В океанах и морях не найти даже двух одинаковых червей
Животный мир, как оказалось, — это великое множество «личностей» в биологическом смысле слова, каждая из которых ведёт свой образ жизни. В исследовании, опубликованном в журнале PLOS Biology, его авторы из Германии, Австрии и Бельгии сообщили об удивительных выводах.
Суть открытия такова: даже относительно простые морские черви-полихеты существенно отличаются друг от друга благодаря индивидуальным биологическим ритмам. Причём такое разнообразие представляет интерес не только для биологов и экологов, но и для медицины.
На первый взгляд, герой исследования Platynereis dumerilii ничем не впечатлят. Этот вид многощетинковых червей из семейства нереид достигает в длину лишь несколько сантиметров и встречается по всему миру, в прибрежных водах от умеренного до тропического климатов. В общем, отнюдь не редкое, не особенно сложное и далеко не самое симпатичное существо. Но Platynereis dumerilii — это важное лабораторное животное, оно считается живым ископаемым и служит модельным организмом для многих исследований.
В первую очередь учёных интересовали внутренние часы Platynereis dumerilii, которые определяют биоритмы. Биолог Кристин Тесмар-Райбл объяснила, что разные виды животных зависят от времени так же сильно, как и от биохимических процессов на клеточном уровне.
Но как реагируют внутренние часы животных, если климат отклоняется от температурной нормы или при искусственном освещении, когда люди превращают ночь в день? Главный автор исследования Серен Хефкер отметил, что о биологии морских организмов в этом смысле наука знает всё ещё очень мало.
Но точно известно, что биоритмы особенно важны для обитателей морей. Температура среды, доступность света, количество пищи и другие факторы меняются в течение суток. А организмы должны реагировать на условия вокруг соответствующим образом. Животные приспосабливают своё поведение, обмен веществ и генетическую активность к внешним ритмам. Но смогут ли их внутренние часы соответствовать окружающей среде в случае экологических изменений? Вот почему для хронобиологии, которая фокусируется на внутренних часах организмов, Platynereis dumerilii стал одним из важнейших модельных видов.
В прошлых экспериментах те же исследователи заметили, что у морских тварей совершенно разные суточные ритмы. Среди людей это знакомое явление, причём «жаворонки» редко превращаются в «сов», и наоборот. Но как насчёт морских многощетинковых червей? Являются ли их поведенческие различия просто случайными вариациями или у них также есть личный ритм?
Чтобы выяснить это, биологи систематически наблюдали за повседневной жизнью Platynereis dumerilii в новолуние. И увидели, что некоторые особи становились активными каждую ночь в одно и то же время. Но другие оказались аритмичными «домоседами», которые проявляли активность лишь изредка. К тому же между этими двумя крайностями были различные «оттенки серого», то есть особенности и нюансы биоритмов от особи к особи.
Несколько недель спустя поведение тех же самых червей практически не изменилось. Так стало понятно, что «домоседы» всегда будут «домоседами». И учёные были очень удивлены, увидев, насколько индивидуальны биоритмы даже у червей.
Чтобы лучше понять различия в поведении, учёные систематически сравнивали генетическую активность в головах червей, склонных к ярко выраженному ритмичному или аритмичному поведению. И опять-таки с удивлением обнаружили, что суточные внутренние часы работали совершенно нормально у всех особей, даже у аритмичных «домоседов». А также поняли, что количество генов с ритмичной подвижностью у «вялых» было почти таким же высоким, как у «пунктуальных» червей.
Эксперты предположили, что широкий спектр используемых Platynereis dumerilii биоритмических стратегий может давать червям эволюционное преимущество. В конце концов, эти животные обитают в прибрежной среде с весьма изменчивыми условиями. Так что образ жизни А может быть лучшим выбором для одного места, а поведение В на участке неподалёку может соответствовать иным условиям. Кроме того, индивидуальность в этом смысле должна повышать устойчивость к серьёзным изменениям. Если люди или климат слишком изменят среду обитания, хотя бы у части червей будет шанс справиться с новыми обстоятельствами.
Исследование не просто обновило понимание наукой биоритмов морских существ. Наблюдения биологов также показали, что происходящее внутри организма необязательно отражается на поведении. Так, у червей, которые ведут себя, как «лежебоки», генетическая активность подразумевает ежедневные биоритмы, даже если внешне это не проявляется.
Если это верно также для людей, то открытие может повлиять на отрасль, которая называется хрономедициной. В последние годы медики предпринимают, и не без успеха, много усилий, чтобы понять, как индивидуальные суточные ритмы пациентов связаны с лечением. Например, больные могут по-разному реагировать на лекарства в зависимости от времени укола или приёма пилюли.
При хрономедицинском анализе логично предположить: если даже черви могут быть настолько индивидуальны, то наш вид, вероятно, не будет исключением.
Суть открытия такова: даже относительно простые морские черви-полихеты существенно отличаются друг от друга благодаря индивидуальным биологическим ритмам. Причём такое разнообразие представляет интерес не только для биологов и экологов, но и для медицины.
На первый взгляд, герой исследования Platynereis dumerilii ничем не впечатлят. Этот вид многощетинковых червей из семейства нереид достигает в длину лишь несколько сантиметров и встречается по всему миру, в прибрежных водах от умеренного до тропического климатов. В общем, отнюдь не редкое, не особенно сложное и далеко не самое симпатичное существо. Но Platynereis dumerilii — это важное лабораторное животное, оно считается живым ископаемым и служит модельным организмом для многих исследований.
В первую очередь учёных интересовали внутренние часы Platynereis dumerilii, которые определяют биоритмы. Биолог Кристин Тесмар-Райбл объяснила, что разные виды животных зависят от времени так же сильно, как и от биохимических процессов на клеточном уровне.
Но как реагируют внутренние часы животных, если климат отклоняется от температурной нормы или при искусственном освещении, когда люди превращают ночь в день? Главный автор исследования Серен Хефкер отметил, что о биологии морских организмов в этом смысле наука знает всё ещё очень мало.
Но точно известно, что биоритмы особенно важны для обитателей морей. Температура среды, доступность света, количество пищи и другие факторы меняются в течение суток. А организмы должны реагировать на условия вокруг соответствующим образом. Животные приспосабливают своё поведение, обмен веществ и генетическую активность к внешним ритмам. Но смогут ли их внутренние часы соответствовать окружающей среде в случае экологических изменений? Вот почему для хронобиологии, которая фокусируется на внутренних часах организмов, Platynereis dumerilii стал одним из важнейших модельных видов.
В прошлых экспериментах те же исследователи заметили, что у морских тварей совершенно разные суточные ритмы. Среди людей это знакомое явление, причём «жаворонки» редко превращаются в «сов», и наоборот. Но как насчёт морских многощетинковых червей? Являются ли их поведенческие различия просто случайными вариациями или у них также есть личный ритм?
Чтобы выяснить это, биологи систематически наблюдали за повседневной жизнью Platynereis dumerilii в новолуние. И увидели, что некоторые особи становились активными каждую ночь в одно и то же время. Но другие оказались аритмичными «домоседами», которые проявляли активность лишь изредка. К тому же между этими двумя крайностями были различные «оттенки серого», то есть особенности и нюансы биоритмов от особи к особи.
Несколько недель спустя поведение тех же самых червей практически не изменилось. Так стало понятно, что «домоседы» всегда будут «домоседами». И учёные были очень удивлены, увидев, насколько индивидуальны биоритмы даже у червей.
Это показывает нам, что даже среди червей есть, так сказать, личности в смысле активности в то или иное время
— Кристин Тесмар-Райбл, биолог.
— Кристин Тесмар-Райбл, биолог.
Чтобы лучше понять различия в поведении, учёные систематически сравнивали генетическую активность в головах червей, склонных к ярко выраженному ритмичному или аритмичному поведению. И опять-таки с удивлением обнаружили, что суточные внутренние часы работали совершенно нормально у всех особей, даже у аритмичных «домоседов». А также поняли, что количество генов с ритмичной подвижностью у «вялых» было почти таким же высоким, как у «пунктуальных» червей.
Эксперты предположили, что широкий спектр используемых Platynereis dumerilii биоритмических стратегий может давать червям эволюционное преимущество. В конце концов, эти животные обитают в прибрежной среде с весьма изменчивыми условиями. Так что образ жизни А может быть лучшим выбором для одного места, а поведение В на участке неподалёку может соответствовать иным условиям. Кроме того, индивидуальность в этом смысле должна повышать устойчивость к серьёзным изменениям. Если люди или климат слишком изменят среду обитания, хотя бы у части червей будет шанс справиться с новыми обстоятельствами.
Исследование не просто обновило понимание наукой биоритмов морских существ. Наблюдения биологов также показали, что происходящее внутри организма необязательно отражается на поведении. Так, у червей, которые ведут себя, как «лежебоки», генетическая активность подразумевает ежедневные биоритмы, даже если внешне это не проявляется.
Если это верно также для людей, то открытие может повлиять на отрасль, которая называется хрономедициной. В последние годы медики предпринимают, и не без успеха, много усилий, чтобы понять, как индивидуальные суточные ритмы пациентов связаны с лечением. Например, больные могут по-разному реагировать на лекарства в зависимости от времени укола или приёма пилюли.
При хрономедицинском анализе логично предположить: если даже черви могут быть настолько индивидуальны, то наш вид, вероятно, не будет исключением.
- Дмитрий Ладыгин
- wikipedia.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
В Нью-Йорке может рухнуть 300-метровый небоскреб, причем не один
Власти твердят, что все безопасно, но статистика неумолима: более сотни жалоб, полторы сотни нарушений, больше сотни штрафов...
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...