Биологи задействовали новую технику — создание трехмерных изображений при помощи компьютерной томографии — для описания и понимания морфологии кишечника акул.
КТ-изображение спирального кишечника Squalus suckleyi. Слева — его начало, справа — конец / © Саманта Ли, Калифорнийский государственный университет в Домингес-Хиллз
Хотя акулы — настоящие царицы Мирового океана — давно занимают умы ученых, мы крайне мало знаем о том, что они на самом деле едят, как переваривают свою добычу и какую роль играют в экосистеме. До недавних пор исследователям приходилось довольствоваться набросками пищеварительной системы этих хрящевых рыб, однако теперь все стало проще: биологи из Калифорнийского государственного университета Домингес-Хиллз, Университета штата Вашингтон и Калифорнийского университета в Ирвине (США) применили новую технику — создание трехмерных реконструкций при помощи компьютерной томографии — для описания морфологии спиралевидного кишечника по крайней мере одного вида из 22 различных семейств акул.
«Мы разработали новый метод цифрового сканирования и можем рассматривать мягкие ткани с мельчайшими подробностями, не разрезая их», — рассказали ученые. Их работа опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Исследование стало возможным благодаря компьютерному томографу в лаборатории Friday Harbor Laboratories Университета штата Вашингтон, а образцы взяли из Музея естественной истории Лос-Анджелеса. Аппарат работает как стандартные томографы в больницах: серию рентгеновских снимков делают под разными углами и объединяют после компьютерной обработки, на выходе получая трехмерные изображения.
«Это один из немногих способов понять форму кишечника акулы в трех измерениях, — рассказал профессор Адам Саммерс. — Кишечник настолько сложен и насчитывает такое количество перекрывающихся слоев, что рассечение разрушает контекст и взаимосвязь между тканями. Все равно что пытаться понять, о чем пишут в газете, разрезая ножницами свернутые страницы».
После всех манипуляций биологам удалось выявить некоторые аспекты функционирования кишечника акулы, которые не были известны. Судя по всему, этот орган, устроенный как спираль, замедляет движение пищи и направляет ее вниз, полагаясь на силу тяжести в дополнение к перистальтике — волнообразному и ритмичному сокращению стенок. Таким образом работа кишечника этих рыб напоминает клапан, разработанный сербским изобретателем Николой Тесла в 1916 году. Суть в том, что такой клапанный канал позволяет жидкости течь в одном направлении без обратного потока или помощи со стороны каких-либо движущихся частей.
Природа наградила акул спиралевидным кишечником не просто так: замедленное перемещение пищи позволяет дольше переваривать ее, при этом затрачивая меньше энергии. Ведь порой могут пройти дни или недели, прежде чем акула добудет себе щедрый ужин. К тому же, поскольку акулы остаются главными хищниками в океане и поедают беспозвоночных, рыб, млекопитающих и даже водоросли, они естественным образом контролируют биоразнообразие. И для изучения экосистемы в целом важно понимать, как эти пластиножаберные питаются и как выделяют отходы.
