Медузы в неволе

Австралийским учёным из Центра исследований рифов (CRC Reef Research Centre) впервые удалось вырастить в неволе медузу Carukia barnesi, обладающую смертоносным жалом.

Медуза-убийца на самом деле крошечная — длина её купола всего-навсего 12 миллиметров. Однако именно на это животное возлагается ответственность за возникновение синдрома Ируканджи (Irukandji syndrome), который убил в Австралии двух туристов в 2002 году.

Всё начинается с укуса, подобного комариному. В течение часа жертвы испытывают сильную боль в пояснице, прострелы по всему тела, судороги, тошноту, рвоту, обильно потеют и кашляют.

Последствия крайне серьёзны: от паралича до смерти кровоизлияния в мозг или остановки сердца.

Захваченная медуза прошла планктоническую стадию и теперь содержится в аквариуме. Добиться размножения медуз в неволе было первой стадией в развитии противоядия. В целом же потребуется изучить от 10 тысяч до миллиона медуз.

Регенерация полипов и медуз.

Если у полипа отрезать верхний конец, то через несколько дней от поверхности разреза отрастает новый головной отдел с ротовым отверстием и щупальцами. Если отрезать участок стебля полипа или корнеобразного стелющегося побега и инкубировать в воде, то из него может образоваться новый полип. Подобным образом из фрагмента, вырезанного у медузы, если он достаточно велик, мо­жет образоваться медуза, совершенно нормальная как в морфоло­гическом, так и в функциональном отношении.

Процесс регенерации специфичен, т. е. из фрагмента ткани по­липа образуется только полип, а из фрагмента ткани медузы - только медуза. Эта специфичность даже более узкая, те. из фраг­мента ткани регенерирует полип того же типа.

Так, из участков стебля гидрактиний могут образоваться раз­ные типы полипов: из фрагментов стебля питающих полипов - только питающие полипы, а из фрагментов репродуктивных полипов - только репродуктивные полипы.

Эти данные позволяют сде­лать два вывода.

1.      Поскольку во взрослом функционирующем организме кишеч­нополостных имеются специализированные клетки (книдобласты, эпидермальные, железистые, мышечные, нервные клетки и т. д.), то при регенерации из кусочка ткани они должны возникать либо из таких же уже имеющихся клеток, либо в результате трансфор­мации одного типа клеток в другой.

2.      Фрагменты тканей, вероятно, «знают», из какого взрослого организма они произошли, и перестраиваются в соответствии с этим.

Сравните эти результаты и выводы с результатами и вывода­ми, полученными при исследовании регенерации у ацетабулярии, описанной в седьмой главе. Обратите внимание на то, что они в основном сходны, за исключением того, что в одном случае речь идет о регенерации структуры из части, состоящей из клеток, а в другом - клеток нет, но специфическая   организация существует.

При изучении регенерации кишечнополостных из фрагментов стебля обнаружены и другие интересные особенности (рис. 9-5). Во-первых, скорость и полнота регенерации нового головного отде­ла зависят от того, из какой части стебля взят фрагмент. Если сте­бель полипа разрезать на несколько фрагментов равного размера, то фрагмент, ближе всего расположенный к головному отделу (дистальный конец), наиболее быстро и полно образует новый головной конец, а фрагмент, взятый из самой нижней части стебля (проксимальный конец),наиболее медленно. Другими словами, вдоль всего стебля существует градиент способности к образованию нового головного отдела. Кроме того, если в одном участке стебля регенерирует новый головной отдел, то его образование в другом участке подавляется. Например, на фрагменте стебля умеренной длины образуется только один новый головной отдел, причем всег­да только в области разреза на дистальном конце фрагмента. Од­нако если воспрепятствовать регенерации головного отдела на ди­стальном конце, надев на него стеклянный колпачок, то головной отдел возникнет из проксимального конца (хотя медленнее, чем из дистального). Избежать действия одного конца фрагмента на дру­гой можно двумя способами: 1) использовать достаточно длинный фрагмент ствола, чтобы оба конца находились на значительном расстоянии друг от друга, и 2) путем физиологического разобще­ния двух концов. Последнее можно осуществить, перевязав фраг­мент ствола посередине и предотвратив тем самым перемещение веществ и клеток. При этом головные отделы регенерируют на обоих концах фрагмента, причем никаких конкурентных отноше­ний не отмечено.

Выше на фото - перпурная медуза, Калифорния.

Это явление характерно и для других развивающихся систем. Примером может служить развитие задней конечности у куриных зародышей. Как будет описано в гл. 10, конечность возникает в виде небольшого выроста в определенном участке боковой поверх­ности зародыша. Показано, что окружающие участки также могут образовать конечность. Почему же конечность образуется именно там, где она образуется, и почему другие участки, из которых она может развиться, в норме не образуют конечности?

Система, в которой в определенном направлении могут разви­ваться многие части, но в действительности развивается только од­на, называется морфогенетическим полем. Мы подробно рассмот­рим эту систему в следующем разделе. Доминирование одной час­ти поля над другой обеспечивает упорядоченность развития. Бла­годаря этому у полипа образуется один головной отдел именно там, где он должен быть, а у цыпленка образуются также на своих местах один хвост, два крыла и две задние конечности. Кроме то­го, морфогенетическое поле обеспечивает лабильность, поскольку, если по каким-либо причинам доминирующая область морфогенетического поля разрушится, ее заменит соседняя. У кишечнопо­лостных, например, головной отдел в норме образуется только из верхней части стебля. Но если головной отдел случайно разрушит­ся, то из нижележащих тканей образуется новый.