На какие только ухищрения ни идут самцы,привлекая внимание самки и гоняя заодно соперников. Они щеголяют ошеломляющей окраской, огромными рогами, диковинными хвостами. Но сейчас в рейтинге самых необычных половых признаков уверенно лидирует морская минога Petromyzon marinus. У половозрелых самцов этого вида на спине вдоль хребта образуется продолговатое вздутие, так называемая «веревка» (rope). Когда самец вступает в контакт с самкой, эта «веревка» нагревается. Таким образом, P. marinus — единственное известное животное, обладающее термогенным вторичным половым признаком.
Морских миног исследуют специалисты Университета штата Мичиган под руководством профессора Вэймина Ли (Weiming Li). P. marinus заполонили Великие озера и наносят большой ущерб тамошнему рыбному хозяйству, поэтому профессор Ли изучает врага.
«Веревка» действительно напоминает вживленный под кожу канатик. Он есть только у половозрелых самцов. Приманив самку феромонами, самец P. marinus трется о ее живот и половое отверстие своей «веревкой». Это обязательная прелюдия к акту оплодотворения. Поскольку «веревка» играет явно не декоративную роль, ученые исследовали ее структуру. Ткань, образующая «веревку», формируется по мере взросления. Сначала на спине образуется валик из обычных адипоцитов (жировых клеток), затем в нем появляются клетки соединительной ткани и волокна коллагена. В зрелой «веревке» самцов, дополнительно, содержатся большие адипоциты с крупными митохондриями и множеством капелек жира. Такая веревочная ткань по структуре и составу жирных кислот напоминает бурый жир — термогенную ткань млекопитающих. Бурый жир хорошо развит у животных, впадающих в спячку; его задача — быстро прогреть тело. В отличие от обычных адипоцитов, клетки бурой ткани содержат не одну жировую каплю, а несколько мелких. Митохондрии крупные, в них идет активное окисление, но благодаря белку термогенину, или разобщающему белку, большая часть энергии, которая образуется при окислении, идет не на образование АТФ, а на генерацию тепла.
В клетках веревочной ткани дыхательная активность также велика, в несколько раз выше, чем в мышцах и жабрах, зато концентрация АТФ много ниже. Есть в митохондриях и термогенин. Следовательно, эта ткань должна выделять тепло. Исследователи вживили в веревочную ткань и мышцы половозрелых самцов миноги миниатюрные термодатчики. Мышцы выбрали для сравнения как термогенный орган. Прооперированных миног выпускали в аквариум, куда подсаживали другого самца или самку, и наблюдали за ними в течение 10 минут. За это время веревочная ткань производит больше энергии, чем мышца. Разница в среднем составляет 0,027 Вт на 1 см3 ткани. Количество выработанного тепла сопоставимо с тем, которое за это время производит бурый жир такого же объема. После контакта с самкой температура веревочной ткани немедленно повышается на 0,3°С. При встрече с самцом веревочная ткань тоже нагревается, но несущественно. Поскольку веревочная ткань, в отличие от бурого жира, не пронизана кровеносными сосудами, большая часть ее тепла не расходится по телу и не рассеивается в воде, а нагревает спинку. По мнению исследователей, тепло, ощущаемое самкой, играет важную роль в репродукции морской миноги. Есть и еще один аргумент в пользу того, что «веревка» — не простое украшение. Количество термогенного белка в митохондриях веревочной ткани, то есть ее теплопродукция, возрастает под действием мужских половых гормонов миноги.
Таким образом,половозрелые самцы P. marinus обладают термогенным вторичным половым признаком, органом, выделяющим тепло при встрече с самкой. Это уникальное приспособление, у других видов миног его нет. Более того, морская минога — единственное немлекопитающее, у которого есть термогенный жир. Хотя, как было сказано, веревочная ткань миноги напоминает бурую жировую ткань млекопитающих, между ними есть существеные различия. Веревочная ткань имеется не у всех особей, а только у половозрелых самцов, в ней работает другой термогенный белок, несколько иной набор транскрипционных факторов, ее деятельность находится под контролем половых гормонов. Удивительно, что термогенная ткань возникла у миног — эктотермических животных. Возможно, они приобрели этот признак возник в результате полового отбора.
В заключение исследователи отмечают, что две ткани, бурая и веревочная, являют собой интересный пример конвергентной эволюции, приведшей к возникновению структур со сходным механизмом выделения тепла.