Учёные выяснили, почему некоторые виды неспособны регенерировать утерянные части тела

---

Читайте также:
Собственнику выдано уже третье предписание об устранении нарушений, но ситуация на опасном замусоренном участке на Зелёной, 26 в Великом Новгороде не меняется месяцами (17.11.2024).

---

Способность восстанавливать потерянные органы распространена не у всех видов. Учёные предоставили важные наблюдения по этому вопросу.

Исследователи из Института имени Макса Планка по мультидисциплинарным наукам в Геттингене обнаружили возможное объяснение в планарных плоских червях. Анализируя способность регенерации головы у большого количества видов планар, они выяснили, что эти способности сильно варьируются и зависят от того, как разные виды размножаются.

Мифическое существо, многоголовая Гидра, было ужасающим, потому что на месте каждой отрубленной головы вырастали две новые. Однако животные, способные регенерировать части своего тела, существуют и в реальном мире. Некоторые виды планар действительно мастера в области регенерации. Даже когда их разрезают на множество маленьких кусков, каждый кусок восстанавливается в полноценного червя. Другие виды планар, однако, не могут восстанавливать отсутствующие или повреждённые органы или ткани.

Регенерация является исключением в животном царстве, несмотря на то, что это огромное преимущество для выживания. Но у многих животных и человека эта способность отсутствует.

Йохен Ринк, директор Института имени Макса Планка по мультидисциплинарным наукам, сообщает, что маленькие беспозвоночные находятся во всех уголках мира, их можно найти в прудах, ручьях, на суше или даже в море. В крупнейшем сравнительном исследовании планар исследователи изучали способность 36 видов восстанавливать свои головы. После разрезания червей микрохирургическим ножом команда наблюдала, насколько хорошо черви могли восстанавливаться.

Учёные выделили три группы, говорит Мигель Вила-Фарре, первый автор статьи, опубликованной в журнале Nature Ecology and Evolution. Первая группа имеет малую или отсутствующую способность к регенерации, вторая - ограниченную способность заменять части тела, а третья - надёжную регенерацию. Учёные затем определили, на каком этапе эволюции различные виды приобрели или потеряли способность регенерировать свои головы. Используя анализ филогенетического древа на основе генетических маркеров, они обнаружили, что эволюция регенерации головы была неожиданно динамичной. Способность регенерировать органы и ткани развивалась несколько раз независимо друг от друга у разных видов планар, и некоторые виды со временем утратили её. Тем не менее, ограниченная или отсутствующая способность к регенерации базируется на одном и том же молекулярном механизме.

Команда Ринка уже знала из предыдущих экспериментов, что молекулярные сигналы имеют значительное влияние на способность к регенерации. Директор Макс-Планка объясняет, что в регенерации планар действует конкретный сигнальный путь, действующий как молекулярный выключатель. Если так называемый сигнальный путь Wnt включен, начинается регенерация хвоста. Когда переключатель выключен, всегда формируется голова.

Когда учёные подавили сигнальный путь Wnt у разных видов планар, их способность к регенерации улучшилась. Даже виды с ограниченной способностью к регенерации, такие как австралийский вид Cura pinguis, смогли формировать новые структуры, напоминающие голову. Учёные показали, что сигнальный путь Wnt также играет важную роль в формировании и поддержании репродуктивной системы. Группа исследовала штаммы планарного вида Schmidtea mediterranea, которые размножаются либо асексуально, либо сексуально. Планары, размножающиеся асексуально, разделяются на две части, которые восстанавливаются. Эти виды полагаются на регенерацию для размножения. В отличие от них виды с ограниченной способностью к регенерации размножаются практически исключительно сексуально. Это означает, что они откладывают яйца и не нуждаются в регенерации частей тела для размножения. Это соответствует результатам исследования: сигнальный путь Wnt был гораздо более активным в сексуальном штамме Schmidtea mediterranea.

Учёные предполагают, что более высокие уровни сигнального пути Wnt способствуют формированию яичек и желтков, но в ущерб способности к регенерации, так как это зависит от ингибирования пути Wnt. Взаимодействие между сигнальным путём Wnt и репродуктивной системой определяют приобретение или утрату способности к регенерации у различных видов планар. Учёные полагают, что способность к регенерации у планар развилась не с целью "восстановления" ран, а с целью размножения через деление. Это предоставляет возможное объяснение тому, почему природа породила планар со способностью к регенерации и тех, у кого эта способность отсутствует.