Водоросли используют свои «хвосты» для галопа и рыси как четвероногие
Виды одноклеточных водорослей используют жгутики для координации движений и демонстрации удивительного разнообразия походок.
Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что виды одноклеточных водорослей могут координировать свои жгутики для достижения разнообразных «походок»: скачков, рыси или галопа.
- Принцип походки: Многие походки периодичны и определяются порядком активации конечностей (или жгутиков). Например, при рыси диагонально противоположные ноги движутся синхронно.
- Симметрия в биологии: У позвоночных походки контролируются центральными генераторами паттернов — нейронными сетями, чьи ритмы обладают определёнными пространственно-временными симметриями. Оказалось, те же симметрии характеризуют и плавательные походки микроводорослей, у которых нет нейронов.
- Механизм координации: Исследователи установили, что
за координацию этих походок отвечают сети эластичных волокон,
соединяющих жгутики глубоко внутри клетки.
- У Chlamydomonas (два жгутика) отсутствие определённого волокна между жгутиками приводит к несогласованному биению.
- Если искусственно остановить биение одного жгутика у водоросли с четырьмя жгутиками, это не повлияет на последовательность биения остальных.
- Роль гидродинамики: Гидродинамическое взаимодействие через жидкость также может синхронизировать nearby жгутики, но его роль более важна для многоклеточных видов или тканей с множеством ресничек и жгутиков. Для одноклеточных организмов внутренняя механическая связь (волокна) имеет ключевое значение.
- Цитата исследователя: «Когда я увидел в микроскоп, что водоросль выполняет два набора идеально синхронных "брассов" один за другим, я был поражён», — сказал первый автор статьи доктор Кёрсти Ван. — «Я сразу понял, что это поведение обусловлено чем-то внутри клетки».
- Эволюционный контекст: Эти открытия поднимают вопросы об эволюции контроля над периферическими придатками, который, вероятно, впервые возник у таких примитивных микроорганизмов.