Сытые актинии вырастили больше щупалец
Ученые выяснили, что развитие щупалец актиний тесно связано с их питанием: если животным нечего есть, они перестают отращивать новые щупальца. У всех актиний щупальца вырастают в определенном порядке, и для этого процесса необходимы два внутриклеточных сигнальных пути: TOR и FGFRB. Статья опубликована в журнале Nature Communications.
Стрекающие, или книдарии — это животные, однако они могут выращивать новые органы и оси тела в течение всей жизни, как растения. Этот процесс схож с регенерацией, но его задача — не компенсировать повреждения, а адаптировать организм к меняющимся условиям среды. Поэтому зоологов интересуют органогенез стрекающих, механизмы его настройки и запускающие факторы.
Ученые из Германии и США под руководством Айсама Икми (Aissam Ikmi) из Европейской молекулярно-биологической лаборатории исследовали органогенез книдарий на примере роста щупалец актинии нематостеллы (Nematostella vectensis). Для этого исследователи проследили за развитием щупалец у более 1000 полипов.
Первые четыре щупальца появляются еще у личинки актинии, симметрично в четырех из восьми сегментов тела. Затем последовательно развиваются новые щупальца: обычно их 16, однако в эксперименте у актиний, которые не выметывали гаметы, их число превышало 18. Если животных не кормили, новые щупальца переставали расти: таким образом ученым удалось фиксировать развитие щупалец на разных стадиях и определить, в каком порядке они формируются.
Появление шести пар щупалец (не считая четырех первичных) разделили на три фазы. Щупальца всегда росли парами — либо одновременно, либо поочередно (в этом случае у актиний временно было нечетное количество щупалец). В первой фазе щупальца вырастали в четырех свободных сегментах, а во второй фазе еще две пары щупалец нарушали радиальную симметрию полипа.
Билатеральная симметрия (когда существует только одна ось симметрии и две равные половины) сохранялась и в третьей фазе; пары щупалец появлялись не в противоположных сегментах, как в первых двух фазах, а по два в одном — в итоге в двух из восьми сегментах оказывалось по три щупальца, еще в двух — по одному.
Исследователей заинтересовала связь между питанием актиний и ростом щупалец, и они изучили ее подробнее на примере первой пары щупалец (не считая первичных). Чем больше актиния ела, тем быстрее формировались ее первые взрослые щупальца: сначала животные вырастали вдвое, и только после этого закладывались зачатки щупалец. Если ученые переставали кормить актиний на этапе формирования зачатков, щупальца продолжали расти, хотя в остальном теле клетки переставали делиться. Если еды не было, а зачатки еще не сформировались, то щупальца вообще не росли.
Затем ученые проследили молекулярные сигналы, которые запускают рост щупалец. До того, как зачатки щупальцев набухали, в соответствующих сегментах тела группы клеток кольцевой мускулатуры начинали экспрессировать ген рецепторов фактора роста фибробластов (Fgfrb) — участников сигнального пути, необходимого для пролиферации и дифференцировки.
Fgfrb-экспрессирующие клетки обозначали точки роста будущих щупалец. Затем, если актинию кормили, в тех же клетках активировались сигнальные комплексы TOR. Вслед за этим расширялась экспрессия Fgfrb, формировался зачаток, а затем и целое щупальце.
Оба сигнальных пути были необходимы для развития щупалец. Если TOR блокировали рапамицином, новые щупальца не вырастали. То же происходило, если актиний не кормили: TOR не был активен, и экспрессия Fgfrb локализовалась в небольшой группе клеток. При выключении FGFRB-пути подавлялась активация TOR в намеченной точке роста щупалец. Мутанты, у которых ген Fgfrb вообще не работал, могли вырастать до нормальных размеров, хотя и медленнее, чем актинии дикого типа, но щупальца у них так и не вырастали, а четыре первичных оставались в зачаточном состоянии.
Исходя из этих результатов, ученые предположили следующий молекулярный механизм роста щупалец: FGFRB необходим для разметки будущих щупалец и формирования зачатков, но для роста щупалец должен активироваться путь TOR, чего не происходит, если актинии не питаются.
С помощью щупалец нематостеллы питаются, для этого на них есть стрекательные клетки, которые дали название всему типу стрекающих, и чувствительные волосковые клетки. Последние похожи на рецепторные клетки слухового и вестибулярного аппарата позвоночных. Ученые воспользовались этим сходством и с помощью ремонтных белков актиний смогли «починить» поврежденные волосковые клетки мышей. Возможно, в будущем белками нематостелл можно будет лечить тугоухость.
Алиса Бахарева
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Кальмар щупальца в чесночном соусе охл. 210гр пл/б Балтийский Берег™ Россия (КОД 26473) (0°С)
Свободный остаток
Мин. заказ 1 шт
Цена
167. 40
₽
Чтобы добавить товар в корзину
Авторизируйтесь
Свободный остаток
Мин. заказ 1 шт
Цена 167.40 ₽
Чтобы добавить товар в корзину
Авторизируйтесь
Производитель
Балтийский Берег
Страна происхождения
Россия
Условия хранения
0 °С
Срок годности
120 д.
Размеры единицы, см д*ш*в
9*9*5
Все характеристики
Состав продукта:
Кальмар гигантский щупальца кусочки вареный, чесночный соус (масло подсолнечное, вода питьевая, соль, сахар, сухой яичный желток, стабилизаторы, чеснок сушеный, регулятор кислотности, порошок горчичный, консерванты, перец красный молотый).
Производитель
Балтийский Берег
Страна происхождения
Россия
Условия хранения
0 °С
Срок годности
120 д.
Размеры единицы, см д*ш*в
9*9*5
Вид упаковки
пластиковая банка
Вес единицы, кг
0.21
Энергетическая ценность, ккал
1330
Артикул
37745759
Оставлять отзывы могут только зарегистрированные пользователи. Если у вас уже есть аккаунт войдите и оставьте отзыв, он появится после проверки модератором.
Кальмар командорский филе тушки б/кожи с плавн 3,5кг кор IQF 8%гл Капитан Немо (КОД 45848) (-18°С)
Код: 45848 Штрих-код: 4630000373581
Мин. заказ 1 кор
– 18 °С°С
Россия
Чтобы получить персональное предложение по цене
Войдите
Кальмар рубленый в классическом соусе охл.
Код: 39444 Штрих-код: 4607010
Мин. заказ 1 шт
0 °С°С
Россия
Чтобы получить персональное предложение по цене
Войдите
Кальмар щупальца и мясо мидий вареные охл. 210гр пл/б Балтийский Берег™ Россия (КОД 26472) (0°С)
Код: 26472 Штрих-код: 4607010733544
Мин. заказ 1 шт
0 °С°С
Россия
Чтобы получить персональное предложение по цене
Войдите
Паста из морепродуктов сливочная LeMare охл. 150гр пл/б Балтийский Берег™ Россия (КОД 42038) (0°С)Код: 42038 Штрих-код: 4607010734718
Мин. заказ 1 шт
0 °С°С
Россия
Чтобы получить персональное предложение по цене
Войдите
Кальмар щупальца в рассоле охл. 430гр пл/б Меридиан™ Россия (КОД 68476) (0°С)
Код: 68476 Штрих-код: 4601132998935
Мин. заказ 1 шт
0 °С°С
Россия
Чтобы получить персональное предложение по цене
Войдите
Кальмар командорский тушка неочищ 22кг кор 8% гл НБАМР Россия (КОР) (КОД 12641) (-18°С)
Код: 12641 Штрих-код: g126411
Мин. заказ 1 кор
– 18 °С°С
РОССИЯ
Чтобы получить персональное предложение по цене
Войдите
Заявка на новый товар
Морское чудовище возрастом 520 миллионов лет имело 18 щупалец во рту
Подробная окаменелость недавно идентифицированного Daihua sanqiong.
Новое исследование показало, что обнаружение окаменелости древнего морского существа с 18 щупальцами, окружающими его рот, помогло разгадать современную загадку о происхождении желеобразного хищника, называемого гребенчатым желе.
Ранее неизвестное «морское чудовище», которое ученые окрестили Daihua sanqiong , жил колоссальные 518 миллионов лет назад на территории современного Китая. И это вымершее животное имеет ряд общих анатомических характеристик с современным гребенчатым желе, маленьким морским существом, которое использует так называемые гребенчатые ряды, полные множества похожих на волосы ресничек, чтобы плавать в океанах.
Открытие предполагает, что этот новооткрытый вид может быть дальним родственником гребенчатого желе, сказал ведущий исследователь Джейкоб Винтер, палеобиолог из Бристольского университета в Соединенном Королевстве. [Фото: древнее существо, похожее на креветку, было крошечным, но свирепым]
«Благодаря окаменелостям мы смогли выяснить, из чего произошли эти причудливые гребенчатые желе», — сказал Винтер Live Science.
Однако это открытие вызвало споры. Хотя открытие D. sanqiong впечатляет, трудно сказать, является ли это древнее существо частью линии, которая произвела гребенчатых желеобразных, сказал Кейси Данн, профессор экологии и эволюционной биологии Йельского университета, который не был вовлечены в исследование.
«Я очень скептически отношусь к выводам, которые они делают, — сказал Данн Live Science.
Увеличенный снимок рядов ресничек на Daihua sanqiong , что позволяет предположить, что это может быть дальний родственник современного гребенчатого желе. (Изображение предоставлено Якобом Винтером) Винтер наткнулся на окаменелость D. sanqiong во время посещения коллег из Юньнаньского университета в Китае. Там ученые показали ему несколько окаменелостей из своей коллекции, в том числе загадочное существо, которое они позже назвали 9.
На каждом из D. щупалец sanqiong представляют собой тонкие, похожие на перья ответвления с рядами крупных ресничных волосков, которые, вероятно, помогали ему ловить добычу. Эти волоски, по словам Винтера, привлекли его внимание, «потому что мы находим большие реснички только у гребенчатых медуз». Чтобы плавать, гребенчатые медузы шевелят своими ресничками, которые затем переливаются красивыми переливающимися цветами.
Живое гребенчатое желе, известное как Euplokamis Кроме того, окаменелость D. sanqiong имеет интригующее сходство с другими известными древними животными, включая Xianguangia , еще одно древнее существо с 18 щупальцами, и тюльпаноподобные морские существа. Диномисх и Сифузактум .
«Короче говоря, мы смогли реконструировать всю [раннюю] родословную гребневиков», — сказал Винтер, проведя анатомические сравнения. Это очень важно, потому что некоторые ученые утверждают, что эти плавающие хищники были одними из первых животных, эволюционировавших на Земле, основываясь на анализе генеалогических деревьев и генетическом моделировании современных гребневиков. Но теперь эта международная команда, возможно, показала, что гребенчатые желе имеют длинную родословную, которая им предшествует, сказал Винтер.
Эта недавно описанная линия предполагает, что у некоторых из предков гребенчатых желейных были скелеты и что их древние щупальца превратились в гребни с плотно упакованными ресничками, которые сегодня можно увидеть у гребенчатых желейных.
Художественная иллюстрация Daihua sanqiong . (Изображение предоставлено Xiaodong Wang) Открытие также проливает свет на то, где эти древние животные, вероятно, сидели на древе жизни. Например, исследователи ранее думали, что Xianguangia был морским анемоном, но он «на самом деле является частью ветви гребневика», — говорится в заявлении соавтора исследования Пейюня Конга, профессора палеобиологии в Университете Юньнани.
Эти результаты также убедительно доказывают, что гребенчатые медузы связаны с кораллами, морскими анемонами и медузами, говорят исследователи. «Эти [древние] щупальца — это те же самые щупальца, которые вы видите на кораллах и морских анемонах», — сказал Винтер. «Мы можем проследить происхождение гребневиков до этих похожих на цветы животных, которые жили более полумиллиарда лет назад». [Фото: Странные безглазые существа кембрийского периода]
Но не все согласны с этим анализом. В то время как Данн похвалил исследователей за их подробное описание D. sanqiong и его предполагаемые родственники, некоторые из этих существ имеют настолько разные формы тела, что трудно понять, как они могут быть связаны, сказал он. Возможно, похожие на тюльпаны существа Dinomischus и Siphusayctum связаны друг с другом. Но Siphusauctum имеет ресничные ряды на внутренней стороне тела, а животное, которое должно прийти после него, Galeactena , имеет эти ряды на внешней стороне тела. По словам Данна, трудно понять, как это животное в процессе эволюции могло вывернуться наизнанку. Учитывая, что некоторые из этих утверждений неубедительны, бремя доказывания становится выше, и исследователи не совсем его понимают, сказал Данн.
«Это интересные животные, независимо от того, как они связаны друг с другом», — сказал Данн. «Хотя я скептически отношусь к тому, что щупальца и ряды гребней гомологичны [эволюционно связаны], я думаю, что по мере того, как мы описываем большее разнообразие этих отложений, мы, безусловно, узнаем гораздо больше об эволюции животных».
Исследование было опубликовано в Интернете вчера (21 марта) в журнале Current Biology.
- Галерея изображений: причудливое кембрийское существо
- Фотографии: морские окаменелости, обнаруженные в Марокко
- Фотографии: Древний слизень в шляпе может объяснить генеалогическое древо моллюсков
Первоначально опубликовано на Live Science .
Лаура — редактор отдела археологии/истории и журнала «Маленькие тайны жизни» в Live Science. Она также сообщает об общих науках, включая археологию и палеонтологию. Ее работы публиковались в The New York Times, Scholastic, Popular Science и Spectrum, сайте, посвященном исследованиям аутизма. Она получила множество наград от Общества профессиональных журналистов и Вашингтонской ассоциации издателей газет за репортажи в еженедельной газете недалеко от Сиэтла. Лаура имеет степень бакалавра английской литературы и психологии Вашингтонского университета в Сент-Луисе и степень магистра научного письма Нью-Йоркского университета.
Древнее морское существо с 18 щупальцами может быть предком гребенчатого желе
- Ученые обнаружили в Южном Китае окаменелость возрастом 518 миллионов лет, которая выглядит как чудовище из «Звездных войн». Они описывают это в новом исследовании.
- Существо по имени Daihua sanqiong сидело на дне океана, как актиния, притягивая ничего не подозревающую добычу 18 длинными щупальцами, покрытыми ресничками.
- Животное может быть предком гребенчатых медуз: плотоядных, хищных капелек, которые зигзагом перемещаются по океану.
Спасибо за регистрацию!
Получайте доступ к своим любимым темам в персонализированной ленте, пока вы в пути.
На первый взгляд, это окаменевшее морское существо больше похоже на сарлака из «Возвращения джедая» из «Звездных войн», чем на какое-либо другое животное на Земле сегодня.
Согласно недавнему исследованию, Daihua sanqiong — , живший 518 миллионов лет назад и впервые обнаруженный около десяти лет назад в провинции Юньнань на юге Китая, — имел 18 длинных щупалец, ответвлявшихся от его зияющей пасти.
Палеобиолог Джейкоб Винтер из Бристольского университета в Великобритании увидел окаменелость во время посещения палеобиологической лаборатории Юньнаньского университета.
«Мне очень повезло заметить окаменелость, которая дает почти трехмерное представление о том, как выглядело животное», — сказал Винтер, соавтор нового исследования, Business Insider через Skype, поднося окаменелость к камере. .
Размером примерно с полдоллара, Daihua sanqiong похожие на лепестки цветка придатки были покрыты большими волосками, называемыми ресничками, которые животное, вероятно, использовало, чтобы принести ничего не подозревающую добычу. Согласно новому исследованию, эти волосы могут указывать на то, что морское чудовище является предком столь же жуткого подводного обитателя, который до сих пор плавает в океане: гребенчатого желе.
По словам Винтера, гребенчатые студни — это «студенистые шарики», не имеющие скелета, но обладающие хитрыми способами охотиться на других животных. Они могут опутывать свою добычу длинными извивающимися щупальцами и, как известно, даже проглатывают представителей своего вида.
Место гребенчатых медуз на древе жизни часто оспаривается учеными. Раньше многие думали, что гребенчатые желе были одними из первых животных, эволюционировавших на планете.
Но после того, как Винтер увидел образец Daihua sanqiong , он понял, что существует физическое сходство между ресничками древнего животного и гребенчатыми рядами ресничек современного гребенчатого желе. Эти сходства предполагают, что гребенчатые желеобразные могли происходить от длинной и странной линии обитателей океана.
«Мы показали, что гребенчатые желе произошли от странных и удивительных предков, — сказал Винтер. «Гребенки по-прежнему чертовски странные, но теперь мы можем это объяснить».
Секрет в ресничках
Как правило, реснички представляют собой микроскопические волосовидные отростки, которые выступают из поверхности клеток, помогая клетке ощущать свое окружение. Но в случае D. sanqiong эти реснички были достаточно большими, чтобы выполнять разные функции — вероятно, они помогали животному двигаться или ловить добычу.
Художественная реконструкция больших ресничек Daihua sanqiong. Сяодун Ван Винтер отметил, что только у одного другого существа были известны крупные ресничные структуры, подобные тем, что на D. sanqiong: «Гребенчатые медузы — это большие реснички», — сказал он.
Гребневики, или гребневики (гребневик в переводе с греческого означает «носитель гребешка»), имеют восемь гребенчатых рядов сросшихся ресничек, которые пеленают их бока. Реснички колеблются синхронно, чтобы продвигать животное вперед по воде, иногда отражая солнечный свет, чтобы придать рядам радужный вид.
Желе из лопастного гребешка переливается всеми цветами радуги. Оксфорд Сайентифик / Гетти«Эти реснички имеют длину до 2 миллиметров и являются самыми большими из известных ресничек среди всех животных», — сказал Винтер.
Тот факт, что современные гребневики и похожие на цветы D. sanqiong имели длинные реснички, является ключом к тому, что современные гребневики «эволюционировали из чего-то, что сидело на морском дне со щупальцами, как морские анемоны», Винтер сказал.
Откуда появились гребенчатые желе
По словам Винтера, если бы вы сейчас надели акваланг и нырнули в океан, вы бы увидели гребенчатого желе. По данным Смитсоновского института, эти животные существуют не менее 500 миллионов лет и обитают в каждой океанской среде по всему миру.
Винтер считает, что сотни миллионов лет назад щупальца D. sanqiong превратились в ряды гребешков, а его рот со временем раздулся наружу, став основной сферой тела, наблюдаемой сегодня у гребневиков. Ему это кажется наиболее вероятным объяснением того, как малоподвижное животное со скелетом превратилось в свободно плавающее бескостное желе.
Но не все палеобиологи согласны.
«Трудно сказать, является ли это древнее существо частью линии, которая произвела гребенчатых желе», — сказал Live Science Кейси Данн, профессор экологии и эволюционной биологии Йельского университета.