Голова морского слизня отбросила тело и отрастила новое

Голова и тело Elysia cf. marginata, отделенные друг от друга в результате аутотомии.

Sayaka Mitoh & Yoichi Yusa / Current Biology, 2021

Морские слизни из рода Elysia научились отбрасывать старое тело и отращивать на основе головы новое. Ранее столь экстремальные виды регенерации у организмов со сложным строением были неизвестны. Как отмечается в статье для журнала Current Biology, вероятно, избавляясь от большей части организма, элизии борются с паразитами. Старое тело не отращивает новую голову и со временем погибает, а голова выживает без сердца и пищеварительной системы — по-видимому, благодаря фотосинтезу с помощью хлоропластов из съеденных водорослей.

Многие животные обладают удивительными способностями к регенерации. Среди самых известных примеров — некоторые ящерицы, которые умеют восстанавливать отброшенный хвост, и аксолотли, неотенические личинки мексиканских амбистом (Ambystoma mexicanum), заново отращивающие утерянные конечности. Еще шире регенерация распространена среди беспозвоночных: так, морские звезды из рода Linckia могут вырастить новое тело на основе оторванного луча, а губки возрождаются, даже если их протереть на мелкой терке.

Новый пример экстремальной регенерации обнаружили японские биологи Саяка Мито (Sayaka Mitoh) и Йоити Юса (Yoichi Yusa) из Женского университета Нары. В центре их внимания оказались морские слизни из рода Elysia, которые известны благодаря способности встраивать в ткани хлоропласты съеденных водорослей и с их помощью получать энергию за счет фотосинтеза. Наблюдая за представителями видового комплекса Elysia cf. marginata, которые содержались в неволе, ученые обнаружили, что у некоторых особей головы самопроизвольно отделяются от тела, содержащего сердце, почки, кишечник и репродуктивные органы. Через некоторое время головы отращивают новые тела.

В общей сложности Мито и Юса описали шесть таких случаев. Головы начинали самостоятельно двигаться сразу после аутотомии, а раны на них затягивались в течение суток. Головы молодых (от 226 до 336 дней с момента вылупления) особей в течение нескольких часов приступали к кормлению предложенными водорослями. В течение семи дней они начинали отращивать новые сердца, а спустя двадцать суток полностью восстанавливали тела. Впрочем, более старым особям пережить аутотомию не удавалось: их головы не питались и умирали в течение десяти суток. Интересно, что одна элизия в течение жизни прошла через этот процесс дважды.

Ни одно из обезглавленных тел не смогло отрастить себе новую голову. При этом тела оставались живыми на протяжении нескольких месяцев и двигались в ответ на стимулы (все это время, их, вероятно, поддерживал фотосинтез в хлоропластах). В конце концов они, однако, бледнели, погибали и разлагались.


Похожее поведение было отмечено у родственного вида морских слизней — Elysia atroviridis. Из 82 особей, которые содержались в лаборатории, три отбросили тела — и в двух случаях успешно отрастили себе новые. Как и у E. cf. marginata, обезглавленные тела E. atroviridis двигались, а их вскрытие показало наличие паразитических рачков-копепод из рода Arthurius. Еще 39 зараженных паразитами особей утратили фрагменты тела — и у тринадцати они регенерировались. Для сравнения, из 64 специально пойманных слизней, свободных от паразитов, ни один не отбросил тело.

Мито и Юса обнаружили у обоих видов слизней необычную анатомическую деталь — поперечный желобок, опоясывающий основание головы. Биологи предположили, что он представляет собой линию, по которой происходит аутотомия. Чтобы проверить эту идею, они провели эксперимент с шестью представителями особями E. cf. marginata. Основание головы каждого моллюска в районе желобка обвязали тонкой нейлоновой нитью. В результате у пяти особей через 16-18 часов после начала опыта ткани вокруг нити начали разлагаться, а через 18-22 часа голова отделилась от тела, составлявшего 80-85 процентов всей массы организма. У шестой особи нить сместилась и на отторжение головы ушло девять дней. При этом когда Мито и Юса имитировали атаку хищника, например, зажимали пинцетом тела слизней или разрезали их параподии, отбрасывания тела не происходило.

Авторы отмечают, что некоторые виды морских слизней могут отбрасывать фрагменты тела, чтобы спастись от хищника. Однако утеря большей части организма, включая сердце и другие внутренние органы, до сих пор не отмечалась среди брюхоногих моллюсков и других животных со сложным строением. Как головам элизий удается выжить без тела, пока неясно; возможно, в этом им помогают хлоропласты съеденных водорослей, обеспечивающие их энергией на время регенерации, пока пищеварение остается невозможным из-за отсутствия кишечника.

Кроме того, пока неясно, зачем этим морским слизням вообще отбрасывать тело целиком. Аутотомия обычно используется для защиты от хищников, однако у элизий она происходит слишком медленно для этого. Кроме того, благодаря покровительственной окраске и токсичности врагов у них немного. По мнению Мито и Юсы, элизии могут терять тела, чтобы избавиться от заселивших их паразитов, которые снижают репродуктивный успех хозяев. На это указывают наблюдения за E. atroviridis. Впрочем, есть вероятность, что аутотомия помогает слизням избавиться от накопленных токсичных веществ или позволяет спастись, если они запутаются в водорослях.

Способность отбрасывать хвост появилась у рептилий уже в далеком прошлом. Согласно недавнему исследованию, лишаться хвоста при нападении хищника умели уже рептилии капториниды, жившие 289-286 миллионов лет назад.

Сергей Коленов

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.