В исследовании, опубликованном в журнале eNeuro, ученые из Колумбийского университета и Морской биологической лаборатории (MBL) Чикагского университета (США) начали взламывать нейронный код, лежащий в основе простейшего поведения гидры, при котором ее тело сокращается и растягивается. Они обнаружили, что концентрация растворенных частиц в окружающей воде – свойство, известное как осмолярность, – влияет на активность нейронной цепи в одной из нервных сетей гидры и может запустить конкретные мышечные клетки для сокращения туловища, сообщает пресс-служба MBL.
Hydra vulgaris, крошечный пресноводный организм с щупальцами, использует «сети» нейронов, разбросанных по всему его трубчатому телу, чтобы координировать растяжение, сокращение, «кувырок» и кормление. Эта простая нервная система делает гидру хорошей моделью для изучения того, как электрическая активность превращается в движение.
Чтобы выяснить, как на эту активность нервной сети гидры влияет окружающая среда, ученые меняли температуру воды, осмолярность воды, рацион питания гидры. Выяснилось, что только один из этих параметров – осмолярность – оказал влияние на сокращения в теле гидры.
Чем больше в воде было частиц сахара, тем реже сокращалось тело гидры и тем сильнее снижалась активность в одном наборе мышц. И, наоборот, чем меньше было сахара, тем активнее работала нервная цепочка «сокращение – растяжение» (СР) и тем активнее двигалась гидра. Исследователи предполагают, что нейроны СР реагируют на изменения осмолярности изменением мышечной активности, что, в свою очередь, влияет на частоту сокращений тела.
Если бы вместо сахара была соль, то ее концентрация могла бы стоить гидре жизни. Как пресноводный обитатель, лишенный развитой выделительной системы, гидра не очень хорошо оснащена, чтобы поддерживать должный солевой баланс внутри и снаружи своего тела. Вода постоянно втекает в их желудочно-сосудистые полости и выходит из них, а слишком много внутреннего солевого раствора заставляет их надуваться и буквально взрываться. Исследователи предполагают, что гидра сокращается в ответ на высокую осмолярность, чтобы «разжаться» и вытолкнуть из себя лишнюю воду.
Осмолярность влияла не только на сокращения, но и на то, как часто гидра отрывала и перемещала свою подошву (расположена на заднем конце трубчатого тела). Авторы работы планирует выяснить в дальнейших исследованиях, как и почему это происходит.
[Фото: Wataru Yamamoto]
