Медузи відновлюють тіло 04.07.2015

Здатність до регенерації є у ​​всіх живих істот, просто у когось вона виражена меншою мірою (ми, наприклад, не можемо відростити палець або ногу замість втрачених), у когось - більшою (для тритонів, наприклад, відновити ногу , око або якийсь внутрішній орган зовсім не проблема). Чемпіонами самовідновлення можна назвати кишковопорожнинних - гідр, медуз та їх родичів, хоча тут все ж таки слід пам'ятати, що влаштовані вони помітно простіше, ніж ті ж тритони. У дослідженнях регенерації один із найчастіших модельних об'єктів – прісноводна гідра з підручника біології, яка після будь-якої рани, після будь-якого пошкодження може зробити все, як було.

Але, як виявилося, кишковопорожнинні не завжди "роблять усе, як було". Майкл Абрамс (Michael Abrams) та його колеги з Каліфорнійського технологічного інституту експериментували з личинками-ефірами медузи аурелії вухатої. Ефіри влаштовані простіше, ніж дорослі медузи: невелике дископодібне тіло з 8 подвійними лопатями-виростами по краях, щупалець як таких немає, система травлення недорозвинена. У личинки відрізали одну або кілька рук-лопатей, після чого вона досить швидко, за кілька годин, заліковувала рану. Однак нової лопаті замість втраченої не з'являлося. Натомість ефіру перебудовувала тіло так, щоб стати знову симетричною - незалежно від того, скільки їй залишали "рук", сім, п'ять або лише дві.

Як відомо, медузи належать до радіально-симетричних тварин: у них можна відрізнити верхню частину тіла від нижньої, але неможливо відокремити ліву сторону від правої. Рухаючись, медуза "плескає" куполом та ротовими лопатями (а личинка - лопатями, розташованими по краях тіла), і саме симетрія у власній будові дозволяє тваринам рухатися у потрібному напрямку. Якщо якоїсь з "кінцевостей" не вистачатиме, то через порожнє місце, що утворилося, порушиться гідродинаміка, потоки води при поштовху будуть йти не туди, і медуза не зможе керувати своїми рухами. Тому для личинки виявляється важливіше не так заново відростити втрачену лопату, як відновити симетричну будову тіла. Більше того, несиметрична ефіру досить часто, у 15% випадків, взагалі не могла перетворитися на дорослу медузу.

У статті в PNAS автори пишуть, що тіло личинок перебудовувалося м'язовими зусиллями: якщо у воду, де вони жили, додавали речовину, що розслабляє м'язові клітини, то симетризація відбувалася помітно повільніше. Навпаки, якщо м'язи ефіри під впливом підвищеної концентрації солей магнію починали скорочуватися швидше, те й симетричне будова відновлювалося швидше.

Очевидно, вся річ тут у тому, що через втрату лопатей механічні сили в тілі медузи виявлялися незбалансованими, що призводило до перебудови еластичного тіла. При цьому ефіри обходилися без того, щоб стимулювати активний поділ і відмирання клітин, як воно буває при регенеративних процесах в інших тварин - очевидно, механічним способом тут можна досягти прийнятного результату без великих енергетичних витрат на динаміку клітин. Личинки інших видів медуз теж виявилися здатними до симетризації – звичайно, було б цікаво з'ясувати, чи здатні до такого трюку дорослі медузи та інші радіально-симетричні організми.

Отримані результати ще раз свідчать, що морфогенез - формування частин тіла, органів тощо. - Залежить не тільки від молекулярно-генетичних процесів, а й від суто фізичних взаємодій між різними частинами тіла. Відомо, що і людські клітини чуйно реагують на механічні сили, які часом можуть вирішальний вплив на їхню клітинну долю; можливо, що і в медичній регенерації наших тканин і органів можна буде досягти більшого успіху, якщо ми звернемо увагу на їхню "фізику".