Стресс обратил вспять развитие мнемиопсисов

Норвежские исследователи продемонстрировали, как гребневики мнемиопсисы регрессируют на предыдущую стадию развития в ответ на стресс. Физическая травма и голодание заставили животных уменьшится в размерах, лишиться лопастей и отрастить щупальца — то есть вернуться в свою молодую форму. Это первое свидетельство обратного развития у гребневиков, и, по мнению авторов, оно может потребовать пересмотра существующих знаний о популяционной динамике вида. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Обратное развитие, то есть регресс на одну из предыдущих стадий жизненного цикла, характерно для нескольких видов стрекающих, или книдарий (Cnidaria). При этом единственный вид, способный обращать развитие вспять уже после полового размножения — медуза Turritopsis dohrnii, которую из-за этого можно считать бессмертной.

Йоан Сото-Ангел (Joan Soto-Angel) и Павел Буркхардт (Pawel Burkhardt) из Университета Осло решили проверить, способны ли гребневики мнемиопсисы обращать развитие вспять. В процессе развития мнемиопсисы проходят стадию цидиппида с двумя щупальцами, с помощью которых гребневики захватывают еду. Спустя некоторое время щупальца реабсорбируются и появляются новые парные структуры — ушки и лопасти. До сих пор обратное развитие мнемиопсисов не наблюдалось, и предыдущее исследование показало, что голодание не может запустить его.

Ученые подвергли шестьдесят пять мнемиопсисов длительному голоданию. Пятнадцать из них сначала травмировали физически, отрезав лопасти возле рта. После окончания периода голодания животных кормили небольшими порциями брахионусов (Brachionus) раз в неделю. Гребневиков подкармливали каждый второй день после того, как они все съедали. Некоторые травмированные мнемиопсисы быстро уменьшались в размерах и становились очень слабыми — тогда их начинали кормить до окончания пятнадцатидневного голода.

Шесть из пятнадцати травмированных гребневиков (40 процентов) спустя примерно месяц регрессировали на стадию цидиппида, отрастив щупальца и лишившись лопастей и ушек. Длительное голодание запустило обратное развитие только у семи из пятидесяти животных (14 процентов). В большинстве случаев ушки пропадали раньше, чем лопасти. Омолодившиеся мнемиопсисы вели себя так же, как молодые особи, — захватывали добычу щупальцами. А спустя еще какое-то время они вновь развивались до взрослой формы и могли производить жизнеспособные гаметы.

Еще семь мнемиопсисов регрессировали лишь частично — развили щупальца, но не лишились полностью лопастей и ушек. В итоге двадцать животных (31 процент) отрастили функциональные щупальца в процессе обратного развития. Авторы пришли к выводу, что обратное развитие может быть вызвано у мнемиопсисов как минимум двумя стрессовыми факторами — длительным голоданием и травмой. Однако одного голодания чаще всего недостаточно: большинство голодавших в течение 15 дней особей были слишком слабы и не регрессировали до молодой формы, а те, кто смог омолодиться, отрастили щупальца только после кормления.

Авторы отметили, что обратное развитие мнемиопсисов отличается от такового у книдарий по нескольким признакам. Книдарии, становясь, например, из медузы — полипом, претерпевают глубокую реорганизацию тканей, в результате чего новый организм образуется из скопления плохо дифференцированных клеток. У гребневиков мнемиопсисов обратное развитие происходит постепенно, при этом наблюдается переходная стадия. Кроме того, у мнемиопсисов регресс может быть неполным.

Но на обратном развити удивительные способности мнемиопсисов не заканчиваются. Недавно мы писали о том, как два травмированных мнемиопсиса срослись в одного большого. Ученые, заметившие это, в экспериментальных условиях пронаблюдали за тем, как срастаются еще девять пар гребневиков.