Эксперименты по отсечению рук у морских звезд раскрыли механизм отбрасывания конечностей
Британские биологи решили разобраться, какой нейронный механизм стоит за самоампутацией у морских звезд. Для этого исследователи провели несколько экспериментов, во время которых подопытные теряли по три и даже четыре конечности, оставаясь однорукими. В результате ученые выяснили, какое вещество запускает этот процесс и помогает беспозвоночным выживать.
Животные за тысячелетия эволюции изобрели множество способов спасения от хищников. Одни научились быстро бегать, другие нарастили панцирь, третьи придумали притворяться мертвыми и так далее. Удивительный механизм избегания смерти — автотомия, то есть отсечение собственной конечности. Это можно назвать малой жертвой, поскольку организм хотя и становится неполноценным в результате самоампутации, но не погибает, а у некоторых существ конечность может вырасти заново.
Хорошо известен пример ящериц, которые отбрасывают хвост, если кто-то его хватает, но существуют и более оригинальные стратегии выживания. Похожие на пауков и активные зимой хионеи могут лишать себя лап, когда те слишком замерзают, — так в тело не попадают кристаллы льда. Иглистые мыши сбрасывают часть своей кожи, чтобы сбежать от хищника, а затем регенерируют ее вместе с волосяными луковицами.
Отсекать собственные конечности умеют и морские звезды — некоторые виды делают так при раздражении одной из рук. Биологи знают, какие мышцы за это отвечают, в каких условиях срабатывает автотомия, но нейронный механизм до недавнего времени был неясен.
Исследователи из Великобритании решили в этом разобраться и провели эксперимент с морской звездой вида красный астериас (Asterias rubens). В результате они выяснили, какой нейропептид делает животное «безруким». Отчет об этом опубликован в журнале Current Biology.
На красных астериасах часто ставят опыты, поскольку это беспозвоночное способно регенерировать утраченные конечности. Ранее ученые секвенировали геном этой морской звезды и выделили два нейропептида: ArSK/CCK1 и ArSK/CCK2. Они тормозят пищевое поведение и отвечают за втягивание и сокращение желудка. У других животных вещества того же типа связаны с тревогой, паникой и стрессом.
В новом эксперименте биологи ввели 33 особям раствор с этими пептидами и смотрели, будут ли они запускать автотомию рук. Контрольным звездам (их было 54) вводили воду, и ничего не происходило. Никакого эффекта не дал и пептид ArSK/CCK2, но на ArSK/CCK1 подопытные среагировали активно: две звезды отбросили по одной руке, одна отбросила три, еще две — четыре конечности, так что они стали однорукими.
В другом эксперименте исследователи сымитировали нападение чайки на морских звезд. Они зажимали конечности беспозвоночных, когда часть тела была в воде.
Выяснилось, что чем ближе к телу было место зажима, тем чаще срабатывала автотомия. Инъекция дополнительного нейропептида ArSK/CCK1 усилила этот эффект — разрыв в средней части конечности случался чаще. Одной морской звезде хватило чуть больше секунды, чтобы отсечь себе руку, когда та была зажата у кончика. Остальным требовалось в среднем 303,4 секунды.
В участках разрыва ученые выявили некоторые особенности, которых не было в других частях конечности. Там расположена маловолокнистая область, которую со стороны тела окружает полоса мышц. Авторы статьи проанализировали строение этой ткани и обнаружили в ней нервные волокна, которые реагируют на нейропептид ArSK/CCK1. Говоря иначе, секреция этого вещества запускает процесс автотомии.
«Это исследование не только раскрывает интересный аспект биологии морских звезд, но и открывает двери для изучения регенеративного потенциала других животных, включая человека. Расшифровав секреты самоампутации морских звезд, мы надеемся углубить наше понимание регенерации тканей и разработать инновационные методы лечения повреждений конечностей», — отметил соавтор исследования Морис Р. Элфик.
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии