О бессмертии гидры

О бессмертии гидры стали поговаривать еще в 19 веке. Но доказать гипотезу удалось лишь в конце 20-го. Экспериментальным путем Даниэлем Мартинесом продемонстрировал, что из-за высокой регенерационной способности некоторые виды гидр бессмертны. За короткое время их организм может восстанавливать отдельные части. Благодаря этим особенностям последние годы гидра используется в качестве модельного объекта для изучения регенерации и процессов морфогенеза.

Гидра — это маленькое удивительное существо и, как оказалось, фактически бессмертное существо. Наиболее известна гидра за то, что если ее разрезать на несколько частей, то они в итоге вырастут в новые гидры.

Тело гидры — мешок со стенкой из двух слоёв клеток (эктодермы и энтодермы). Оно цилиндрической формы, на переднем конце тела на околоротовом конусе расположен рот, окружённый венчиком из 5-12 щупалец. У некоторых видов тело разделено на туловище и стебелёк. На заднем конце тела (стебелька) расположена нога (подошва), с её помощью гидра передвигается и прикрепляется.

В древнегреческой мифологии фантастическое существо Гидра Лернейская представляло собой чудовищную девятиголовую змею, которая считалась непобедимой, потому что на месте отрубаемых голов у нее вырастали новые, и потому Гераклу стоило больших трудов ее уничтожить. В природе существует похожее по своим качествам небольшое водное животное, которое в честь своего мифологического «предка» гордо носит имя «гидра».

В верхней части цилиндрического тела гидры длиной всего в 1−2 см расположен рот, окруженный венчиком из 5−12 маленьких щупалец, с помощью которых она постоянно охотится за добычей, и которые обладают способностью регенерироваться также, как и лучи у морских звезд, если эти щупальца отрезать или оторвать.

Эта способность гидр восхищает ученых уже не одно столетие. Однако регенеративные возможности гидр на самом деле оказались намного более сложными и удивительными — чем-то из области фантастики. По данным ученых из Калифорнийского университета в Беркли, это существо способно воссоздавать свое тело даже после того, как его прокрутили в мясорубке.

Целью исследования, возглавляемого Ульрихом Течнау, было установить, до каких пределов распространяется регенеративная способность гидр. Самое удивительное то, что, пройдя ножи мясорубки, размельченной в пюре гидре достаточно было сохранившейся головы, и тогда ее тело гидры начинало формироваться заново. Голова отвечала за отправку непрерывных сигналов клеткам всего остального организма, приказывая им, в какое место они должны направиться, и в какую часть тела в конечном итоге превратиться.

Мало того, ученые выяснили, что после прокручивания через мясорубку небольшие агрегации клеток головы гидры рассеиваются по остаткам тела, и из них постепенно вырастают несколько новых независимых индивидуумов. Таким образом, животное не просто самовосстанавливалось, оно могло превратиться в несколько гидр. Эти необычные особенности делает гидру существом, которое практически невозможно уничтожить.

При разрезании поперек на несколько частей каждая часть восстанавливает «голову» и «ногу», сохраняя исходную полярность — рот и щупальца развиваются на той стороне, которая была ближе к оральному концу тела, а стебелек и подошва — на аборальной стороне фрагмента. Целый организм может восстанавливаться из отдельных небольших кусочков тела (менее 1/100 объёма), из кусочков щупалец, а также из взвеси клеток.

Гидра может регенерировать из взвеси клеток, полученных путем мацерации (например, при протирании гидры через мельничный газ). В экспериментах показано, что для восстановления головного конца достаточно образования агрегата из примерно 300 эпителиально-мускульных клеток. Показано, что регенерация нормального организма возможна из клеток одного слоя (только эктодермы или только энтодермы).

Если вырезать из боковой стороны туловища гидры фрагмент и срастить его с телом другой гидры, то возможны три исхода опыта: 1) фрагмент полностью сливается с телом реципиента; 2) фрагмент образует выступ, на конце которого развивается «голова» (то есть превращается в почку); 3) фрагмент образует выступ, на конце которого образуется «нога». Выяснилось, что процент образования «голов» тем выше, чем ближе к «голове» донора взят фрагмент для пересадки и чем дальше от «головы» реципиента он помещен. Эти и аналогичные опыты привели к постулированию существования четырёх веществ-морфогенов, регулирующих регенерацию — активатора и ингибитора «головы» и активатора и ингибитора «ноги». Эти вещества, согласно данной модели регенерации, образуют концентрационные градиенты: в районе «головы» у нормального полипа максимальна концентрация как активатора, так и ингибитора головы, а в районе «ноги» — максимальна концентрация и активатора, и ингибитора ноги. Все они действительно были обнаружены.

Ещё в конце XIX века была выдвинута гипотеза о теоретическом бессмертии гидры, которую пытались научно доказать или опровергнуть на протяжении всего XX века. В 1997 году гипотеза была доказана экспериментальным путём Даниэлем Мартинесом. Эксперимент продолжался порядка четырёх лет и показал отсутствие смертности среди трёх групп гидр вследствие старения. Считается, что «бессмертность» гидр напрямую связана с их высокой регенерационной способностью.

Перед наступлением зимы, после перехода к половому размножению и созреванию покоящихся стадий, гидры в водоёмах средней полосы погибают. Видимо, это происходит не из-за нехватки пищи или непосредственного воздействия иных неблагоприятных факторов. Это говорит о все же о наличии у гидр некоторых механизмов старения, причиной которых является половая репродукция.

Врт еще несколько бессмертных:

Американский омар

Эта разновидность омаров обладает самовосстанавливающимся ДНК. Особый фермент под названием теломераза не позволяет им стареть. По оценкам ученых, возраст самого старого найденного омара составляет 140 лет, при этом у него не было обнаружено каких-либо признаков старения. Считается, что американские омары биологически бессмертны, а умирают они от внешних причин.

Клетки HeLa

В отлчие от обычных клеток эти обладают уникальной способностью делиться бесконечное число раз. Деление это возможно благодаря тому же ферменту теломераза: он наращивает теломеры на концах ДНК хромосом. Впервые они были обнаружены в раковой опухоли шейки матки Генриетты Лакс в 1951 году. Сейчас клетки HeLa используется для изучения рака, СПИДа и множества других болезней и различных веществ.