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 Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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