Материалы портала «Научная Россия»

Одноклеточные водоросли координируют движения своих жгутиков

Одноклеточные водоросли координируют движения своих жгутиков
Делать это им помогают эластичные волокна, соединяющие «конечности» между собой внутри клетки.

Одноклеточные водоросли (Algae) координируют движения своих жгутиков и ресничек, чтобы плавать в разных «стилях». Такое открытие сделали ученые с кафедры прикладной математики и теоретической физики Кембриджа, под руководством профессора сложных физических систем Рэя Голдштейна (Ray Goldstein). Их статью, опубликованную в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, пересказывает пресс-релиз Кембриджского университета.

Пронаблюдав за одноклеточными водорослями в микроскоп, ученые увидели, что многие из них, имея два отростка или больше, могут с помощью них передвигаться по-разному —  совершая резкие рывки (подобно взмывающей в воздух при приближении врага антилопе) или пускаясь в равномерный «галоп» (в последнем случае схема движения четырех жгутиков та же, что и у галопирующей лошади).

Поскольку у высших многоклеточных животных, включая упомянутых копытных, сложные схемы движения конечностей координируются центральной нервной системой, естественно возник вопрос: что позволяет добиваться того же результата одноклеточным существам, у которых нервов вообще нет? «Я сразу же понял, что такое поведение может вызываться скорее чем-то внутри клетки, нежели пассивной гидродинамикой. Потом, конечно, чтобы доказать это, мне пришлось расширить мою коллекцию видов [одноклеточных]», — рассказал доктор Кристи Ван (Kirsty Wan), один из соавторов исследования.

Анализ показал, что этим «чем-то» являются ластичные волокна, соединяющие «конечности» между собой внутри клетки водоросли. В экспериментах кембриджских ученых разрыв такого волокна, связывающего между собой два жгутика одноклеточной водоросли хламидомонады (Chlamydomonas), приводил к полной раскоординации их движений. А вот удаление одного из жгутиков никак не влияло на движения второго.

Гидродинамика, впрочем, тоже играет важную роль в движении жгутиков и ресничек. Однако не у одноклеточных организмов, которым в силу своего размера приходится полагаться в основном на внутренний механизм координации, а у многоклеточных — например, личинок некоторых морских червей и моллюсков, которые также плавают с помощью ресничек. Координация движений ресничек при этом, как доказал недавно тот же научный коллектив, во многом происходит за счет тока воды.

«Как физики, мы склонны обобщать и искать во всем универсальные принципы, однако живой мир часто дает нам многие интересные контрпримеры. До сих пор в науке бытовало много соперничающих теорий относительно координации движения жгутиков, но я думаю, что мы смогли, наконец, разобраться, как эти разные организмы используют по максимуму то, что у них есть», — резюмировал профессор Голдштейн.

Напомним, в прошлом году израильские ученые выяснили, как осьминог, имея мозг меньше человеческого, умудряется так виртуозно координировать движения множества своих щупалец.

algae жгутики координация движений одноклеточные водоросли

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий