Медузы восстанавливают тело

04.07.2015

Способность к регенерации есть у всех живых существ, просто у кого-то она выражена в меньшей степени (мы, например, не можем отрастить палец или ногу взамен утраченных), у кого-то - в большей (для тритонов, к примеру, восстановить ногу, глаз или какой-нибудь внутренний орган совсем не проблема). Чемпионами самовосстановления можно назвать кишечнополостных - гидр, медуз и их родственников, хотя тут все-таки следует помнить, что устроены они заметно проще, чем те же тритоны. В исследованиях регенерации один из самых частых модельных объектов - пресноводная гидра из учебника биологии, которая после любой раны, после любого повреждения может сделать все, как было.

Но, как оказалось, кишечнополостные не всегда "делают все, как было". Майкл Абрамс (Michael Abrams) и его коллеги из Калифорнийского технологического института экспериментировали с личинками-эфирами медузы аурелии ушастой. Эфиры устроены проще, чем взрослые медузы: небольшое дисковидное тело с 8 двойными лопастями-выростами по краям, щупалец как таковых нет, пищеварительная система недоразвита. У личинки отрезали одну или несколько "рук"-лопастей, после чего она довольно быстро, за несколько часов, залечивала рану. Однако новой лопасти взамен утраченной не появлялось. Вместо этого эфира перестраивала тело так, чтобы стать снова симметричной - независимо от того, сколько ей оставляли "рук", семь, пять или всего лишь две.

Как известно, медузы относятся к радиально-симметричным животным: у них можно отличить верхнюю часть тела от нижней, но невозможно отделить левую сторону от правой. Двигаясь, медуза "хлопает" куполом и ротовыми лопастями (а личинка - лопастями, расположенными по краям тела), и именно симметрия в собственном строении позволяет животным двигаться в нужном направлении. Если какой из "конечностей" будет не хватать, то из-за образовавшегося пустого места нарушится гидродинамика, потоки воды при толчке будут идти не туда, и медуза не сможет управлять своими движениями. Поэтому для личинки оказывается важнее не столько заново отрастить утраченную лопасть, сколько восстановить симметричное строение тела. Более того, несимметричная эфира довольно часто, в 15% случаев, вообще не могла превратиться во взрослую медузу.

В статье в PNAS авторы пишут, что тело личинок перестраивалось мышечными усилиями: если в воду, где они жили, добавляли вещество, расслабляющее мышечные клетки, то симметризация происходила заметно медленнее. Наоборот, если мышцы эфиры под действием повышенной концентрации солей магния начинали сокращаться быстрее, то и симметричное строение восстанавливалось скорее.

Очевидно, все дело тут в том, что из-за утраты лопастей механические силы в теле медузы оказывались несбалансированными, что само собой приводило к перестройке эластичного тела. При этом эфиры обходились без того, чтобы стимулировать активное деление и отмирание клеток, как оно бывает при регенеративных процессах у других животных - очевидно, механическим способом здесь можно достичь приемлемого результата без больших энергетических затрат на клеточную динамику. Личинки других видов медуз тоже оказались способны к симметризации - конечно, было бы интересно выяснить, способны ли к такому трюку взрослые медузы и другие радиально-симметричные организмы.

Полученные результаты еще раз говорят нам о том, что морфогенез - формирование частей тела, органов и т.д. - зависит не только от молекулярно-генетических процессов, но и от сугубо физических взаимодействий между разными частями тела. Известно, что и человеческие клетки чутко реагируют на механические силы, которые порой могут оказывать решающее влияние на их клеточную судьбу; возможно, что и в медицинской регенерации наших тканей и органов можно будет добиться большего успеха, если мы обратим внимание на их "физику".

<< Назад: ОС Android M удвоит автономную работу смартфонов 05.07.2015

>> Вперед: Многоканальный сетевой шифратор с общей производительностью 100 Гбит/с 04.07.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Найти нестандартное решение поможет дневной сон 10.07.2025

Когда задачи кажутся неразрешимыми, а идеи не приходят в голову, одним из эффективных способов стимуляции мышления может оказаться... дневной сон. Новое исследование, проведенное в Институте развития человека общества Макса Планка в Берлине, показывает, что даже короткий отдых, особенно если он достигает определенной стадии сна, способен значительно повысить креативность и улучшить способность к аналитическому мышлению. Авторы эксперимента сосредоточили внимание на второй стадии сна, известной как N2. В этот момент мозговая активность замедляется, а характерные электрические импульсы, так называемые сонные веретена, свидетельствуют о том, что мозг активно обрабатывает полученную ранее информацию. Исследователи считают, что именно в этом состоянии мозг лучше всего отделяет важные детали от второстепенных, формируя тем самым основу для внезапных озарений - того самого "эффекта эврики". В ходе работы ученые привлекли 90 добровольцев в возрасте от 18 до 35 лет. Участникам предложили ...>>

Полноразмерные наушники Nothing Headphone (1) 10.07.2025

Компания Nothing, прославившаяся оригинальными решениями в дизайне и интерфейсе, представила свое первое полноразмерное устройство - наушники Headphone (1), объединив эстетику прозрачности с высококлассным звуком. Headphone (1) сразу привлекают внимание необычным внешним видом. Их чашки выполнены в форме так называемого "скверкла" - дизайнерского гибрида круга и квадрата. Полупрозрачные элементы частично открывают внутреннюю конструкцию, а легкий алюминиевый корпус делает устройство не только визуально легким, но и комфортным при ношении. При весе всего 329 граммов наушники выглядят и ощущаются премиально. Концепция создавалась в сотрудничестве с британским брендом KEF - признанным экспертом в области аудиотехники. Один из наиболее обсуждаемых аспектов новинки - качество звучания. Наушники оснащены 40-миллиметровыми динамическими драйверами, обеспечивающими насыщенные басы и выразительную детализацию. Адаптивная система настройки низких частот подстраивается под индивидуальное во ...>>

Массовый вылов изменил облик балтийской трески 09.07.2025

Человеческое вмешательство в природу часто оставляет следы, которые не видно сразу. Однако в некоторых случаях последствия становятся очевидными не только по внешнему виду животных, но и на уровне их ДНК. Так произошло с балтийской треской - когда-то крупной и многочисленной рыбой, сегодня она изменилась до неузнаваемости. Новое исследование показало: чрезмерный лов не просто сократил ее численность, но и вызвал генетическую перестройку. Треска некогда считалась важнейшим промысловым видом в Балтийском море. Рыбаки добывали ее в огромных количествах, и взрослые особи нередко достигали метра в длину. Однако уже в наши дни средний размер трески упал почти вдвое. Ученые из немецкого института GEOMAR пришли к выводу, что виноват в этом не только экологический кризис, но и естественный отбор, вызванный именно деятельностью человека. Генетические изменения стали реакцией на давление со стороны промышленного рыболовства. Одним из ключевых открытий стало то, что у восточнобалтийской трес ...>>

Умное устройство личной безопасности в мегаполисе 09.07.2025

Большие города обещают свободу и возможности, но для многих - особенно женщин - они также становятся источником тревоги и страха. Часто, когда происходят акты насилия, люди оказываются наедине с опасностью и без поддержки. Именно в таких условиях рождаются идеи, способные изменить отношение общества к безопасности. Так, один личный опыт превратился в технологическое решение с потенциалом повлиять на жизни миллионов. История Инны Йовичич началась с трагического события: в 2021 году на тот момент 26-летняя студентка University College London подверглась нападению четырех мужчин на улицах Сохо - буквально в самом центре британской столицы. Несмотря на наличие видеонаблюдения и свидетелей, полиция проигнорировала ситуацию, посчитав ее малозначимой. Этот эпизод стал для девушки не только травмой, но и стимулом к действию. Она решила, что раз система не справляется, нужно создать альтернативу. Так появился eNOough - персональное защитное устройство, внешне напоминающее значок, но оснащ ...>>

Кофеин замедляет старение клеток 08.07.2025

Кофе давно считается не только бодрящим напитком, но и возможным источником здоровья. Новое исследование показывает, что содержащийся в нем кофеин способен замедлять процессы старения клеток, по крайней мере у модельных организмов. Ученые надеются, что эти открытия помогут создать лекарства, позволяющие людям дольше оставаться здоровыми без побочных эффектов, характерных для самого кофеина. Работа международной группы исследователей была сосредоточена на дрожжах Schizosaccharomyces pombe, которые часто используются для изучения биологических процессов, сходных с теми, что происходят в человеческом организме. Эти одноклеточные грибы помогают понять механизмы повреждения ДНК и сбоев клеточного цикла, напрямую связанных со старением и болезнями. Ученые решили выяснить, каким образом кофеин влияет на ключевые этапы деления клеток и восстановление их генетического материала. В предыдущих экспериментах та же команда специалистов уже предполагала, что кофеин воздействует на важный рецеп ...>>

Случайная новость из Архива Нут как важнейший элемент продовольственной безопасности 02.11.2024 Изменение климата оказывает все более негативное влияние на глобальную продовольственную безопасность. В ответ на это ученые активно ищут устойчивые к экстремальным погодным условиям культуры, которые смогут поддерживать стабильные урожаи и питательность продуктов. Одной из таких культур является нут - бобовое растение с высоким содержанием белка, способное адаптироваться к засушливым условиям. Исследователи Венского университета изучили генетическое разнообразие нута и его устойчивость к засухе, что делает эту культуру перспективной для повышения продовольственной безопасности, особенно в условиях урбанизации и изменения климата. В последние десятилетия Центральная Европа сталкивается с частыми и длительными периодами засухи, что создает серьезные угрозы для сельского хозяйства. Стабильное производство продуктов питания становится все более сложной задачей. При этом глобальная продовольственная система становится слишком однородной: из 7 тысяч съедобных культур более двух третей мирового продовольствия обеспечивают всего девять видов растений. Такая узкая генетическая база увеличивает риски, связанные с болезнями растений, вредителями и изменением климата. Нут, хотя и не входит в число основных мировых культур, демонстрирует высокую устойчивость к засухе и отличные питательные качества. Ученые изучили вариации генотипов нута, проверяя их способность противостоять стрессовым условиям засухи. Эксперименты показали, что эта бобовая культура может успешно расти даже в городских условиях, предлагая новые возможности для устойчивого сельского хозяйства в условиях урбанизации. В полевых условиях исследователи протестировали различные сорта нута, выращивая их в период засухи. Результаты показали, что разные генотипы и дикие виды нута используют разнообразные механизмы, позволяющие противостоять стрессу. Эта генетическая изменчивость открывает важные перспективы для селекции и развития новых сортов, способных адаптироваться к изменению климата. Для оценки устойчивости к засухе ученые применяли комплексные методы анализа, включая индекс восприимчивости к стрессу, искусственный интеллект и многомерную статистику. Это позволило выявить генотипы, которые показали наилучшие и наихудшие результаты в условиях засухи. Полученные данные важны для дальнейшей селекции засухоустойчивого нута, что может значительно повысить урожайность и питательную ценность культуры в экстремальных климатических условиях. Благодаря высокому содержанию белка и способности расти в засушливых регионах, нут становится одним из кандидатов на звание "продукта будущего". Более широкое использование этой культуры может сыграть ключевую роль в укреплении продовольственной безопасности. Еще одно преимущество нута заключается в том, что его выращивание способствует лучшему использованию азота в почве, что повышает экологическую устойчивость сельского хозяйства и снижает зависимость от химических удобрений. Нут представляет собой перспективную культуру, способную обеспечить стабильные урожаи даже в условиях изменения климата. Разнообразие его генотипов и устойчивость к засухе открывают новые возможности для повышения продовольственной безопасности, делая эту культуру важным элементом в будущих системах сельского хозяйства.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025