Пятилучевые офиуры двигаются билатерально, как люди
Оказывается, скромная пятилучевая офиура, "траловая сеть" морского дна, двигается очень похоже на нас.
В серии первых в своём роде экспериментов эволюционный биолог из Университета Брауна Генри Астли обнаружил, что офиуры, несмотря на отсутствие мозга, двигаются очень скоординированно: они выбирают центральную руку для определения направления, а затем назначают другие конечности для движения. Однако когда офиура хочет изменить направление, она назначает новый "перед", то есть выбирает новую центральную руку и две другие конечности для движения. Офиуры выработали механизм, позволяющий любой из пяти конечностей стать центральным контроллером, каждая из которых способна определять направление или помогать в движении.
Результаты опубликованы в Journal of Experimental Biology.
Многие животные, включая людей, билатерально симметричны — их можно разделить на зеркальные половины, проведя линию посередине. В отличие от них, офиуры пентарадиально симметричны: есть пять разных способов разделить их на совпадающие половины. В то время как билатерально симметричные организмы усовершенствовали локомоцию, назначив "голову", которая определяет направление, а затем командует другими частями тела, у радиально симметричных животных нет такого центрального контроля направления.
"То, что сделали офиуры, — это вставили палки в колёса", — сказал Астли. "Несмотря на то что их тела радиально симметричны, они могут определить перед и вести себя так, как будто они билатерально симметричны, и пожинать преимущества билатеральной симметрии".
"Для животного, у которого нет центрального мозга, они довольно замечательные", — сказал Астли, единственный автор статьи.
Астли решил изучать офиур после того, как заметил, что их конечности действуют подобно телу змеи, способному изгибаться и распрямляться практически под любым углом. Однако, наблюдая за движением офиур, он не мог понять, как отдельные руки координируются. "Это было слишком запутанно, — сказал аспирант четвёртого курса кафедры экологии и эволюционной биологии. — Нет очевидного переда. Есть пять рук, которые все движутся, и я пытаюсь уследить за всеми пятью, пока центральный диск движется".
Он решил присмотреться поближе, что, что удивительно, не делал ни один другой учёный. Во время поездки в Белиз в январе 2009 года под руководством профессора и заведующего кафедрой Марка Бертнесса Астли поместил толстоиглых офиур (Ophiocoma echinata) в надувной бассейн и снял их на видео. Животные были готовыми подопытными. "Они ненавидят быть на виду, — сказал Астли, — поэтому мы помещали их в середину песчаного участка, и они двигались".
Чтобы двигаться, офиуры обычно назначают одну руку в качестве переда, в зависимости от того, в каком направлении они хотят идти. Рука по обе стороны от центральной затем начинает гребное движение, очень похожее на движение морской черепахи, сказал Астли. Вся последовательность движений занимает около двух секунд. "В целом они довольно медленные", — сказал Астли.
Чтобы повернуть, офиура выбирает новую центральную руку и соответствующие гребущие конечности для движения. "Если нам, животным, нужно повернуть, нам нужно не только изменить направление движения, но и повернуть наши тела, — объяснил Астли. — У этих ребят всё так: 'Теперь это перед. Мне не нужно вращать свой центральный диск'".
Как ни странно, примерно в четверти случаев офиура также выбирает другой тип локомоции — который для билатеральных существ выглядел бы как движение назад, задокументировал Астли. При таком движении животное сохраняет тот же перед, но теперь назначает конечности, не совершающие гребное движение вперёд, для перемещения. Вопрос тогда в том, почему офиура не определяет новый перед и просто не движется вперёд? "Здесь явно что-то определяет это, — сказал Астли. — Это может быть относительная сила стимула на руках".