Два типи іонних каналів в електрочутливих клітинах дозволяють скатам і акулам відчувати навіть найменші зміни зовнішнього електричного поля.
Акули і скати можуть чути видобуток за слабкими електричними сигналами, які випускає її тіло. Можна сказати, вони в буквальному сенсі чують серцебиття жертви - але тільки чують вони його не слуховим апаратом, а спеціальним органом, який вловлює сліди генерованих серцевим м'язом електричних імпульсів.
Електросенсори біля акул і скатів знайшли давно, і в цілому було відомо, як вони влаштовані, але що за біологічні реакції там відбуваються, довгий час залишалося загадкою.
Загадку роз'яснюють дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско - у своїй статті, опублікованій в Nature, вони описують функціонування клітин ампулярного (електрочутливого) органу їжачевого ската. Цей орган складається з безлічі ампуловидних клітин (ампул Лоренціні), занурених у жоврідне середовище. Ми знаємо, що будь-які рецепторні клітини, що б вони не відчували, реагують на подразник перегрупуванням іонів на клітинній мембрані - в результаті такого перегрупування виникає електрохімічний імпульс, що відправляється в мозок. У електросенсорів все влаштовано загалом так само: у них є білки, які під дією зовнішнього електричного поля створюють потік іонів кальцію.
Але електричне поле, що генерується живим організмом, занадто слабке, щоб створити сигнальний імпульс. Тому в клітинах електричних органів скатів і акул є ще й калієвий канал, чутливий до кальцію. Виходить наступна послідовність подій: зовнішнє електричне поле викликає невеликий потік кальцію, у відповідь на який спрацьовує калієвий канал, і ось якраз масштабне переміщення калію, образно кажучи, народжує електричне почуття. Працюючи разом, обидва канали працюють як множники сигналу: відчуття із зовнішнього середовища багаторазово посилюється в електросенсорному органі.
Гени, що кодують обидва канали, є і в інших тварин, але у хрящових риб (а, швидше за все, механізм електричного почуття аналогічним чином працює у всіх акул і скатів) ці гени налаштовані по-особливому: білок кальцієвого каналу виходить занадто чутливий навіть до невеликих змін зовнішнього електричного поля, а калієвий канал генерує коливання калієвого потоку у відповідь на кальцій. Дослідники змінили мишачі «канальні» гени так, щоб вони стали схожі на гени ската - і мишачі клітини стали електрочутливими. Якщо ж у самих скатів за допомогою спеціальних речовин блокували іонні канали, то риби втрачали електричне почуття - вони переставали реагувати на джерело електричного поля, заховане на дні акваріума.
Вважається, що у слухових рецепторів звірів є досить багато спільного з електрорецепторами хрящових риб, так що, вивчаючи скатів з акулами, ми, можливо, дізнаємося щось нове і про те, звідки у нас беруться проблеми зі слухом.