Биологи из американского университета Тафтса отправили червей Dugesia japonica в космос, и убедились, что их поведение, метаболизм и микробиом подвергаются при отсутствии гравитации и воздействии геомагнитных полей значительным изменениям.
Кроме того, в космосе черви чаще делились бесполым путем, а один беспрецедентным образом регенерировал в двухголовую особь. Исследование опубликовано в Regeneration.
Dugesia japonica — плоский червь из семейства планариевые класса ресничных червей. Это одни из самых примитивных свободноживущих червей — они не имеют кровеносной системы, пищеварительная система их замкнута (у них нет анального отверстия), и выделительная и нервная система тоже крайне примитивны. Планарии славятся своими способностями к регенерации. Во-первых, им свойственно бесполое размножение, когда взрослая особь делится поперек, в результате чего получается две одинаковые дочерние особи. Во-вторых, планарии способны отращивать недостающие части тела после их ампутации, в том числе — голову.
Регенеративные процессы регулируются не только химическими, но и физическими сигналами. Каким образом на них влияют отсутствие гравитации и геомагнитные поля до сих пор было не вполне ясно. Чтобы изучить этот вопрос, ученые отправили червей с ампутированными головами и хвостами и целых червей на Международную космическую станцию на пять недель. Животные содержались в темноте, в пробирках с водой и воздухом. После этого их вернули на Землю и в течение двадцати месяцев наблюдали за их жизнедеятельностью.
Один из 15 червей-ампутантов регенерировал в двухголовую особь — ученые отмечают, что за пять лет работы ни одна из пятнадцати тысяч подопытных планарий таких способностей не проявляла. Согласно этой статистике, вероятность случайного возникновения двухголовости составляет меньше сотой доли процента. После того, как обе головы вновь ампутировали, планария еще раз отрастила две, что говорит о том, что характеристики строения тела ее поменялись существенным образом.
Кроме того, по сравнению с контрольными планариями, оставшимися на Земле, космические особи много занимались бесполым делением. Ученые отмечают, что это, однако, могло быть связано с температурными изменениями на станции.
Целые черви, вернувшись из космоса, при помещении их в «домашние» условия и свежую воду сначала скрутились и оставались неподвижными в течение часа, но затем постепенно вернулись к нормальной жизнедеятельности. По-видимому, чтобы перестроиться на прежние условия, их организму требовалось некоторое время. Однако даже спустя двадцать месяцев поведение этих червей отличалось от контрольных. Они реже размножались, кроме того, такие черви предпочитали находиться на свету дольше, чем контрольные особи (тридцать процентов времени против обычных пяти).
Микробиом (бактериальные симбионты) их подверглись значительным изменениям. Возросло число колоний Chryseobacterium и снизилось число Variovorax, Herminiimonas и некоторых других. При этом микробиом не возвращался к исходному состоянию с течением времени. Химический состав воды, в которой они жили, показал, что и метаболизм и состав продуктов секреции их также существенно изменились. У космических червей в окружающей среде наблюдалось больше жирных кислот и таких белков, как фибриллин, миозин и тубулин.
В следующем эксперименте ученые планируют учитывать температурные изменения и повторять их в контрольной группе, а также проводить ампутации не на Земле, а на космической станции (сейчас это запрещал протокол безопасности космонавтов), чтобы иметь возможность проследить регенерацию в космосе от начала и до конца. Ученые полагают, что исследования такого типа помогут лучше понять, что происходит с организмами более высокоорганизованных существ в космосе, в том числе, как работают процессы регенерации у самих космонавтов.
Источник: N+1
Новости
