Два гребневика мнемиопсиса срослись в одного большого

Биологи из США описали слияние двух травмированных гребневиков в одного — с одним ртом и двумя аборальными концами и анусами. Заметив случайно сросшихся особей, ученые провели эксперименты и заставили срастись девять пар гребневиков. Животные срастались очень быстро: уже спустя два часа их общее тело сокращалось и расслаблялось синхронно, а съеденная пища попадала в обе пищеварительные системы. Результаты опубликованы в Current Biology.

Гребневики Mnemiopsis leidyi — небольшие животные, похожие на медуз. Они живут в морской воде и питаются зоопланктоном. Нервная система гребневиков устроена несколько иначе, чем у большинства животных, и некоторые ученые даже говорят о ее независимом возникновении. Их субэпителиальная нервная сеть представляет собой синцитий — то есть нейроны соединены между собой цитоплазматическими мостиками, а не синапсами. В других частях нервной системы гребневиков есть и синапсы, и щелевые контакты, однако большинства нейромедиаторов, типичных для настоящих многоклеточных, у них нет.

Недавно исследователи из Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоуле, где содержалась популяция M. leidyi, стали свидетелями необычной картины. Они заметили в аквариуме нетипично крупную особь с двумя аборальными концами и двумя апикальными органами. Ученые предположили, что эта особь — результат слияния двух других, которые были повреждены во время недавнего сбора и какое-то время находились очень близко друг к другу в небольшом резервуаре.

Опираясь на это наблюдение, а также на раннее исследование, которое показало, что ткань, пересаженная от одного гребневика к другому, приживается, ученые во главе с Кей Джокура (Kei Jokura) провели эксперимент. Они взяли десять пар гребневиков, отрезали у каждой особи часть лопасти (парные части тела, расположенные возле рта), и разместили попарно срезами друг к другу на всю ночь.

Девять из десяти попыток оказались успешными — пары гребневиков срослись. Все сросшиеся особи выжили, прожив в аквариуме еще по крайней мере три недели. Уже спустя одну ночь граница между сросшимися особями стала непрерывной, а эпителий и мезоглея — гладкими. Когда ученые механически стимулировали одну лопасть сросшейся особи, сокращалось все тело, включая противоположную лопасть. Ученые сделали вывод, что нервные системы гребневиков тоже срослись.

Далее исследователи решили пронаблюдать процесс сращивания двух особей. В течение первого часа лопасти двух гребневиков расслаблялись и сокращались асинхронно, однако уже через два часа движения синхронизировались. Ученые также заметили, что меридиональные каналы — части пищеварительной системы — непрерывны в том месте, где особи срослись. Тогда ученые стали кормить сросшихся особей флуоресцентно мечеными артемиями через один из ртов. Частицы пищи обнаруживались в обеих пищеварительных системах, а продукты жизнедеятельности были выведены через оба ануса, причем в разное время. По всей видимости, пищеварительные системы сросшихся особей стали связанными не только физически, но и функционально, а контроль экскреции остался независимым.

Поскольку у сросшихся гребневиков, нервная сеть которых представлена в основном множеством синцитиальных нейронов, синхронизировались не все физиологические реакции, авторы предположили, что у гребневиков должны быть и отдельные функциональные нейронные единицы. Будущие исследования, по мнению ученых, стоит сосредоточить на этом вопросе.

Также авторы заключили, что у гребневиков M. leidyi отсутствует механизм аллораспознавания — то есть они, вероятно, не различают свои и чужие клетки. Далее ученые хотят проверить, будут ли срастаться особи разных видов.

Ранее ученые выяснили, что инвазивные M. leidyi на севере своего ареала активно размножаются, даже когда пищи становится все меньше — чтобы затем пережидать холодный период, питаясь своими личинками.