Една почти фантастична способност - регенериране на ампутирана глава - се оказа неотдавнашна еволюционна придобивка на четири вида червеи.
Откритието на международен екип от учени е публикувано в Proceedings of the Royal Society B и на свободен достъп в ВiorХiv.
Регенерацията на ампутирани части на тялото е необичайна, но съществува при много животински видове - от саламандри, паяци и морски звезди, които могат да възстановят някои свои части до лентовия червей, който може да регенерира цял индивид от малко парче тъкан. Но регенеративните способности като цяло се приемаха за древна черта, която някои видове са успели да запазят, докато повечето са загубили през еволюцията.
Но новото проучване опровергава тези представи. При проучване на 35 вида морски лентови червеи, изследователите откриват, че способността да регенерират цяла глава, включително мозък, се е развила сравнително наскоро при четири различни вида, съобщава ScienceDaily.
„Това откритие показва, че когато сравняваме групи от животни, не можем да приемем тяхното родство единствено въз основа на способността им да се регенерират”, коментира Александра Бели (Alexandra Bely), доцент по биология в Университета на Мериленд и един от съавторите на проучването. „Възможно е един от таксоните да е придобил умението не толкова отдавна”.
До известна степен всички животни могат да възстановяват загубени части на тялото. Дори хората възстановят повредената кожа над рана. Но линиите, които се отклоняват много рано в еволюционната история - като гъби, хидроиди и ктенофори - често да израстат от много малки части. Тъй като животните еволюират към по-голяма сложност, регенеративните способности стават по-малко драматични.
Анализът на това къде и кога настъпват промените в регенеративните способности на различните групи на дървото на живота може да послужи като ключ към начина, по който възниква самият процес.
Това ново изследване представя най-ясната документация на животните, които имат регенеративни способности и може да хвърли светлина върху характеристиките, необходими за развитието на тази способност.
За да извършат проучването, изследователите събират лентови червеи покрай бреговете на САЩ, Аржентина, Испания и Нова Зеландия от 2012 до 2014 г. Извършват регенерационни експерименти върху 22 вида, като ги разделят на две части - предна и задна - и наблюдават способността им да се регенерират. Проучват и информацията за 13 други вида червеи от предишни изследвания.
Всички видове са успели да възстановят изцяло тялото си като отново израства задната им част. Само осем вида са в състояние да регенерират главите си и да възстановят цял индивид само от задната част на тялото. Четири от тях са били известни от предишни проучвания и четири се оказват нови.
Успешна предна регенерация (H-L).Равнината на предната ампутация е показана с двойни плътни стрелки. Панелите J-L показват времеви серии на регенерация на един и същ експериментален индивид. PAL: Palaeonemertea; PIL: Pilidiophora; dpa: дни след ампутацията. A phylum-wide survey reveals multiple independent gains of head regeneration in Nemertea, Eduardo E. Zattara et al, Proceedings of the Royal Society B, 2019.
Проучванията от 30-те години на миналия век на лентовия червей Lineus sanguineus показват, че той е шампион по регенерация при животните със способността си да възстанови цялото си тяло успешно с еквивалент на само една двеста-хилядна от организма (или индивид от 68 килограма само от 0,34 грама тъкан или приблизително 1/16 от една чаена лъжичка). Този пример спечели репутацията на супер регенератори за целия тип морски лентови червеи, известни като немертини.
Естественото предположение бе, че това е древна черта, предавана от общ прародител, която някои лентови червеи започват да губят, тъй като видовете се разделят. Но с помощта на своя обзор на 35 вида изследователите реконструират еволюционния модел на регенерацията на тъканта и установяват, че това е по-скорошно развита способност, дори сред суперрегенераторите като Lineus sanguineus.
„Предполага се, че предшественикът на тази група червеи не е могъл да регенерира глава, но четири отделни групи впоследствие са развили тази способност”, коментира Бели. „Стигнахме до заключението, че тази промяна е станала само преди 10-15 милиона години”.
В еволюционно отношение това е съвременна история, отчитайки, че регенеративните способности се смяташе, че са се развили преди Камбрия преди повече от 500 милиона години.
Филогенетично разпределение на регенеративните способности в тип Nemertea. Максималната вероятностна молекулярна дендрограма е изведена от подреждане на множество последователности на два митохондриални и два ядрени маркера. Цветовете на разклоните представят изчисленото състояние на способността за предна регенерация (оранжево: отсъстваща, зелено: присъстваща). Зелените кръгове представляват еволюционни преходи. Оранжевите и зелените кутии до имена на видовете показват регенеративните способности (оранжево: отсъстваща, зелено: присъстваща), получени експериментално или взети от литературата. Лентите вдясно показват дните за завършване на предната регенерация. Линиите отдясно показват най-дългото време за оцеляване в дни без глава, при видове, където липсва. За експериментално оценените видове, † показва естествена смърт, докато К показва жертва или случайно смърт на най-дългия преживял индивид. A phylum-wide survey reveals multiple independent gains of head regeneration in Nemertea, Eduardo E. Zattara et al, Proceedings of the Royal Society B, 2019.
Възможностите за изучаване на преимуществата на регенеративните способности могат значително да подобрят разбирането на учените за стратегиите за развитие, които позволяват и подобряват регенерацията. Например, някои от червеите без способност за регенерация на главите в проучването са оцелявали без глави. Това би могло да означава, че е имало може би предшественик на развитието на способността да се регенерира главата, защото преживяването на ампутация достатъчно дълго за регенерация може да е била първата еволюционна стъпка.
Тези нови видове могат да послужат като моделни обекти за изследване на регенерацията, което ще позволи по-добро разбиране на еволюционния път на ценната суперсила. Плановете на научния екип в момента включват проучвания на молекулярните механизми, които са довели до такива способности.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари