Чим гідра небезпечна для людини

Портал створений за підтримки Федерального агентства з друку та масових комунікацій.

Гідри не старіють

У сприятливих умовах гідри можуть жити роками, десятиліттями та століттями, не старіючи та не втрачаючи в плодючості.

З гідрамами ми зустрічаємося ще в школі: з одного боку, гідрою звали міфічне чудовисько, що фігурує в одному з подвигів Геракла, з іншого - те ж ім'я носять крихітні кишковопорожнинні, що живуть у прісноводних водоймах. Розмір їх тіла – всього 1-2 см, зовні вони виглядають, як трубки із щупальцями на одному кінці; але, незважаючи на невеликі розміри і сидячий спосіб життя, вони все-таки хижаки, які за допомогою щупалець і стрімких клітин, що знаходяться в них, знерухомлюють і хапають видобуток - істот ще дрібніших, ніж самі гідри.

При цьому вони мають одну особливість, яка згадується в будь-якому підручнику з біології. Ми говоримо про надзвичайно розвинену здатність до регенерації: гідра може відновити будь-яку частину свого тіла завдяки величезному запасу плюрипотентних стовбурових клітин. Такі клітини здатні нескінченно ділитися і давати початок всім типам тканин, усім різновидам інших клітин. Але коли стовбурова клітина в процесі диференціювання стає м'язовою, або нервовою, або ще якоюсь, ділитися вона перестає. І в людини такі «всемогутні» стовбурові клітини є лише на ранніх етапах ембріонального розвитку, а потім їхній запас швидко вичерпується; замість них з'являються інші, більш спеціалізовані стовбурові клітини, які можуть ділитися дуже багато разів, але належать вони вже якимось окремим тканинам.Гідрі ж пощастило більше, з нею «всемогутні» стволові клітини залишаються на все життя.

Але скільки триває життя гідри? Якщо вона здатна постійно оновлювати сама себе, чи випливає звідси, що вона безсмертна? Відомо, що навіть стовбурові клітини, які є у дорослих людей і тварин, поступово старіють і тим самим роблять свій внесок у загальне старіння організму. Чи може бути так, що гідро старіння незнайоме? Джеймс Воупал (James W. Vaupel) з Інституту демографічних досліджень Товариства Макса Планка та його колеги стверджують, що так воно і є. У статті у журналі PNAS автори роботи описують результати багаторічного експерименту з 2256 гідрамами «в головних ролях». Тварини росли в лабораторії та в майже ідеальних умовах: у кожного була своя ділянка, ніякої нестачі в їжі та регулярна, тричі на тиждень, заміна води в акваріумі.

Старіння найлегше помітити по смертності, що збільшується (тобто в молодій популяції вмирати будуть рідше, ніж у старій) і зниження плодючості. Проте за вісім років спостережень нічого такого не сталося. Рівень смертності був постійно постійним і становив приблизно один випадок на 167 особин на рік, незалежно від віку. (Серед мешканців лабораторії були 41-річні екземпляри, які, однак, являли собою клони, тобто біологічно вони були набагато старшими, але як окремо взятий індивід їх спостерігали лише останні кілька років.) Плодючість – у гідр, крім безстатевого самоклонування, є і статеве розмноження - теж залишалася постійною у 80%. В інших 20% вона то підвищувалася, то знижувалася, що, ймовірно, відбувалося через зміни в умовах проживання – адже навіть у лабораторії якісь фактори залишаються неврахованими.

Звичайно, в природних умовах, з хижаками, хворобами та іншими екологічними неприємностями гідрам навряд чи повною мірою вдається насолодитися вічною юністю і безсмертям. Проте власними силами вони, очевидно, справді не старіють і, як наслідок, не вмирають. Можливо, що на Землі є ще якісь організми з такою ж дивовижною властивістю, але якщо намагатися й надалі розгадувати біологічну загадку старіння – та її відсутності – гідра залишається все-таки найбільш зручним об'єктом дослідження.

Два роки тому той же Джеймс Воупал з колегами опублікував у Nature статтю, в якій йшлося про зв'язок старіння та тривалість життя. Виявилося, що у багатьох видів смертність ніяк не змінюється з віком, а в деяких ймовірність померти молодим виявляється навіть вищою. Гідра в тій роботі теж була присутня: згідно з розрахунками, навіть через 1 400 років 5% гідр в лабораторному акваріумі залишатимуться в живих (інші просто рівномірно помруть за такий більш ніж значний термін). Як бачимо, в цілому результати з цими кишковопорожнинними виявилися настільки цікавими, що зараз з ними зробили ще одну статтю.

Автор: Кирило Стасевич

Дослідження: як довкілля впливає поведінка прісноводної гідри

У дослідженні, опублікованому в журналі eNeuro, вчені з Колумбійського університету та Морської біологічної лабораторії (MBL) університету Чикаго (США) почали зламувати нейронний код, що лежить в основі найпростішої поведінки гідри, при якому її тіло скорочується і розтягується.Вони виявили, що концентрація розчинених частинок у навколишній воді – властивість відома як осмолярність – впливає на активність нейронного ланцюга в одній з нервових мереж гідри і може запустити конкретні м'язові клітини для скорочення тулуба, повідомляє прес-служба MBL.

Hydra vulgaris, крихітний прісноводний організм із щупальцями, використовує «мережі» нейронів, розкиданих по всьому його трубчастому тілу, щоб координувати розтягування, скорочення, «перекид» та годування. Ця проста нервова система робить гідру гарною моделлю для вивчення того, як електрична активність перетворюється на рух.

Щоб з'ясувати, як на цю активність нервової мережі гідри впливає довкілля, вчені змінювали температуру води, осмолярність води, раціон живлення гідри. З'ясувалося, що лише один із цих параметрів – осмолярність – вплинув на скорочення в тілі гідри.

Чим більше у воді було частинок цукру, тим рідше скорочувалося тіло гідри і тим більше знижувалася активність в одному наборі м'язів. І, навпаки, чим менше було цукру, тим активніше працював нервовий ланцюжок «скорочення – розтяг» (СР) і тим активніше рухалася гідра. Дослідники припускають, що нейрони СР реагують зміни осмолярности зміною м'язової активності, що, своєю чергою, впливає частоту скорочень тіла.

Якби замість цукру була сіль, то її концентрація могла б коштувати гідро життя. Як прісноводний мешканець, позбавлений розвиненої системи виділення, гідра не дуже добре оснащена, щоб підтримувати належний сольовий баланс усередині та зовні свого тіла. Вода постійно втікає в їх шлунково-судинні порожнини і виходить з них, а надто багато внутрішнього сольового розчину змушує їх надуватися і буквально вибухати.Дослідники припускають, що гідра скорочується у відповідь на високу осмолярність, щоб «розтиснутись» і виштовхнути із себе зайву воду.

Осмолярність впливала як на скорочення, а й те що, як часто гідра відривала і переміщала свою підошву (розташована задньому кінці трубчастого тіла). Автори роботи планують з'ясувати у подальших дослідженнях, як і чому це відбувається.

[Фото: Wataru Yamamoto]