Симетрія понад усе: як медузи відновлюють своє тіло
Втративши частину свого тіла, личинки медузи аурелії не стараються відростити її заново, але перебудовують самі себе так, щоб повернути радіальну симетрію.
Здатність до регенерації є у всіх живих істот, просто у когось вона виражена в меншій мірі (ми, наприклад, не можемо відростити палець або ногу замість втрачених), у кого-то - в більшій (для тритонів, наприклад, відновити ногу , очей або який-небудь внутрішній орган зовсім не проблема). Чемпіонами самовідновлення можна назвати кишковопорожнинних - гідр, медуз і їх родичів, хоча тут все-таки слід пам'ятати, що влаштовані вони помітно простіше, ніж ті ж тритони. У дослідженнях регенерації один з найбільш частих модельних об'єктів - прісноводна гідра з підручника біології, яка після будь-якої рани, після будь-якого пошкодження може зробити все, як було.
Аурелія. (Фото Richard T. Nowitz / Corbis.)
Личинки медузи аурелії. (Фото Wim van Egmond / Visuals Unlimited / Corbis.)
Личинки медузи аурелії, яким з восьми лопатей залишали п'ять (вгорі) або три (внизу). За 50 годин тієї та іншої вдалося відновити радіально-симетричну організацію тіла. (Фото Michael Abrams і Ty Basinger, Caltech.)
Як відомо, медузи відносяться до радіально-симетричним тваринам: у них можна відрізнити верхню частину тіла від нижньої, але неможливо відокремити ліву сторону від правої. Рухаючись, медуза «плескає» куполом і ротовими лопатями (а личинка - лопатями, розташованими по краях тіла), і саме симетрія у власному будові дозволяє тваринам рухатися в потрібному напрямку. Якщо якийсь з «кінцівок» буде не вистачати, то через що утворився порожнього місця порушиться гідродинаміка, потоки води при поштовху будуть йти не туди, і медуза не зможе управляти своїми рухами. Тому для личинки виявляється важливіше не стільки заново відростити втрачену лопать, скільки відновити симетричну будову тіла. Більш того, несиметрична ефіру досить часто, в 15% випадків, взагалі не могла перетворитися на дорослу медузу.
Очевидно, вся справа тут в тому, що через втрату лопатей механічні сили в тілі медузи виявлялися незбалансованими, що само собою призводило до перебудови еластичного тіла. При цьому ефіри обходилися без того, щоб стимулювати активний розподіл і відмирання клітин, як воно буває при регенеративних процесах у інших тварин - очевидно, механічним способом тут можна досягти прийнятного результату без великих енергетичних витрат на клітинну динаміку. Личинки інших видів медуз теж виявилися здатні до сімметрізаціі - звичайно, було б цікаво з'ясувати, чи здатні до такого трюку дорослі медузи і інші радіально-симетричні організми.
Отримані результати ще раз говорять нам про те, що морфогенез - формування частин тіла, органів і т.д. - 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 суттєво впливати на їх клітинну долю; можливо, що і в медичній регенерації наших тканин і органів можна буде добитися більшого успіху, якщо ми звернемо увагу на їх «фізику».
Читайте також: