Как жить, если ты примитивный, или разговоры о трихоплаксе
В этой статье пойдет речь об удивительном и невероятном, самым примитивно устроенным животным на нашей планете – трихоплаксе (Trichoplax adhaerens, Schultze, 1883).
Trichoplax adhaerens является одним из трех видов в типе Placozoa (Пластинчатые).
Трихоплакс обычно имеет тонкое уплощенное пластинчатое тело в поперечном сечении около полумиллиметра, иногда до двух или трех миллиметров. Толщина тела обычно составляет всего около 25 мкм. Эти бесцветные серые организмы настолько тонки, что прозрачны, и в большинстве случаев едва различимы невооруженным глазом. Подобно одноклеточным амебам, которым они внешне напоминают, они постоянно меняют свою внешнюю форму (Рис. 1).
Рис. 1. Трихоплакс, размеры около 0,5 мм в диаметре (Автор Bernd Schierwater)
Морфология
У трихоплакса нет тканей и органов; также нет явной симметрии тела, поэтому невозможно отличить переднюю часть от задней или левую от правой. Он состоит из нескольких тысяч клеток шести типов в трех разных слоях:
• Вентральные (нижние) эпителиоидные клетки. Мелкие клетки, вытянутые в дорсовентральном направлении, соединены межклеточными контактами и имеют единственную ресничку, поднимающуюся из особого углубления, и множество микроворсинок. На долю этих клеток приходится 72 % всех клеток в теле трихоплакса (Рис. 2).
Рис. 2. Изображение вентральных эпителиоидных клеток (V) и липофильных клеток (L), полученное с помощью электронной микроскопии (Авторы Carolyn L. Smith, Frederique Varoqueau и др.)
• Дорсальные (верхние) эпителиоидные клетки. Подобно вентральным эпителиоидным клеткам, дорсальные клетки соединены межклеточными контактами и имеют реснички и микроворсинки, хотя микроворсинок обычно меньше, чем у клеток вентрального эпителия. Эти клетки составляют 9 % клеток трихоплакса (Рис. 3).
Рис. 3. Изображение дорсальных эпителиоидных клеток (D) и синцитиальных волокнистых клеток (F), полученное с помощью электронной микроскопии (Авторы Carolyn L. Smith, Frederique Varoqueau и др.)
(Почему эпителиоидные, но не эпительные? Потому что эпителий – это ткань, которая должна иметь определенную структуру, клетки в эпителии крепятся к базальной пластинке, а у трихоплакса нет такой штуки. Эпителиоидные – «подобные эпителию»)
• Железистые клетки. Локализованы среди вентральных эпителиоидных клеток, выполняют секреторную функцию (выделяют слизь на поверхность тела). Железистые клетки наиболее многочисленны в краевой области пластинки (в районе 20 мкм от края), по направлению к центру их численность уменьшается (Рис. 4).
Рис. 4. Микрофотография среза трихоплакса, g - железистые клетки (Авторы Carolyn L. Smith, Frederique Varoqueau и др.)
• Клетки синцитиального волокна. Между двумя слоями клеток (вентральных и дорсальных) находится заполненное жидкостью внутреннее пространство, которое, за исключением непосредственных зон контакта с брюшной и спинной сторонами, пронизано синцитиальным звездчатыми клетками - это волокнистой сетью, состоящей в основном из крупных малочисленных клеток, которые содержат многочисленные ядра, которые, хотя и разделены внутренними поперечными стенками (септами), не имеют настоящих клеточных мембран между ними (Рис. 5).
Рис. 5. Изображение вентральных эпителиоидных клеток (V), липофильных клеток (L) и клеток синцитиального волокна (F), полученное с помощью электронной микроскопии (Авторы Carolyn L. Smith, Frederique Varoqueau и др.)
• Липофильные клетки. Клетки, лишенные ресничек, разбросаны между вентральными эпителиоидными клетками, полностью отсутствуют в дорсальном слое. Участвуют в пищеварении, выделяют крупные гранулы, растворяющие клеточные стенки водорослей. На их долю приходится 11 % клеток в теле трихоплакса, что делает их вторым по многочисленности типом клеток этого организма (Хорошо видны на рисунках 2 и 5).
• Кристаллические клетки. Кристаллические клетки содержат ромбоидные кристаллы ~ 2 мкм в диаметре. Они лежат дорсальнее железистых клеток и не имеют входа на поверхность. Точные функции кристаллических клеток неизвестны, но они могут выполнять роль статоцистов или фоторецепторов. Они составляют менее 0,2 % всех клеток в теле трихоплакса (Рис. 6).
Рис. 6. Микрофотография среза трихоплакса, стрелками указаны ядра кристаллических клеток, сами кристаллические включения не могут пережить электронную микроскопию, поэтому на изображении вместо них видно яркое белое пятно, окруженное двумя митохондриями. D - дорсальные эпителиоидные клетки (Авторы Carolyn L. Smith, Frederique Varoqueau и др.)
Общий план строения трихоплакса смотрите на рисунке 7.
Рис. 7. Общий план строения трихоплакса
Обработка сигналов
Как нечто без тканей и органов может воспринимать сигналы окружающего мира, сигналы своих собственных клеток?
В отсутствие нервной системы животное использует короткие пептидные цепочки для связи между клетками, что напоминает то, как животные с нейронами используют нейропептиды для той же цели.
Отдельные клетки содержат и выделяют множество небольших пептидов, состоящих из четырех-двадцати аминокислот, которые обнаруживаются соседними клетками. Каждый пептид можно использовать по отдельности для отправки сигнала другим клеткам, но также последовательно или вместе в разных комбинациях, создавая огромное количество разных типов сигналов.
Это объясняет относительно сложное поведение, такое как сморщивание, повороты, сплющивание и внутреннее вспенивание.
Питание и симбионты
Trichoplax adhaerens питается мелкими водорослями, особенно зелеными водорослями, криптомонадами, а также сине-зелеными бактериями и другими частицами, расположенными на субстрате (детрит) (Рис. 8.)
Рис. 8. Трихоплакс питающийся микроводорослями Rhodamonas salina, t - время в секундах (Автор Carolyn L. Smith)
При питании образуются один или несколько небольших карманов вокруг частиц питательных веществ на брюшной стороне, в эти полости секретируются пищеварительные ферменты; таким образом, организмы развивают временный «внешний желудок», так сказать. Питательные вещества затем поглощаются пиноцитозом («выпиванием клеток») ресничными клетками, расположенными на вентральной поверхности (рис. 9).
Рис. 9. Процесс питания трихоплакса поэтапно (картинка из российской Википедии)
Целые одноклеточные организмы также могут поступать в организм через верхний эпителиоид (то есть «дорсальную поверхность» животного). Этот способ питания может быть уникальным в царстве животных: частицы, собранные в слое слизи, проходят через межклеточные промежутки эпителиоида, а затем фагоцитируются. Такой «сбор» питательных частиц через неповрежденный покров возможен только потому, что некоторые «изолирующие» элементы (в частности, базальная пластинка под эпителиоидом и некоторые типы клеточно-клеточных соединений) не присутствуют у трихоплакса.
Очень часто в синцитиальных клетках трихоплакса обнаруживаются непереваренные бактерии, такие как риккетсии (хотя это могут быть и паразиты).
Локомоция
На твердых поверхностях трихоплакс может двигаться двумя различными способами:
• покрытая ресничками подошва позволяет трихоплаксу медленно скользить по субстрату;
• они могут изменить местоположение, изменив форму своего тела, как это делает амеба.
Эти движения не являются центрально скоординированными, так как животное не имеет мышечной или нервной ткани (gif 1).
![Как жить, если ты примитивный, или разговоры о трихоплаксе Биология, Экология, Животные, Беспозвоночные, Трихоплакс, Длиннопост, Гифка](https://cs7.pikabu.ru/post_img/2019/04/09/9/1554822421125969644.jpg)
Gif 1. Движения трихоплакса
Удалось установить тесную связь между формой тела и скоростью перемещения трихоплакса:
• При низкой плотности питательных веществ трихоплакс поддерживает постоянную скорость, чтобы находить источники пищи, не теряя времени.
• Как только такой источник идентифицируется по высокой плотности питательных веществ, организм увеличивает свою площадь и тем самым увеличивает поверхность, контактирующую с субстратом. Это увеличивает поверхность, через которую могут поступать питательные вещества. Животное одновременно снижает скорость, чтобы съесть всю доступную пищу.
• Когда переваривание почти завершено, трихоплакс снова уменьшает свою площадь, чтобы двигаться дальше.
Фактическое направление, в котором трихоплакс движется каждый раз, является случайным: если мы измерим, насколько быстро отдельное животное удаляется от произвольной начальной точки, мы находим линейную зависимость между прошедшим временем и среднеквадратичным расстоянием между начальной точкой и текущим местоположением.
Такая взаимосвязь также характерна для случайного броуновского движения молекул, что, таким образом, может служить моделью для передвижения у трихоплакса.
Животные также способны активно плавать с помощью ресничек (Рис. 10). Как только они вступают в контакт с возможным субстратом, возникает дорсовентральная реакция: дорсальные реснички продолжают биться, а реснички вентральных клеток прекращают свое ритмичное биение. В то же время вентральная поверхность пытается войти в контакт с субстратом; небольшие выступы и инвагинации, микроворсинки, обнаруженные на поверхности столбчатых клеток, помогают в прикреплении к субстрату благодаря их адгезивному действию.
Рис. 10. Реснички трихоплакса. А - Трихоплакс на стеклянной подложке с частично поляризованным проходящим светом на конфокальном микроскопе. Инвагинации по верхнему краю (стрелки) - это складки, а темные частицы по всему внутреннему пространству - включения в клетках синцитиального волокна. Яркие частицы вблизи края являются кристаллами в кристаллических клетках. B - Вентральные реснички у края скользящего трихоплакса . Кончики биения ресничек (стрелки) контактируют с подложкой. Животное двигалось к нижней части этого поля. С - пять последовательных изображений (с интервалами 46,5 мс) от животного, показанного на (B), показывают асинхронное биение ресничек. D - вторая последовательность (интервал 46,5 мс) во время паузы после питания, показывающей остановку ресничного биения (Автор Carolyn L. Smith).
Регенерация
Характерной особенностью Placozoa является то, что они могут регенерировать себя из очень маленьких групп клеток. Даже когда большие части организма удаляются в лаборатории, трихоплаксы восстанавливаются в своих размерах. Также можно протирать Trichoplax adhaerens через ситечко таким образом, чтобы отдельные клетки не разрушались, но отделялись друг от друга. В пробирке они снова находят дорогу друг к другу, чтобы сформировать полный организм.
Если эта процедура выполняется на нескольких ранее просеянных через сито животных, то происходит то же самое. В этом случае, однако, клетки, которые ранее принадлежали определенному организму, могут внезапно обнаружиться как часть другого.
Размножение и развитие
Trichoplax adhaerens размножается преимущественно бесполым путём (фрагментацией или почкованием). При фрагментации тело трихоплакса с помощью образующейся перетяжки разделяется на две примерно равные половинки. Процесс фрагментации может занимать несколько часов, причём между расходящимися особями длительное время сохраняется тонкий многоклеточный мостик (Рис. 11).
Рис. 11. Бесполое размножение трихоплакса (Автор Л.Н. Серавин)
Считается, что половое размножение вызвано чрезмерной плотностью населения. В результате животные впитывают жидкость, начинают набухать и отделяются от субстрата, так что они свободно плавают в воде. В защищенном внутреннем пространстве вентральные клетки образуют яйцеклетку, окруженную специальной оболочкой – мембраной оплодотворения (fertilisation membrane); яйцеклетка снабжается питательными веществами из окружающего синцития, что позволяет накопить богатый энергией желток в его внутренней части.
Как только созревание яйцеклетки завершено, остальная часть животного вырождается, освобождая саму яйцеклетку. Еще не было возможности наблюдать само оплодотворение; существование мембраны оплодотворения в настоящее время считается доказательством того, что это произошло. Предполагаемые яйца наблюдались, но они обычно разлагаются на стадии 32–64 деления. Ни эмбрионального развития, ни сперматозоидов не наблюдалось.
У трихоплакса отсутствует гомолог белка Boule, который, по-видимому, вездесущ и сохраняется у самцов всех протестированных видов других животных. Его отсутствие подразумевает, что у вида нет самцов, и, возможно, его «половое» размножение может быть случаем вышеописанного процесса регенерации, объединяющего клетки, разделенные от двух отдельных организмов в один.
Из-за возможности его клонирования путем бесполого размножения без ограничений продолжительность жизни Placozoa бесконечна; в лаборатории несколько линий, происходящих от одного организма, сохранялись в культуре в среднем 20 лет без возникновения половых процессов.
На этом все про трихоплакса, статья получилась довольно объемной, перелопатил много статей, чтобы все это написать, добавил побольше картинок. Вроде неплохо вышло. Если есть, что добавить, пиши в комменты :)
Фантастические твари и где они обитают
Рис. 1. Внешний вид гребневика (Mnemiopsis leidyi), Кэлвина из фильма Живое, хищника из фильма Хищник.
Гребневик морской грецкий орех (Mnemiopsis leidyi) — жуткая помесь Чужого с Хищником и напоминает ещё одного монструозного инопланетятнина — Кэлвина из фильма Живое. Во-первых, у него оптический камуфляж как у Хищника. Мнемиопсис прозрачный и по нему пробегают всполохи голубых биолюминесцентных разрядов.
Во-вторых, технология стесл, с помощью восьми рядов ресничек он незаметно подбирается к своим жертвам — рачкам и засасывает их прямо себе в рот. В-третьих, красивая радуга на ресничках — это интерференция света, а не биолюминесценция. Биолюминесценция — это четвертое и это очень красиво. Он вспыхивает при механическом раздражении за счет фотопротеина мнемиопсина, но без участия джи-эф-пи, и предупреждает своих собратьев о надвигающемся шторме или хищнике и что им как подводным лодкам пора сваливать на глубину. Кстати, охотятся на них другие гребневики покрупнее — Beroe ovata. Свечение каким-то пока ещё непонятным способом связана со зрением. Тут я нахожу забавным созвучие слов опсин и мнемиопсин. В-пятых, r-стратегия размножения. То есть живи быстро, умри молодым и оставь 10000 потомков за месяц. Они гермафродиты и способны к самооплодотворению. Ещё он способен к педогенезу и диссогонии. То есть теоретически достаточно одной особи в балластных водах нефтеналивного танкера чтобы заселить Чёрное море. И у него невероятная способность к регенерации. То есть если его рвать на части сетями при ловле рыбы, то из каждого ошмётка восстановится целый гребневик. Эти данные хорошо согласуются с недавним открытием у этого животного появляющегося и исчезающего каждые 10 минут ануса. Как хорошо, что дырочку для клизмы. Имеют все живые организмы. (c) Николай Алексеевич Заболоцкий. А нет, теперь не все ... Мнемиопсисы в буквальном смысле анально ограждаются от внешнего мира. В-шестых, он может жить в эстуариях рек, это часть его стратегии по спасению от хищников. Он идёт туда, где хищники не могут его достать. Переносит солёность от 2 до 40 промилле и температуру от 2 до 32С и нечувствителен к качеству воды. При оптимальной температуре в 20С он развивается до половой зрелости всего за две недели.
Рис. 2. Триумфальное шествие советской власти гребневика мнемиопсиса.
Не удивительно, что этот элиен за пару десятков лет колонизировал Чёрное, Азовское и Каспийское моря, а оттуда и Средиземное и подорвал численность промысловых рыб, поедая как их пищу — рачков, так и их икру.
Рис. 3. Морфологические различия гребневика мнемиопсиса из Чёрного, Азовского и Каспийского морей (Шиганова, 2009).
При этом в каждом море возник свой подвид мнемиопсиса, вполне себе визуально отличающийся. Азовский — самый мелкий и самый адаптированный к слабой солёности, обычные его размеры там не превышают 2 см. На его родине в Атлантическом океане у побережья США он достигает 12 см и в Чёрном море он тоже заметно крупнее. Таже его колонизации подверглись Балтийское и Северное моря и там тоже вполне предсказуемые последствия для рыбы. Безусловно, мнемиопсис — фантастическая тварь и его не содержат в аквариумах, очевидно, лишь по одной причине — малый срок жизни и необходимость создавать солёность воды. Ещё они приятны тем, что после смерти в аквариуме исчезают бесследно. Ведь они состоят практически из одной воды (97%). И эти существа — одни из первых на этой планете и обитают тут уже 600 миллионов лет.
Кровососик
Гигантская амазонская пиявка Haementeria ghilianii — является самой крупной пиявкой в мире. Она достигает длины 45,7 см и, возможно, живет около 20 лет.
Этот вид временных кровососущих эктопаразитов, питается кровью млекопитающих путем введения в кожу хозяина длинного хоботка до 15,2 см и высасывая кровь из достаточно крупных сосудов. Молодь питается на амфибиях, взрослые особи нападают на кайманов, анаконд, капибар и домашний скот. Несколько пиявок могут убить корову. Могут нападать и на человека.
Пиявка Haementeria ghilianii считалась вымершим видом еще с 1893 года. Однако, в 1970-х году была заново открыта в пруду во Французской Гвиане д-р Роем Сойером (англ. Dr. Roy Sawyer), который поймал пару взрослых пиявок.
От одной из этих пиявок, получившей имя "Бабушка Мозес" (Grandma Moses), было получено потомство (более 750 особей за три года), давшее начало лабораторной популяции. Сейчас ее искусственно разводят в Университете Калифорнии в Беркли. В дальнейшем по результатам исследования этих пиявок было опубликовано около 46 научных статьей. После ее смерти, "Бабушка Мозес" была сдана на хранение в коллекцию Кафедры зоологии беспозвоночных, Национального музя естественной истории, Смитсоновского института.
Обитает в прибрежных зарослях водоемов. Обычно держится на дне под камнями или листовым опадом. Хорошо плавает.
День независимости: агностиды больше не трилобиты
Легендарные сланцы Бёрджесс раскрыли канадским палеонтологам очередную тайну. Среди окаменелостей кембрийского периода им удалось обнаружить остатки мягких тканей агностид — небольших ископаемых членистоногих с укороченным туловищем, традиционно считающихся трилобитами. Однако, разглядев фоссилизированные трупики агностид повнимательнее, ученые решили отказаться от традиционных взглядов на этот вопрос и выделить коротышек в отдельную группу.
Напомним, что агностидами называют небольших морских членистоногих, панцирь которых состоял из относительно крупных головного и хвостового щитов, соединенных между собой парой туловищных сегментов. Главное отличие представителей Agnostida от всех прочих трилобитов до самого последнего времени заключалось как раз в этом небольшом количестве туловищных сегментов (сегментов торакса). Если у классических трилобитов их обычно с десяток или даже больше, то у ангостид это число никогда не превышало трех. Да и размеры, редко выходящие за один сантиметр, маловаты для классических броненосцев палеозойских морей.
Сомнения в том, что агностиды являются трилобитами, у специалистов зародились достаточно давно. Но подтвердить их удалось лишь сейчас, благодаря исследованию Джо Мойсюка (Joe Moysiuk) из университета Торонто «Burgess Shale fossils shed light on the agnostid problem», опубликованному в Proceedings of the Royal Society B. Согласно данным Джо, агностиды безусловно приходятся трилобитам родственниками, но если вдуматься — не такими уж и близкими.
— Мы описываем исключительной сохранности мягкие ткани взрослых особей агностинидов Peronopsis и Ptychagnostus из среднего кембрия Берджесс Шейл (Walcott Quarry и Marble Canyon, Британская Колумбия, Канада), — рассказывает аспирант Мойсюк. — Комплекс наших данных подтверждает, что агностиниды вели нектобентический и детритоядный образ жизни. Их голова с шестью члениками, несущими отростки, отличается и от трилобитов с их четырьмя члениками, и от Mandibulata, для которых типичны пять члеников. В нашей филогении агностиниды являются сестринской группой для трилобитов группы Polimera.
В одном из комментариев для СМИ автор пояснил, что считает агностид чем-то вроде дальних родственников трилобитов, которые связаны с ними более тесно, чем с другими членистоногими, такими как ракообразные, паукообразные и другие.
Исследователи Джо Мойсюк и Жан-Бернар Карон
— Эти животные очень долгое время оставались большой загадкой в отношении того, как они вписываются в древо жизни, и поэтому всегда приятно собрать свой небольшой кусочек головоломки, — добавил Джо Мойсюк.
Источник: Paleonews.ru
Самый опасный хищник на планете. Угадайте кто?
Учёные решили сопоставить силу, агрессивность, скорость, смертоносность увеличив размер до полуметра (и, соответственно уменьшив некоторых хищников до такого размера).
Знакомьтесь с победителем. Он живёт в Вашем местном пруду.
Только это не совсем сам победитель.
Точнее он имеет непосредственное отношение к королю хищников.
Познакомьтесь с его потомством.
И представьте, что вместо рыбки... Ну, слон, к примеру.
Всем добра)))))
Летящей походкой
Морские звезды "ходят" с помощью многочисленных амбулакральных ножек.
Готовы к Евро-2024? А ну-ка, проверим!
Для всех поклонников футбола Hisense подготовил крутой конкурс в соцсетях. Попытайте удачу, чтобы получить классный мерч и технику от глобального партнера чемпионата.
А если не любите полагаться на случай и сразу отправляетесь за техникой Hisense, не прячьте далеко чек. Загрузите на сайт и получите подписку на Wink на 3 месяца в подарок.
Реклама ООО «Горенье БТ», ИНН: 7704722037