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 Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Китайские и британские палеонтологи обнаружили древнейший эволюционный прообраз челюстей современных пауков и скорпионов. Просканировав окаменелость животного Urokodia aequalis возрастом 518 миллионов лет, ученые выявили самую раннюю известную науке переходную форму хелицер. Трехмерная модель впервые наглядно показала, как именно возникло главное оружие паукообразных: несколько суставов длинных хватательных конечностей, характерных для кембрийских хищников, срослись воедино и образовали новый ротовой аппарат.
Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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