Сегодня поговорим о навыках, которые освоила в процессе эволюции живая природа.
Не просто древние, а очень древние
Гребневики, или Ctenophora, представляют собой класс морских беспозвоночных, насчитывающий около 100 видов. Несмотря на внешнее сходство с медузами, эти животные значительно отличаются от них. Они отделились от общего древа жизни на 100–200 миллионов лет раньше медуз, гидр и других кишечнополостных, что делает их одними из самых древних обитателей океанов и морей.
Передвижение представителей Ctenophora осуществляется с помощью ресничек или целий, которые расположены вдоль тела и образуют характерные гребни. Эти целии движутся синхронно, создавая волнообразные движения, что позволяет животным эффективно перемещаться в воде. В отличие от медуз, механизм передвижения которых основан на сокращении тела и выбросе воды, гребневики используют принцип движения ресничек.
Одной из самых удивительных способностей гребневиков является биолюминесценция. Благодаря специальным клеткам-фотоцитам, эти животные могут светиться в темноте, что особенно развито у глубоководных видов. Этот свет служит двоякой цели: отпугивает хищников и привлекает добычу.
Некоторые виды гребневиков обитают в поверхностных слоях воды, однако наблюдения за ними представляют собой сложную задачу. Эти существа настолько хрупкие, что их попытки поймать часто приводят к повреждениям, и выживают после этого лишь единичные особи.
Миссия — выжить
Биолог Кей Джокура, работающий в Лаборатории морской биологии в Вудс-Хоуле, заметил необычную особь среди гребневиков в своем аквариуме. Животное отличалось от обычных особей размерами — оно было в два раза больше обычного. При более тщательном осмотре выяснилось, что у этой особи было две пищеварительные системы.
Хотя гребневики известны своей способностью к регенерации, этот случай показался необычным: один гребневик слился с другим, образовав своего рода морских сиамских близнецов.
Джокура и его команда решили провести серию экспериментов, чтобы выяснить, является ли это явление уникальным или оно характерно для этих животных. Для этого они отобрали 10 пар здоровых гребневиков, провели несколько операций, отсекли части их лопастей и поместили особей рядом друг с другом.
«Мы оставили особям минимум места для движения, так что между ними оставался небольшой зазор. Постепенно мы наблюдали, как этот зазор сокращался, и в конце концов особи соприкоснулись друг с другом». — прокомментировал Джокура.
Процесс слияния начался с соединения мембран и эпидермальных частей тел. Затем соединились нервные системы, а сокращения мышц начали синхронизироваться. «Через 30 минут синхронизация достигла 50 процентов, а через два часа они стали полностью едиными», — пояснил Джокура. Реакция на механическую стимуляцию одной лопасти вызывала сокращение всего организма, что подтвердило слияние нервных систем.
Также произошло объединение пищеварительных систем: кормление через один рот обеспечивало распределение пищи в обе системы. Однако контроль за выделительными процессами остался независимым, и продукты жизнедеятельности выводились через два канала в разное время.
Из 10 пар гребневиков, участвовавших в эксперименте, 9 особей слились и выжили. Исследователи пришли к выводу, что у гребневиков нет механизма аллораспознавания, что означает их неспособность отличать свои клетки от чужих. Следующий шаг в исследовании — выяснение, могут ли срастаться особи разных видов.
Примеры слияний у других видов
Эксперименты проводились с гребневиком, известным как морской грецкий орех (Mnemiopsis leidyi). Подобные слияния наблюдали и у другого вида гребневиков — черноморской плевробрахии. В этом случае процесс объединения не приводил к полной интеграции, и реакции двух особей оставались несогласованными, каждая частично сохраняла свою независимость. Это может означать, что способность к полному слиянию не является общим свойством для всех видов гребневиков.
Некоторые морские организмы, например сальпы, могут образовывать колонии из десятков или сотен особей. Однако этот процесс существенно отличается от слияния гребневиков, так как сальпы остаются автономными организмами, выполняющими свои функции в рамках естественного цикла размножения.
Исследования гребневиков открывают новые перспективы в биологии и могут иметь важные последствия для регенеративной медицины. В настоящее время биологи изучают возможность применения этих механизмов для создания биоимплантатов и искусственных органов, хотя это только начало долгого пути.