Hidras dīvainā spēja atjaunot savu galvu balstās uz šo neticamo mehānismu

Hidra viridissima. (Pēteris Šuherts)

Tik vienkāršota izskata un viegli nepamanāmiem radījumiem hidrām noteikti ir neticami spēki, tostarp absurda spēja ataudzēt sev galvas, ja tām tiek nocirsta galva.

Šie bezmugurkaulnieki saldūdens dzīvnieki ir arī viens no tuvākajiem piemēriem par nemirstīgu būtni. Ja vien tas nav pilnībā iznīcināts plēsoņa gremošanas sistēmā vai nav sagrauts uguns, hidras kāts šūnas var replicēties bezgalīgi .

Hidra pēc saraušanas var atdzimt — vismaz tik ilgi piecas galvas organizējošās šūnas paliek neskartas viņi izplūst viens pie otra, apvienosies un sāks sakārtot atlikušo šūnu putru atpakaļ ķermenī.



(Ulrihs Tehnau, PNAS, 2000)

Augšpusē: Hidras šūnu biezenis, kas laika gaitā atgūst formu ar jaunām galvas organizatora šūnām (zilā krāsā).

Šīs neticamās iezīmes jau sen ir piesaistījušas zinātnieku uzmanību, taču joprojām ir tik daudz par to, kā tās darbojas, kas joprojām ir noslēpumains.

Daļa no cnidaria dzīvnieku sugas, kurā ietilpst medūzas, koraļļi un jūras anemones, 10-20 mm hidra dzīvo saldūdens tropu un mērenā vidē.

Viņu sīkajiem, želatīniem tārpainajiem ķermeņiem vienā galā ir dzeloši anemoniem līdzīgi taustekļi un viena stulba pamatpēda pie pamatnes, kas izdala lipīgus materiālus, lai pieķertos virsmai. Tāpat kā visas cnidaria, viņu ķermeņa plāns ir radiāli simetrisks , atšķirībā no mūsu pašu divpusēja simetrija .

Hidras galvas galā starp taustekļu gredzenu atrodas tās kupolveida hipostoma – struktūra, kaskļūst par viņu muti, kad viņi sevi plēš vaļāēst. Šūnas atkal sablīvē kopā, kad tās netiek izmantotas, un šajā pašā struktūrā parasti atrodas šīs 50–300 galvenās organizatoriskās šūnas.

Šīs šūnas nosaka, ka viņu kaimiņiem vajadzētu būt galvas šūnu formā, norādot, kurai šūnai jāveido hipostoma un kurai jākļūst par satveramo taustekļu daļu.

Ja hidra tiek sagriezta divās daļās, jebkurā vietā tās augšējā trešdaļā, atlikušais ķermenis sagrauž pieaugs vairāk organizatoru šūnu , kas pēc tam sakārtos dzīvniekam spīdīgu jaunu galvu.

Šīs komandšūnas dabiski parādās arī gar hidras ķermeni, kad tā veidojas un vairojas aseksuāli.

Hidra ar trim topošiem kloniem. (micro_photo/iStock/Getty Images Plus)

Lai tos saprastu mītiskās hidras spējas , Kalifornijas Universitātes biologs Aide Macias-Muñoz un kolēģi sīkāk aplūkoja hidras ģenētiku, salīdzinot gēnu ekspresiju galvas reģenerācijas un pumpuru veidošanās laikā. Viņi kartēja, kuri genoma apgabali bija atvērti gēnu ekspresijai hipostomā un jaunveidojošos audos.

Iepriekšējie pētījumi liecināja par epigenētika ir iesaistīti vairāki attīstības ceļi, atsaucoties uz to, kā tiek regulēti gēni šajos ceļos. Sajaukšanās ar dažiem regulējošajiem gēniem var radīt dīvainus rezultātus, piemēram vairāki galvas organizatori gar hidras ķermeni .

'Viens aizraujošs šī darba atklājums ir tāds, ka galvas atjaunošanas un pumpuru veidošanās programmas Hydra ir diezgan atšķirīgas.' saka Macias-Muñoz.

'Lai gan rezultāts ir vienāds (hidras galva), reģenerācijas laikā gēnu ekspresija ir daudz mainīgāka. Dinamisko gēnu ekspresiju pavada dinamiska hromatīna remodelācija vietās, kur saistās attīstības transkripcijas faktori.

Citiem vārdiem sakot, šajos reģionos tiek atvērtas sastatnes, kuras DNS vijās, lai izveidotu struktūru – tās hromatīnu, lai šūnas varētu izmantot šos attīstības gēnus.

Daudzi no šiem 2870 genoma reģioniem, kas identificēti kā “izmantoti” organizatoru šūnās galvas reģenerācijas laikā, ietver pastiprinātājus, kuru produkti palīdz virzīt citus attīstības procesus.

Šie atklājumi liecina, ka šie sarežģītie attīstības veicinātāji bija pirms 600 miljoniem gadu, pirms Cnidaria evolucionāri atdalījās no divpusēji simetriskas dzīvnieku grupas (kurā ietilpst arī mēs), skaidro Macias-Muñoz.

Komanda arī atrada vienu gēnu saimi, kas iesaistīta galvas atjaunošanā, ko sauc Fos , kas ir redzams arī citu sugu reģenerācijas procesos, tostarp zivīs, salamandras un pelēs.

Pētnieki skaidro, ka cnidāru, piemēram, hidra, genomi ir pārsteidzoši līdzīgi mūsējiem, jo ​​īpaši proteīnu kodējošajos gēnos, kas nozīmē, ka skaidras atšķirības mūsu morfoloģijā ir saistītas ar to, kā gēni tiek regulēti.

Ir pierādīts, ka regulējošo pastiprinātāju gēni attīstās ātrāk nekā citas kodējošās sekvences zīdītāju modeļu dzīvniekiem, kas var norādīt uz svarīgu mehānismu, kas virza pārmaiņas un daudzveidību ilgos evolūcijas periodos.

'Tāpēc cnidāru izpēte sniedz potenciālas iespējas noskaidrot galvenos [dzīvnieku] evolūcijas aspektus, piemēram, divpusējā ķermeņa plāna un nervu sistēmas veidošanos,' komanda rakstīja savā darbā .

Hidras ievērojamā spēja pašai ataudzēt galvu noteikti ir iespaidīgs epigenētikas spēka piemērs.

Šis pētījums tika publicēts Genoma bioloģija un evolūcija .

Populārākas Kategorijas: Fizika , Dabu , Daba , Cilvēkiem , Neklasificēts , Telpa , Sabiedrību , Tech , Vidi , Skaidrotājs ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.