Ешь больше — отрасти больше щупалец: как питание определяет строение морских анемон
Генетический код большинства животных жестко определяет количество конечностей. Однако морские анемоны — родственники кораллов и медуз — бросают вызов этому правилу: число их щупалец-рук вариабельно.
Ученые из группы Икми в Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге совместно с исследователями из лаборатории Гибсона в Институте медицинских исследований Стоуэрс показали, что количество щупалец определяется объемом потребляемой пищи.
«Контроль числа щупалец с помощью питания делает анемону больше похожей на растение, отращивающее новые ветви, чем на животное, растущее новую конечность», — объясняет руководитель группы Айссам Икми.
Это открытие особенно важно, учитывая долголетие анемон — некоторые виды живут более 65 лет. «Как преимущественно сидячие животные, анемоны должны были выработать стратегии адаптации к изменениям среды, чтобы поддерживать такую долгую жизнь», — добавляет Икми.
Ключевые открытия
- Рост новых щупалец происходит не только в ювенильный период, но и на протяжении всей взрослой жизни.
- Окончательное число щупалец определяется взаимодействием генетических и экологических факторов.
- Мышечные клетки предварительно маркируют места, где появятся новые щупалец. Эти клетки меняют свою генную экспрессию в ответ на пищу.
- Молекулярные сигнальные пути, используемые для построения щупалец у анемон, существуют и у многих других видов, включая человека, но их роль в основном изучалась в эмбриональном развитии.
«Анемоны показывают нам, что питательные вещества могут преобразовываться не в избыточные жировые запасы — как у всех млекопитающих, — а в новую структуру тела», — объясняет Икми.
Значение и дальнейшие исследования
Это исследование не только раскрывает новый механизм регуляции морфологии, но и подтверждает, что анемоны — идеальная модель для изучения морфогенеза в контексте взаимодействия организма и среды.
Для построения «карты ветвления» щупалец ученые проанализировали более 1000 анемон по отдельности, что само по себе стало масштабной задачей.
Дальнейшие планы группы включают:
- Определение ключевых питательных веществ, критических для этого процесса.
- Изучение нетрадиционной роли мышечных клеток в определении мест закладки новых щупалец.