.
Dlatego karaś jak najdłużej stara się wytrzymać, zanim przestawi się na takie życie na bani. Najpierw, jak dowodzą naukowcy z wydziału biologii molekularnej Uniwersytetu w Oslo, dosłownie rozwija skrzela. Gdy w wodzie zaczyna spadać stężenie tlenu, powierzchnia skrzeli karasia wzrasta niemal ośmiokrotnie! Dzięki temu ryba potrafi wyłapać nawet najmniejsza ilość życiodajnego pierwiastka. Dodatkowo jego krew także zmienia właściwości w sposób umożliwiający jak najefektywniejsze wykorzystanie skąpych zasobów tlenu. Dopiero, gdy zupełnie ich zabraknie, karaś wytacza swoją tajną, enzymatyczną broń i zmienia się w bimbrownię. Ale niezbyt efektywną.
W warunkach beztlenowych przez godzinę kilogramowa ryba produkuje raptem 0,13 g czystego etanolu. To znaczy, że pół litra wódki (karasiówki) powstawałoby 80 dni. Drożdże tradycyjnie używane do produkcji alkoholu są jednak znacznie wydajniejsze.
Źródło:
- “Przegląd Rybacki” październik 2006