Представьте себе существо длиной менее полдюйма, которое выглядит как колонна с кольцом из щупалец на одном конце. Другой конец прилипает к камню или другой поверхности, удерживая гидру на месте, пока она ждет, пока ничего не подозревающая добыча проплывет мимо. Когда живое животное — например, небольшая креветка — касается его щупалец, гидра выпускает отравленные шипы, чтобы ужалить и парализовать свою добычу. Затем гидра сжимает свои щупальца, особая группа клеток разделяется, демонстрируя черную пасть, и она всасывает добычу.
Как только еда переваривается, гидра открывает рот, чтобы выплюнуть остатки материала, и снова запечатывает ее. превращается в сплошной слой ткани и ждет, пока мимо проплывет следующая креветка.По словам старшего автора Евы-Марии Коллинз, биофизика из Калифорнийского университета в Сан-Диего, основной процесс вместе с вызывающими его химическими триггерами уже хорошо изучен, но никто не изучал, как на самом деле открывается рот Гидры. работал. Коллинз и ее команда были вдохновлены исследовать механизм при изучении регенерационных способностей вида под названием Hydra vulgaris.
В ее лаборатории используется генно-инженерная гидра, чтобы осветить два слоя тканей животных, что позволило исследователям наблюдать процесс питания гидр на клеточном уровне.Исследовательская группа показала, что клетки гидры меняют свою форму, а не двигаются, когда открывается рот. «Мы можем попытаться понять, как выглядят очень сложные процессы в живом животном с помощью относительно простой физики», — говорит Коллинз. При срабатывании радиально ориентированные волокна ткани сокращаются, чтобы растягивать клетки, подобно тому, как сокращаются мышцы радужной оболочки, открывая наши зрачки.
Когда исследователи добавили хлорид магния, который действовал как миорелаксант, гидры вообще не могли открыть рот.«Тот факт, что клетки могут растягиваться, чтобы приспособиться к открытию рта, которое иногда шире тела, действительно поразил», — говорит Коллинз. «Когда вы смотрите на форму клеток, кажется, что даже ядра клеток деформированы».Гидра в этом случае кажется особенной. «С точки зрения эволюции, почему у этих животных есть этот странный механизм питания?
На самом деле у нас нет ответа, — говорит Коллинз, — но это действительно интересный вопрос». Ее команда в настоящее время исследует, какие физиологические последствия это изменение формы может иметь для клеток гидры.