Общаются ли улитки и личинки, как это происходит у животных?

как это происходит у улиток


Общаются ли улитки и личинки, как это происходит у животных или нет?

Этим вопросом озадачились врачи одной ветеринарной клиники. Они, как и все врачи, очень любопытны и готовы месяцами напролет изучать микромир, погружаясь в его красоты, которые подчас недоступны для невооруженного глаза. Что бы познакомиться с ними по ближе, можно посетить сайт клиники.

Развитие живых организмов - это, пожалуй, одно из удивительнейших явлений жизни. Как осуществляется управление эмбриогенезом у животных разных типов, зависит ли оно от сигналов среды или служит внутренней программой, можно попытаться ответить на эти вопросы, изучив строение моллюсков. После оплодотворения из яиц моллюсков появляются личинки, в результате метаморфоза они превращаются в полноценные молодые (ювенальные) особи. Личиночная стадия характерна не только для большинства беспозвоночных, обитающих в водной среде, но и для многих позвоночных животных. Двухфазность развития имеет очевидное преимущество, ведь личинки не конкурируют со взрослыми особями за источники питания. В результате наших исследований выяснилось, что взрослые особи способны влиять на то, как их потомки проходят личиночную фазу. Исследования проводились на пресноводных аквариумных улитках: большом прудовике и катушке, также на морском многощетинковом черве (полихете).

Прудовик и катушка в природе ползают в прудах по растениям или по дну, питаясь частями растений, а полихеты ловят частички пищи, находясь все время в своих построенных трубочках. Оплодотворение у многощетинкового червя наружное, после выбрасывания половых продуктов самцами и самками, происходит процесс оплодотворения яйцеклеток, затем следует дробление. Развитие организма - трохофора вылупляется из яйца и свободно плавает, после прохождения метаморфоза, превращается в маленького червя, который оседает на дне и строит домик. В отличие от полихеты платинереиса, у катушки и прудовика - внутреннее оплодотворение. Их личинки развиваются в яйцах, откладываемых после оплодотворения улитками на стебли и листья водных растений в виде клейких шнуров (коконов), в каждом коконе 20-100 яиц. Развитие личинок синхронное, из яиц появляются маленькие улитки, но личинки в яйцах проходят такое же развитие, как и личинки платинереиса, в том числе, стадию образования трохофоры, метаморфоз.

Кажется, что после откладывания яиц эти моллюски не участвуют в жизни своих потомков. Но оказалось, что при неблагоприятных условиях обитания для взрослых организмов (если мало пищи), развитие личинок также замедляется. Был проделан простой опыт: одна группа катушек и прудовиков питалась хорошо, а другую три дня не кормили. После этого обе группы сутки были в чистой воде, которую затем отфильтровали и выращивали в этой воде личинок. С этой целью несколько коконов, отложенных недавно улитками, которые не участвовали в опыте, раздели на три части. Одна часть коконов была помещена в воду, в которой находились голодные улитки, вторая - в воду, где были сытые, а третья - в чистую воду. Оказалось, что личинки в воде, в которой были голодные улитки, не развивались, и их развитие полностью останавливалось в зависимости от того, насколько голодными были улитки, и от их количества. А в воде чистой и от сытых улиток происходило нормальное развитие личинок.

Проведенные биохимические исследования показали, что голодные улитки выделяют особое вещество (вероятно, липопротеин), который угнетает развитие личинок, тем самым, предупреждая потомство об их будущей конкуренции за питание. Опыты с платинереисом оказались с подобными результатами. Вещество, которое выделяют голодные животные, было названо RED-фактором (замедляющий зародышевое развитие). Если оно влияет на личиночное развитие, значит, что личинки должны обладать специфическими сенсорными клетками для его восприятия.

Интеллект?

Личинки трохофорных животных и личинки с метаморфозом внутри яйца обладают апикальным сенсорным органом, который есть также и у других животных (мшанок, полухордовых). Причем, у всех этих животных устроен сенсорный орган сходно: из султанчика чувствительных ресничек и комплекса сенсорных нейронов в основании, часть из них содержит вещество серотонин. Только в 90-х годах удалось выяснить, что сенсорный орган личинок чувствителен к определенному фактору среды (индуктору), который запускает процесс метаморфоза. Для чего этот сложный орган образуется раньше других нервных образований и до способности к метаморфозу, а у отдельных видов и после? Экспериментально изменяли активность сенсорных нейронов апикального органа личинок катушки и прудовика для изучения влияния этих клеток на темп развития.

Замедлится или ускорится?

Активация нейронов замедляла развитие личинок. У прудовика развитие тормозилось из-за предшественника дофамина, а из-за предшественника серотонина развитие не изменялось. У личинок катушки наоборот. Стоит отметить, что воздействия обратимы: при возращении в обычную воду личинки развивались нормально. Вывод: вещества, которые выделяются сенсорными нейронами, регулируют скорость развития зародышей. После добавления в воду с RED-фактором, где были "заторможенные" личинки, блокаторов синтеза моноаминов, замечено нормальное развитие зародышей. Так было доказано, что личинки этих моллюсков развиваются при контроле сенсорных нейронов апикального органа, они и меняют темп развития личинок, воспринимая сигнал, который выделяют голодные улитки. При получении зародышем сигнала о неблагоприятных условиях, он может изменить программу развития, замедлив рост и в яйце пережить эти условия.

Смоделировав общение разных видов моллюсков, мы выяснили, что вода, в которой голодал один вид моллюсков, влияет на развитие личинок другого вида. Можно считать, что RED-фактор влияет, как минимум, на одну экологическую группу животных. Интенсивность его выделения зависит от степени голодания взрослых животных.

Все зависит от возраста

Замедление развития зародыша определяется стадией развития личинки. На более ранней стадии под влиянием RED-фактора развитие замедляется, и личинка может спокойно переждать в яйце плохие условия, экономно расходуя питательный запас. А на более поздней стадии, при вступлении в метаморфоз, развитие усиливается - сигнал побуждает личинку быстрее вылупиться и покинуть зону с плохими условиями.

Где располагаются мишени?

Мы определили, что RED-фактор, который выделяют голодные животные, воспринимают сенсорные реснички апикального органа, ответной реакцией которых является активный синтез и выброс из собственных отростков нейромедиаторов - моноаминов (у прудовика дофамин, у платинереиса и катушки серотонин). Изменения концентрации одного вещества вызывают разные, но согласованные изменения посредством проявления специфических эффектов моноаминов только при соединении с определенными рецепторами, расположенными на клеточных мембранах органов, тканей. В клетках действие этих рецепторов передается G-белками, в результате чего активируются разные внутриклеточные пути. При этом происходит изменение уровня катионов кальция, инозитолтрифосфата и циклического аденозинмонофосфата, которые выступают вторичными посредниками и регулируют все внутриклеточные процессы.

Таким образом, трохофорные животные - родители и виды, обитающие по соседству, прогнозируют неблагоприятные условия выработкой сигнального вещества. Реакцией на это служит активизация сенсорных нейронов. Благодаря этому механизму личинки способны приспосабливаться к условиям окружающей среды, что способствует сохранению вида.

выбор аквариумных рыбок

  • Реклама

  • Разделы

  • Новости

  • Наши друзья