Ученые обнаружили у губок подобие нервных клеток
Морских губок сложно назвать живыми существами, так как на живых они похожи не больше, чем те губки, которые лежат возле вашей раковины. У них отсутствуют мышцы, поэтому они не могут двигаться. В результате им приходится всю жизнь лежать на дне океана. Кроме того, у них нет других органов, таких как кишечник или жабры. Разумеется, отсутствуют и нервные клетки. Поэтому питаются губки теми питательными веществами, которые оказываются у них на пути. Однако у них имеются клетки, причем как недавно выяснилось, некоторые из них даже похожи на нервные. Эти клетки, как и те, с которыми они взаимодействуют, содержит такие же гены, как и нервные клетки у живых существ. Причем два типа клеток способны взаимодействовать и тем самым координировать систему питания. Таким образом они являются примитивным аналогом мозга развитых существ.
Главная особенность нервных клеток заключается в том, что они способны общаться между собой, передавая информацию, а точнее электрические импульсы, с молниеносной скоростью. Для этого помимо самого тела клетки они содержат отростки, которые связаны с другими клетками. Эти соединения между клетками называются синапсами, они располагаются между каждым нейроном.
Нервная клетка создает и посылает электрический импульс, когда получает стимуляцию. Этот импульс перемещается к следующему нейрону. Принимающая клетка активируется нейромедиатором и запускает такой же сигнал, который также передается соседней клетке. К слову, ранее считалось что нервные клетки не восстанавливаются. Но, как выяснилось позже, это было заблуждением — нервные клетки восстанавливаются.
Принцип работы сети нервных клеток науке уже хорошо известен, однако остается вопрос — как сформировалась такая сложнейшая система коммуникаций между клетками? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые обычно обращаются к простейшим живым существам, таким как губки, которые появились на самых ранних этапах эволюции.
Особенность нервных клеток заключается в способности молниеносно посылать и принимать сигналы
Таки поступили исследователи из Европейской лаборатории молекулярной биологии. Если их выводы подтвердятся, это будет большим прорывом в понимании происхождения неровной системы.
Губки содержат сеть каналов, которые соединены между собой. В этих каналах находятся пищеварительные камеры, покрытые пищеварительными клетками с плетевидными выступами. Последние подобно насосу обеспечивают втягивание воды, которая проходит через сетчатые клетки, при этом мелкие питательные частицы остаются на их поверхности.
Чтобы получить больше информации о строении губок, сотрудники EMBL использовали технологию секвенирования, которая позволяет получить информацию обо всех имеющихся в организме генах. Также они выяснили какие из генов в каких клетках активны. В статье, опубликованной в Science говорится, что в общей сложности авторы работы выделили у губок 18 различных типов клеток, в которых активны разные наборы генов.
Схема строения губки, существа, которое появилось на самом раннем этапе эволюции
Некоторые из клеток напоминают специализированные клетки, которые содержатся в организме человека и развитых животных. В частности, были обнаружены клетки, генная активность которых напоминает клетки мышц у животных. Благодаря им губки могут сокращаться и расширяться. Но больше всего внимание ученых привлекли другие клетки, который первоначально назывались нейроидными, или центральными. Таких клеток в организме губок не много, и все они находятся в центре пищеварительных камер.
Авторы утверждают, что у этих клеток есть активные гены, связанные с синапсом. Они посылают сигнал пищеварительным клеткам, которые находятся с ними по соседству. Среди генов последних ученые обнаружили те, которые содержатся в принимающих клетках.
“Это было захватывающее открытие, потому что оно позволило нам предположить, что первые нервные системы животных, возможно, эволюционировали, чтобы регулировать питание” — говорит Массер, главный автор исследования.
Чтобы убедиться, действительно ли у губок взаимодействуют клетки двух разных типов, ученые использовали новую технологию визуализации при помощи рентгеновских лучей, полученных в специальном аппарате синхротроне. Когда они увеличили трехмерное изображение нейроидных клеток, предположение подтвердилось — они действительно изменяют поведение пищеварительных клеток.
Как предполагают исследователи, пищеварительные и нейроидные клетки могут быть дальними предками нервных клеток. Правда, чтобы доказать это, ученым придется провести дополнительные исследования. Напоследок отмечу, что изучая таких существ, как губки, некоторые ученые пришли к выводу, что для живых существ нормальным состоянием является сон, а не бодрствование. Недавно я об этом рассказывал в статье, посвященной потребности организма во сне.
© 2004-2020, «Техника и технологии». Все права защищены.
* XML, HTML | Реклама на сайте