Нечто — брюхоногое или пришелец?
Давно не заходил, а думаю дай выложу... :) Может ещё живы старожилы...
Помните художественный фильм “Нечто”? Коварная подлая супостатина из космоса кошмарит суровых бородатых полярников. Кишки среди инея. Снежинки на окровавленных пуховиках. Одной из коварных черт тварины, помимо желания все сожрать, являлась способность не только переваривать своих жертв, но и принимать их вид, встраивать в себя части тел, копировать поведение и функции. Если хоть раз смотрели это чудное кино, то, конечно, его помните - по этому сюжету хоть сейчас сиквел или приквел снимай. Или приквел сиквела. Или трилогию. А что если я вам скажу, что можно и документалку сделать? Ведь это вполне реальное описание вида живых и весьма активно существующих существ. Даже не вида, а рода. Склизкое бесформенное животное, способное менять цвет и форму, и даже пол - так что это действительно “Нечто”, а не “он” или “она”. Существо умеет и любит пожирать других и встраивать в себя их органы и даже ДНК. Ядовитое до ужаса, хищное вплоть до каннибализма и способное получать еду из солнечного света. Круто, да?
Но вы бы никогда не поверили, если бы я вам его сначала показал. Речь пойдет про Nudibranchia - отряд морских брюхоногих моллюсков из подкласса Heterobranchia. Nudibranch происходит от латинского слова «nudus» и греческого слова «brankhia», что означает «голый» и «жабры» соответственно. И да, это морские слизни. К особенностям их строения относятся отсутствие как раковины, так и выраженной мантии. Их вторичные кожные жабры представляют собой мягкие незащищенные наросты самых разных форм и могут располагаться почти где угодно - на спине, боках, у некоторых существ жабр вообще нет. Более 3000 видов голожаберных населяют воды от самых мелких до глубин в 2500 метров. Живут в самых разных морях-океанах, но самое большое разнообразие, естественно, проживает в тепле. Там они наиболее нажористы, цветасты и ядовиты одновременно. Абсолютно все из них крайне неразборчивы в сексе - гермафродиты по рождению, при встрече они выбирают пол по настроению и отчаянно спариваются. А ещё они все - заядлые гурманы.
Эти морские слизни единственные животные на этой планете, которые играют не по правилам - имеют фотосинтез, как растения. Вот, например, Elysia chlorotica - зловещий зеленый морской слизняк с гелеподобным листообразным телом. Оно обитает вдоль атлантического побережья США. Но способность выживать, получая энергию от фотосинтеза, выгодно отличает его от большинства других морских слизней. Мэри Румфо из Университета штата Мэн, эксперт по E. chlorotica, обнаружила и описала, как морской слизняк получает эту суперспособность. Фотосинтез слизня становится возможным благодаря украденным клеткам. E. chlorotica приобретает хлоропласты - зеленые клеточные структуры, которые позволяют растительным клеткам преобразовывать солнечный свет в энергию - из водорослей, которые оно ест. Но, в отличие, например, от нас, оно не переваривает хлоропласты, а сохраняет их в клетках, которые выстилают кишечник.
Румфо обнаружила, что молодые E. chlorotica, помещенные на плотную водорослевую диету в течение двух недель, могут протянуть следующий год своей жизни вообще без еды. Но вместе с открытием появилось множество вопросов. Хлоропласты также нужно поддерживать живыми, обмениваться с ними полезными веществами, снабжать водой в конце концов. Но в самих хлоропластах достаточно ДНК, чтобы кодировать производство только 10% белков, необходимых для поддержания их работоспособности. То есть, просто их украв, слизень не смог бы их прокормить. Для обмена и производства нужен программный код - ДНК водорослей. «Поэтому вопрос всегда был в том, как они продолжают функционировать в клетках животных, пропуская все эти белки», - удивлялась мисс Румфо.
В своих последних экспериментах Мэри и ее коллеги секвенировали гены хлоропластов Vaucheria litorea - водоросли, которая является любимым блюдом слизняка. Накормив слизня отобранным материалом они доказали, что, если бы он использовал только хлоропласты водорослей, фотосинтез бы его не прокормил, хлоропласты бы сдохли, а из веселого зеленого цвета слизень быстро бы стал грустно-землистым.
Затем они обратили свое внимание на саму ДНК морских слизней и обнаружили, что в них присутствует один из жизненно важных генов водорослей. Его последовательность была идентична водорослевой версии, что указывало на то, что слизняк, вероятно, украл ген из пищи.
«Мы не знаем, как это вообще возможно, и можем только постулировать это как факт», - говорит Румфо. Явление воровства ДНК известно как “клептопластика”. И, на самом деле, этот процесс не является для слизней мега уникальным. Его умеют и инфузории (Mesodinium rubrum), и симпатичные плоские черви (Baicalellia solaris), и множество других животных, что помельче и попроще.
У слизняков эта опция возможна согласно двум теориям. Первая состоит в том, что, поскольку морские водоросли обрабатываются в кишечнике морских слизней, гены, ответственные за их жизнеобеспечение, попадают в клетки слизней вместе с хлоропластами. Затем гены встраиваются в собственную ДНК морских слизней, что позволяет животному производить необходимые белки, чтобы украденные хлоропласты могли продолжать работать. Проще говоря, слизняк разбирает водоросль на ДНК, а не просто переваривает её, как мы например. Другое объяснение состоит в том, что перенос ДНК осуществляет вирус, обнаруженный в морских слизняках. Но пока это только теория.
Водорослевые гены также обнаружили в половых клетках E. chlorotica, что означает, что способность поддерживать функциональные хлоропласты может быть передана следующему поколению. Но опять-таки, в каких случаях, когда и почему слизняк получает эту способность - что было первым ген или молодой, но уже зеленый слизень - не ясно. Исследователи полагают, что гораздо больше генов фотосинтеза E. chlorotica приобретает из пищи, но все же необходимо понять, как гены растений активируются внутри клеток морских слизней.
Грег Херст из Университета Ливерпуля в Великобритании говорит, что ДНК, прыгающая от одного вида к другому, не является чем-то запредельным, но, как правило, инородное ДНК не функционирует у новых видов. Так что, да: шах и мат, слизни рулят.
У слизней, в большинстве своем, великолепный нюх, оставляющий знаменитую Большую Белую с её каплей крови на половину акватории моря далеко позади. Два «рога» голожаберного на макушке головы на самом деле называются “ринофорами”, что происходит от греческих слов «рино» - нос, и «фора» - носить. Это химические рецепторы, которые позволяют голожабернику находить пищу и партнеров. Наличие этих двух рогов, торчащих из тел, делает их более заметными для хищников, поэтому слизни умеют втягивать их внутрь в случае опасности. Если начать их рассматривать внимательно, то можно увидеть сложную структуру микро антенн, напоминающую трехмерные перья с сотнями ответвлений.
Ещё одной суперспособностью голожаберных является их тяга к ядам. Многие из них по-настоящему ядовиты, некоторые притворяются ядовитыми, но некоторые пошли ещё дальше и воруют яд. Они питаются гидрозоидами (кишечнополостными) - да не абы какими, а самыми ядовитыми - успешно переваривая всё, кроме стрекательных клеток, которые бережно сортируют и транспортируют в область жопки, где встраивают в свой эпителий и используют для самообороны в “час Ч” и “день Х”. А ещё они умеют поглощать токсины из губок, накапливать их и хранить, со временем становясь всё ядовитей и ядреней. Впрочем, некоторые голожаберные производят свои собственные химикаты, не уступающие самым опасным природным токсинам на нашей планете.
Но супергероями их делает такая анатомическая особенность, как наличие книдозак (Cnidosac), встречающаяся в aeolid nudibranchs. В этих любопытных отростках и хранятся книдоцинты - переработанные стрекательные клетки, также известные как cnidoblasts или нематоцисты. Эти стрекательные клетки и есть тот пример встраивания чужой плоти в свою собственную, с которого я начал.
К примеру, голубой слизняк ангельской внешности, Glaucus atlanticus, и его близкий родственник Glaucilla marginata живут в тесной связи с тем, что сэр Алистер Харди обозвал «Голубой флот». Океанолог имел ввиду множество сифонофоры, такие как Physalia, Velella, Porpita, и некоторых «Фиолетовых улиток», ну или, если угодно, брюхоногих из рода Джантина. И если такие эпитеты, как “голубой флот” и “сифонофоры” вам ничего не говорят, то вспомните Португальского кораблика. Вот как раз оно и есть из сифонофор - этакое среднее между медузой и полипом голубого цвета, дрейфующее по поверхности моря в составе больших колоний. Мы редко вникаем во всю эту живность до тех пор, пока её не приносит на какой-нибудь пляж с золотым песком. Слизняки Атлантикус и Маргината (как и фиолетовые улитки) интересны хотя бы тем, что они этим знаменитым Корабликом закусывают на обед.
Оба вида проводят свою жизнь, плавая вверх ногами в воде. Их судьба захвачена газовым пузырем в желудке и дрейф этот бесконечен и слабо им подконтролен.
Оба голожаберника питаются почти исключительно физалиями, при том, что при наблюдении за этим процессом, складывается ощущение, что они в состоянии выбрать наиболее ядовитые из них. И как в случае с хлоропластами, впитав свой обед, они его бережно сортируют, сохраняя стрекательные клетки жизнеспособными и постепенно встраивая их себе в хвост.
Еще одна интересная особенность этих двух видов - окраска. Они оба демонстрируют пример максимального уровня маскировки. Их нога и нижняя сторона - cerata (так как они плавают вверх дном, фактически обычный низ является их дорсальной поверхностью) - имеют синий или сине-белый цвет, что помогает скрываться от хищников (морских птиц) сверху. А их спинная поверхность, обращенная вниз к воде, серебристо-серая, чтобы эффективно маскировать их от рыб, смотрящих снизу вверх. Подбор оттенков настолько точен и эффективен, что будь вы хоть чайка, хоть скумбрий, хоть половозрелый хомосапиенс в шапочке и с ластами, найти визуально слизняка в окрестных водах практически невозможно. Ну до тех пор, пока вы его не нащупаете.
Cnidarians, или кишечнополостные (морские анемоны, кораллы, гидроиды, медузы и т.д.), в своей огромной массе и разнообразии обладают широким спектром нематоцист, которые являются не банальными стрекательными пулялками, а очень разнообразным и точным инструментом. Когда-то, между прочим, нематоцисты были основным оружием среди всех наличных форм жизни на планете. Некоторые из них используются для отравления добычи, некоторые для ловли крючками в форме гарпуна, другие для захвата липкими выделениями или запутывания спиралями. И всё это жрется, отсоединяется от хозяев и используется по назначению сотнями видов бесформенных и бесполых красавчиков слизняков.
Среди разнообразия голожаберных есть не только хищники, освоившие арсенал кишечнополостных, но и убер-хищники - слизни, специализирующиеся на охоте на других слизней. Есть описанные случаи внутривидового каннибализма.
И в довершение всего, как-будто этого было мало, по имеющейся сегодня информации, морские слизни могут лечить рак. Безусловно, таких новостей публикуется очень и очень много - чуть ли не каждый день в СМИ всплывает что-то вроде очередного португальского кораблика с заголовком: “новое лекарство от рака”. Хотя, на самом деле, речь идет про исследования, которые только показались перспективными. Или про открытие чего-нибудь, что, в глубокой теории, способно положительно повлиять на процент прироста больных в отношении… ну вы поняли. Теперь чуть более конкретно. Исследования Arminacean nudibranch Leminda millecra (назовем слизня Леминда) показали, что выделенные из него трипренилированные толухиноны и толугидрохиноны способны приводить к апоптозу клеточные линии рака пищевода.
Это, конечно же, никакое не лекарство от рака, но перспективное направление в изучении возможностей улучшить средства химиотерапии одного конкретного вида рака. Но, как бы то ни было, Леминда перспективен. Конечно, не хочется представлять его рядом со своим горлом, но в любом случае это невероятно интересные животные, о которых, увы, не так популярно говорить даже в узких кругах.
Ваш SV.
(З.ы. спасибо тем кто всё ещё со мной в эти трудные времена).
Ссылки на источники:
https://mct.aacrjournals.org/content/6/9/2535.full
https://www.newscientist.com/article/dn16124-solar-powered-s...
http://www.seaslugforum.net/defcnid.htm
http://www.seaslugforum.net/glauatla.htm
http://www.seaslugforum.net/physalia.htm
https://atmosphereresorts.com/10-things-you-did-not-know-abo...
про рак — https://mct.aacrjournals.org/content/6/9/2535.full