Naukowcy odkryli, że galaretki grzebieniowe mogą łączyć się w jeden organizm, dzieląc skurcze mięśni i układ trawienny po urazie. Ta nieoczekiwana zdolność, której brakuje systemom allorekognicji, pozwala im płynnie integrować układy nerwowe.
Naukowcy donoszą dzisiaj (7 października) w czasopiśmie naukowym Aktualna biologia dokonali tego zaskakującego odkrycia gatunek galaretki grzebieniowej (Mnemiopsis leidyi) mogą się stopić, w wyniku czego dwie osoby łatwo zamieniają się w jedną po kontuzji. Następnie szybko synchronizują skurcze mięśni i łączą układy trawienne, aby dzielić się pożywieniem.
„Nasze odkrycia sugerują, że ctenoforom może brakować systemu allorekognicji, czyli zdolności odróżniania siebie od innych” – mówi Kei Jokura z Uniwersytetu w Exeter w Wielkiej Brytanii i Narodowego Instytutu Nauk Przyrodniczych w Okazaki w Japonii. „Ponadto dane sugerują, że dwie oddzielne osoby mogą szybko połączyć swoje systemy nerwowe i dzielić potencjały czynnościowe”.
Obserwacje eksperymentalne w laboratorium
Jokura i współpracownicy dokonali obserwacji po przetrzymaniu populacji galaretek grzebieniowych w zbiorniku z wodą morską w laboratorium. Zauważyli niezwykle dużego osobnika, który wydawał się mieć dwa tyły i dwie struktury czuciowe zwane narządami wierzchołkowymi zamiast jednego. Zastanawiali się, czy ten niezwykły osobnik powstał z połączenia dwóch uszkodzonych galaretek.
Aby się tego dowiedzieć, usunęli częściowe płaty innym osobnikom i umieścili je blisko siebie, parami. Okazało się, że w 9 na 10 przypadków to zadziałało. Ranni stali się jednym, przeżywającym co najmniej 3 tygodnie.
Integracja i reakcja stopionych galaretek
Dalsze badania wykazały, że po jednej nocy dwie pierwotne osoby płynnie zjednoczyły się, bez widocznej separacji między nimi. Kiedy badacze szturchnęli jeden płat, całe połączone ciało zareagowało wyraźną reakcją zaskoczenia, co sugeruje, że ich układy nerwowe również zostały w pełni zespolone.
„Byliśmy zaskoczeni, gdy zaobserwowaliśmy, że mechaniczna stymulacja zastosowana po jednej stronie stopionego ctenoforu spowodowała zsynchronizowany skurcz mięśni po drugiej stronie” – powiedziała Jokura.
Bardziej szczegółowe obserwacje wykazały, że stopione galaretki grzebieniowe wykazywały spontaniczne ruchy przez pierwszą godzinę. Następnie czas skurczów każdego płata zaczął się bardziej synchronizować. Jak podają, już po dwóch godzinach 95% skurczów mięśni zrośniętego zwierzęcia było całkowicie synchronicznych. Przyjrzeli się także uważnie przewodowi pokarmowemu i odkryli, że on również uległ stopieniu. Kiedy jedno z ust połknęło krewetki solankowe oznaczone fluorescencyjnie, cząsteczki jedzenia przedostały się przez stopiony kanał. Ostatecznie galaretka grzebieniowa wydaliła produkty przemiany materii z obu odbytów, chociaż nie w tym samym czasie.
Implikacje dla przyszłych badań
Naukowcy twierdzą, że nie jest jasne, w jaki sposób połączenie dwóch osobników w jeden funkcjonuje jako strategia przetrwania. Sugerują, że przyszłe badania pomogą wypełnić luki w zrozumieniu, co będzie miało potencjalne implikacje dla badań nad regeneracją.
„Mechanizmy allorepoznania są powiązane z układem odpornościowym, a fuzja układów nerwowych jest ściśle powiązana z badaniami nad regeneracją” – mówi Jokura. „Odkrycie mechanizmów molekularnych leżących u podstaw tej fuzji może przyczynić się do rozwoju tych kluczowych obszarów badań”.
Odniesienie: „Szybka fizjologiczna integracja skondensowanych ctenoforów” autorstwa Jokura i in., 7 października 2024 r., Aktualna biologia.
DOI: 10.1016/j.cub.2024.07.084
