Медузы без конечностей восстанавливаются, возвращая себе симметрию тела

Весной 2013 года студент-биолог Майкл Абрамс (Michael Abrams) из Калифорнийского технического института решил испытать регенеративные способности молодых медуз вида ушастая аурелия (Aurelia aurita): он отрезал два щупальца от особи и стал свидетелем удивительного явления.

(фото Michael Abrams, Ty Basinger).

Команда Абрамса ожидала, что медуза отрастит свои конечности. Так делают многие другие морские беспозвоночные, и регенерация считалось характерной для медуз чертой (в какой-то степени это тоже верно, так как их раны заживали достаточно быстро).

Однако, вместо того чтобы отрастить два новых щупальца, существо перемещало свои шесть оставшихся конечностей по телу до тех пор, пока они не распределились по нему равномерно. Мышцы тела медузы во время плавания толкали и передвигали щупальца таким образом, чтобы восстановить симметрию, а именно симметрия имеет решающее значение для движения ушастых аурелий.

Это явление стало для учёных абсолютно новым, они назвали его симметризацией. Медузы часто страдают от травм (в том числе нанесённых хищниками), так что симметризация является важным способом восстановления функций.

Ушастые аурелии могут восстанавливать симметрию в течение четырёх дней (фото Joel Sartore, National Geographic).

Любопытно, что коллеги Абрамса, в том числе руководитель данного исследования Леа Гонторо (Lea Goentoro), вполне могли упустить свой шанс сделать это открытие.

Изначально они намеревались изучать регенерацию конечностей у так называемых бессмертных медуз – Turritopsis dohrnii. Однако образцов пришлось дожидаться достаточно долго, и исследователи решили отработать экспериментальные методы на более простых ушастых аурелиях.

"Мы повторили эксперимент на нескольких особях подряд, потому что сперва приняли этот процесс симметризации за какую-то ошибку, – признаётся Абрамс. – В ходе экспериментов мы разрезали восьминогих медуз практически пополам".

Как оказалось, на восстановление симметрии тела у медуз уходит от 12 часов до 4 дней. После того, как учёные убедились, что они имеют дело именно с симметризацией, Абрамс и его коллеги постарались выяснить, как именно животное управляет этим процессом.

После нескольких неудачных попыток исследователи сосредоточились на изучении внутренней мускулатуры медуз. После ввода мышечного релаксанта (не позволявшего мышцам работать в нормальном режим) аурелии перестали контролировать процесс выравнивания симметрии. Когда же команда искусственно усилила мышечные импульсы, "выздоровление" пошло быстрее обычного.

Медузы вида Aurelia aurita широко распространены в Мировом океане (фото Joel Sartore, National Geographic).

Восстановление симметрии имеет решающее значение для морских животных: ассиметричным медузам куда тяжелее передвигаться в воде и добывать пищу.

"Если убрать одно колесо у автомобиля, он не поедет. Но, если перенести оставшееся от пары колесо в центр машины, она снова будет в состоянии двигаться, – объясняют исследователи. – Это не замена утраченных частей тела, а замена их функции. Полученные нами данные дают новую информацию учёным, сосредоточенным на регенеративной медицине".

Биологи надеются, что возвращающие симметрию медузы вдохновят исследователей на создание новых технологий для биоматериалов, которые будут восстанавливать не утраченную часть, но её функцию.

Научная статья группы Гонторо была опубликована в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.