Ученые впервые увидели, как черви совершают коллективный побег в дикой природе
Когда у круглых червей наступают голодные времена или им становится тесно, они объединяют свои усилия, чтобы поменять среду обитания. Забираются друг на друга, образуя живые башни, которые устремляются вверх, где нематоды могут прицепиться к проходящему мимо животному и с его помощью добраться до более изобильных мест. Долгое время ученые лишь догадывались о существовании таких живых башен. Теперь команда исследователей из Германии впервые зафиксировала их в дикой природе.
Нематоды (Nematoda), или круглые черви — самые многочисленные животные на Земле. По самым разным оценкам, их численность превышает миллион особей на квадратный метр. Они встречаются во всех типах сред от полюсов до тропиков, включая пустыни, высокие горы и глубокие моря.
Среди них выделяют свободноживущие и паразитические организмы. Первые, например, живут в почвах, в воде, в растительных субстратах, где питаются бактериями, грибами, отмершей растительностью. В процессе своей жизнедеятельности свободноживущие нематоды «перемалывают» органику и обогащают почву питательными веществами, необходимыми для роста растений.
Паразитические нематоды существуют за счет других организмов. Они живут на растениях, животных и даже в человеке, вызывая при этом различные заболевания.
Однако у этих животных есть ахиллесова пята — размер: длина взрослых нематод не превышает 1,5 миллиметра. Когда в их местах обитания заканчивается пища или там появляется слишком много особей, отчего возрастает конкуренция и становится тесно, круглые черви стремятся сменить обстановку и найти более благоприятные условия. Индивидуальные путешествия в поисках лучшей доли бессмысленны: один червь слишком мал и медлителен, чтобы преодолеть преграды и значительные расстояния. Эволюция помогла нематодам найти решение — «коллективизм».
Ученые давно подозревали: свободноживущие почвенные нематоды объединяют свои усилия, чтобы совершить «побег» из скудных на пищу мест, поймать «попутный транспорт» и начать новую жизнь вдали от голода и тесноты.
В лабораторных экспериментах особи некоторых видов пытались формировать вертикальные структуры — живые башни, которые, по мнению нематологов, могли быть возможным механизмом для «автостопа». То есть с помощью этих живых конструкций нематоды, вероятно, и совершают «побег». Однако не хватало доказательной базы: в дикой природе ничего подобного исследователи не наблюдали.
Ученым было известно только три примера такого рода коллективного поведения в естественных условиях. Так передвигаются паутинные клещи (Tetranychidae), огненные муравьи (Fire ant) и слизевики.
Теперь команда немецких исследователей под руководством Даниэлы Перес (Daniela Perez) из Института поведения животных Макса Планка наконец доказала, что свободноживущие почвенные нематоды действительно могут строить живые башни за пределами лабораторий. Исследователям удалось заснять на видео сам процесс создания и использования башен в дикой природе — нематоды возводили их на поверхности упавших яблок и груш в местном университетском саду.
Команда Перес потратила месяцы на изучение гниющих фруктов прямо на месте. Исследование проводилось с помощью цифрового микроскопа, чтобы зафиксировать естественное поведение нематод и самих башен. Некоторые живые конструкции ученые перенесли в лаборатории для детального анализа.
Гниющие фрукты кишели множеством видов нематод, но только один из них строил башни, причем все представители этого вида находились на стадии «дауэр» — стрессоустойчивая фаза развития, на которой личинки могут долго обходиться без пищи.
Перес и ее коллеги зафиксировали, как целые башни из дауэр-личинок раскачиваются в унисон. Похожим образом ведут себя нематоды поодиночке, когда встают на хвост, чтобы зацепиться за проходящее животное.
Однако новые данные показали нечто большее: башни двигались как единое целое, реагировали на прикосновения, отрывались от поверхности и коллективно прикреплялись к насекомым, например плодовым мушкам. Иными словами, наблюдения за нематодами подтвердили гипотезу, что главная цель таких живых башен — массовый «автостоп».
Чтобы лучше понять, как происходит строительство конструкций из тел круглых червей, Перес воссоздала процесс в лаборатории. Для этого ее команда использовала клональную колонию Caenorhabditis elegans.
Когда нематод поместили на агаровую подушку без еды, а рядом положили щетину зубной щетки, голодные черви стали самоорганизовываться. Уже через два часа животные смогли сформировать живые башни, которые оставались стабильными до 12 часов. Эти башни демонстрировали сложное поведение: протягивали «щупальца» в окружающее пространство, а некоторые даже образовывали мосты, чтобы достичь новых поверхностей.
Выяснилось, что способность строить башни не ограничивается стадией дауэр, как показали наблюдения в естественной среде. Их формируют на всех стадиях развития, в том числе и взрослые особи. Иными словами, коллективное перемещение с помощью башен может быть более универсальной стратегией для нематод, чем считалось ранее.
Что еще любопытно, несмотря на всю архитектурную сложность таких конструкций, внутри башен у нематод не происходило разделение ролей. Особи в основании и на вершине башни проявляли одинаковую подвижность и силу, что указывает на форму равноправного сотрудничества среди них. Но авторы справедливо заметили, что это поведение наблюдали только в контролируемых лабораторных условиях, где в качестве испытуемых ученые использовали клональную колонию Caenorhabditis elegans. В дикой природе ситуация может быть иная, там встречаются разные виды и генетические линии, а, значит, скорее всего, исследователи увидят разделение ролей.
С открытием команды Перес у исследователей появилась уникальная возможность изучить, как и зачем животные одного вида двигаются вместе, а также понять, почему вообще возникла групповая миграция и как такое поведение развилось в ходе эволюции.
Научная работа опубликована в журнале Current Biology.
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