Вчені випадково змусили червів клонувати себе в ланцюжки: усе через надлишок їжі
Уявіть мікроскопічного черв’яка, який отримує стільки їжі, що починає вирощувати нових клонів ще до того, як попередній встигає відокремитися, повідомляє Science Alert.
Саме таку незвичайну реакцію виявили вчені Варшавського університету. Дослідники з’ясували, що надлишок їжі може змінити звичайний цикл безстатевого розмноження чотирьох видів прісноводних плоских червів Stenostomum.
У результаті одна крихітна тварина за кілька днів перетворюється на ланцюжок із чотирьох або навіть п’яти генетично ідентичних особин, з’єднаних між собою.
Важливо, що це не результат мутації — черви просто починають розмножуватися настільки швидко, що один цикл накладається на інший.
Дослідження поки доступне як препринт на bioRxiv і ще не пройшло незалежного рецензування.
Що відбувається з червами
Stenostomum — це мікроскопічні безхребетні тварини, які переважно живуть у прісній воді.
Вони здатні розмножуватися без партнера, створюючи генетично ідентичне потомство.
Зазвичай усередині тіла черв’яка формується нова голова разом із частиною тіла. Коли нова особина достатньо розвивається, вона відокремлюється та починає жити самостійно.
Такий спосіб безстатевого розмноження називається паратомією.
Але коли їжі стає дуже багато, звичний механізм виходить із рівноваги.
Черв’як починає рости та запускати новий репродуктивний цикл до завершення попереднього.
У результаті нові голови з’являються одна за одною вздовж тіла, а молоді клони залишаються з’єднаними.
Чим більше їжі — тим довший «ланцюжок»
Спочатку дослідники перевірили, як шість видів Stenostomum реагують на сім різних видів мікроскопічної здобичі.
Підписуйтеся на наші соцмережі
Чотири види стабільно росли та розмножувалися, коли отримували одноклітинний прісноводний організм, що містить зелені водорості.
Потім учені почали змінювати кількість доступної їжі.
Результат виявився доволі чітким: чим більше їжі отримували черви, тим частіше вони формували ланцюжки.
За його словами, достатньо помістити червів у середовище з високою концентрацією потрібної здобичі приблизно на три дні — і дослідники знову отримають ланцюжки.
Нові голови з’являються приблизно за два дні
Трансформація відбувається дуже швидко.
Коли черви поглинають зелені клітини здобичі, їхня травна система набуває яскраво-зеленого кольору, а тіло починає швидко видовжуватися.
Приблизно через два дні на тілі стає помітною перша нова голова.
Спочатку вона виглядає як дві прозорі плями посередині тіла. У цей момент мозок нової особини формується, а тканини кишківника зміщуються.
Пізніше з’являються наступні голови. Приблизно через чотири дні найдовші ланцюжки можуть складатися вже з чотирьох-п’яти окремих особин.
Це не суперорганізм
На перший погляд може здатися, що з’єднані черви перетворюються на своєрідний багатоголовий суперорганізм.
Але дослідники не знайшли доказів того, що з’єднані частини тіла починають спільно виконувати життєво важливі функції.
Зокрема, експерименти не показали, що черви в ланцюжку спільно ефективніше перетравлюють їжу.
Водночас у одного з досліджених видів з’єднані черви рідше ставали жертвами хижаків.
Однак це не обов’язково означає, що п’ять голів працюють як єдиний мозок.
Дослідники припускають, що перевага може бути значно простішою: більший організм має більше війок, за допомогою яких може рухатися у воді.
Черви не мутують — вони просто «поспішають»
Найцікавіше відкриття полягає в тому, що формування ланцюжків не потребує нових генетичних змін.
Це фактично побічний ефект надзвичайно швидкого росту.
Надлишок їжі прискорює видовження тіла, але формування нової голови все одно займає близько чотирьох днів.
Тому черв’як встигає запустити наступний цикл розмноження ще до того, як попередній завершився.
Учені назвали такі структури параколоніями.
Коли найстарша нова голова повністю розвивається, ланцюжок розпадається на менші частини або окремих червів.
А якщо їжі все ще достатньо, цикл повторюється.
У деяких червів такі ланцюжки можуть бути постійними
Досліджені Stenostomum формують ланцюжки лише тимчасово.
Але близькі види демонструють ще більш дивну поведінку.
Наприклад, Catenula lemnae може утворювати постійні ланцюжки з понад 15 з’єднаних частин, а в іншого спорідненого виду дослідники спостерігали ланцюжки до 50 особин.
Поки що вчені не можуть сказати, чи є постійні колонії результатом еволюції такого самого механізму, який вони побачили у Stenostomum.
Дослідники зазначають, що про життя цих мікроскопічних тварин у природі досі відомо дуже мало. Зокрема, вчені навіть не знають точно, які хижаки найчастіше полюють на них у природних водоймах.
Тому залишається відкритим питання, чи має така дивна здатність реальну еволюційну перевагу, чи це просто випадковий наслідок надлишку їжі та прискореного розмноження.
Але саме відкриття показує, наскільки незвичайними можуть бути механізми розвитку навіть у найменших мешканців прісноводних екосистем.