Гидры не стареют
В благоприятных условиях гидры могут жить годами, десятилетиями и столетиями, не старея и не теряя в плодовитости.
С гидрами мы встречаемся ещё в школе: с одной стороны, гидрой звали мифическое чудище, фигурирующее в одном из подвигов Геракла, с другой – то же имя носят крохотные кишечнополостные, обитающие в пресноводных водоёмах. Размер их тела – всего 1-2 см, внешне они выглядят, как трубки с щупальцами на одном конце; но, несмотря на небольшие размеры и сидячий образ жизни, они всё-таки хищники, которые с помощью щупалец и находящихся в них стрекательных клеток обездвиживают и хватают добычу – существ ещё более мелких, чем сами гидры.
При этом у них есть одна особенность, которая упоминается в любом учебнике по биологии. Мы говорим о чрезвычайно развитой способности к регенерации: гидра может восстановить любую часть своего тела благодаря огромному запасу плюрипотентных стволовых клеток. Такие клетки способны бесконечно делиться и давать начало всем типам тканей, всем разновидностям других клеток. Но когда стволовая клетка в процессе дифференцировки становится мышечной, или нервной, или какой-то ещё, делиться она перестаёт. И у человека такие «всемогущие» стволовые клетки есть только на ранних этапах эмбрионального развития, а потом их запас быстро исчерпывается; вместо них появляются другие, более специализированные стволовые клетки, которые так же могут делиться очень много раз, но принадлежат они уже каким-то отдельным тканям. Гидре же повезло больше, с ней «всемогущие» стволовые клетки остаются на всю жизнь.
Но сколько длится жизнь гидры? Если она способна постоянно обновлять сама себя, следует ли отсюда, что она бессмертна? Известно, что даже стволовые клетки, которые есть у взрослых людей и животных, постепенно стареют и тем самым вносят свой вклад в общее старение организма. Может ли быть так, что гидре старение незнакомо? Джеймс Воупал (James W. Vaupel) из Института демографических исследований Общества Макса Планка и его коллеги утверждают, что так оно и есть. В статье в журнале PNAS авторы работы описывают результаты многолетнего эксперимента с 2 256 гидрами «в главных ролях». Животные росли в лаборатории и в почти идеальных условиях: у каждого был свой участок, никакого недостатка в еде и регулярная, три раза в неделю, замена воды в аквариуме.
Старение легче всего заметить по увеличивающейся смертности (то есть в молодой популяции умирать будут реже, чем в старой) и по снижению плодовитости. Однако за восемь лет наблюдений ничего такого не случилось. Уровень смертности был всё время постоянным и составлял примерно один случай на 167 особей в год, независимо от возраста. (Среди обитателей лаборатории были 41-летние экземпляры, которые, однако, представляли собой клоны, то есть биологически они были гораздо старше, но как отдельно взятый индивидуум их наблюдали только последние несколько лет.) Плодовитость – у гидр, кроме бесполого самоклонирования, есть и половое размножение – тоже оставалась постоянной у 80%. У остальных 20% она то повышалась, то понижалась, что, вероятно, происходило из-за изменений в условиях обитания – ведь даже в лаборатории какие-то факторы остаются неучтёнными.
Конечно, в естественных условиях, с хищниками, болезнями и прочими экологическими неприятностями гидрам вряд ли в полной мере удаётся насладиться вечной юностью и бессмертием. Однако сами по себе они, очевидно, действительно не стареют и, как следствие, не умирают. Возможно, что на Земле есть ещё какие-то организмы с таким же удивительным свойством, но, если пытаться и дальше разгадывать биологическую загадку старения – и его отсутствия – гидра остаётся всё-таки наиболее удобным объектом исследования.
Два года назад тот же Джеймс Воупал с коллегами опубликовал в Nature статью, в которой говорилось о связи старения и продолжительности жизни. Оказалось, что у многих видов смертность никак не меняется с возрастом, а у некоторых вероятность умереть молодым оказывается даже выше. Гидра в той работе тоже присутствовала: согласно расчётам, даже через 1 400 лет 5% гидр в лабораторном аквариуме будут оставаться в живых (остальные просто равномерно умрут за такой более чем внушительный срок). Как видим, в целом результаты с этими кишечнополостными получились столь любопытными, что сейчас с ними сделали ещё одну отдельную статью.
Автор: Кирилл Стасевич
Источник
Гидра: удивительное животное, которое почти невозможно убить
В древнегреческой мифологии фантастическое существо Гидра Лернейская представляло собой чудовищную девятиголовую змею, которая считалась непобедимой, потому что на месте отрубаемых голов у нее вырастали новые, и потому Гераклу стоило больших трудов ее уничтожить. В природе существует похожее по своим качествам небольшое водное животное, которое в честь своего мифологического «предка» гордо носит имя «гидра».
К какому типу животных относится гидра?
Гидры (с латинского Hydra) относятся к роду пресноводных сидячих кишечнополостных из класса гидроидных. Тип — стрекающие.
Гидра: что за существо?
Тело гидры имеет цилиндрическую форму с ротовым отверстием и щупальцами с одной стороны и подошвой для крепления к опорам с другой. Щупальцев насчитывается от 4 до 12 штук. Само существо гидра, с точки зрения жизненной формы, является полипом: не образует колоний и медуз.
По внутреннему строению гидра не отличается от других кишечнополостных: тело представляет собой двухслойный мешок, который образует замкнутую кишечную полость. Внешний слой клеток получил название эктодерма, а внутренний — энтодерма. Функцию опоры между ними выполняет мезоглея — специальное студенистое вещество. В состав эктодермы и энтодермы входят несколько разновидностей клеток. Мы расскажем об основных.
- Эпителиально-мускульные клетки. Их в организме гидры больше всего. Эти клетки формируют мускульные волоконца — за счет их сокращений и расслаблений гидра передвигается в воде.
- Стрекательные клетки. Разумеется, основное их число группами (или батареями) находится на щупальцах гидры. В этих клетках располагается капсула со свернутой стрекательной нитью, а чувствительные волоски на ней играют вспомогательную роль. Дело в том, что при касании этих волосков жертвами, из клетки сразу выстреливает стрекательная нить — некоторые нити (в зависимости от клетк, к которой они присоединены) способны впрыскивать яд в нужный гидре организм для пищи.
- Промежуточные клетки. Они как раз и отвечают за регенерацию в организме гидры — кишечнополостное имеет способность восстанавливать утраченные части тела.
В верхней части цилиндрического тела гидры длиной всего в 1−2 см расположен рот, окруженный венчиком из 5−12 маленьких щупалец, с помощью которых она постоянно охотится за добычей, и которые обладают способностью регенерироваться также, как и лучи у морских звезд, если эти щупальца отрезать или оторвать.
Как размножается гидра?
Гидра, как простейшее, способна размножаться как половым, так и бесполым путем. Все зависит от внешних условий. В большинстве случаев почкование происходит летом, когда вода имеет благоприятную температуру и в среде обитания достаточно пищи, а образование половых клеток в эктодерме — холодной осенью. Зимой взрослые особи погибают, но оставляют яйца: так весной появятся другие гидры.
Бесполое размножение гидры
Сначала в нижней части тела гидра появляется выпуклость — со временем ее размеры увеличиваются. По окончании роста здесь образовываются щупальца, а далее прорывается рот. Дочерняя особь после полноценного формирования наклоняется и зацепляется щупальцами за субстрат, в то время как гидра-мать отходит в обратную сторону и также удерживает себя за ближайший объект. Получается, что гидры, растягивая друг друга, разъединяются. В итоге щупальца выпрямляются и начинают смотреть вверх. Интересно, что при таком размножении не формируются колонии: гидры в этот сезон существуют одиночно.
Половое размножение гидры
Половые клетки, как мы рассказали ранее, образуются в эктодерме гидры в осенний период. В этом случае для размножения формируются яйца (нижняя часть тела) и специальные бугорки — мужские гонады (у ротовой полости). Начинают развиваться спермотозоиды с длинными жгутиками на концах, которые помогают перемещаться в воде для того, чтобы добраться до яйца и оплодотворить его. Далее зародыш покрывается защитной пленкой (чтобы не пострадать в холода) и перемещается на дно водоема. Окончательное «рождение» произойдет только весной.
Может ли гидра умереть?
Способность гидр восстанавливать «потерянные» части тела восхищает ученых уже не одно столетие. Однако регенеративные возможности гидр на самом деле оказались намного более сложными и удивительными — чем-то из области фантастики. По данным ученых из Калифорнийского университета в Беркли, это существо способно воссоздавать свое тело даже после того, как его прокрутили в мясорубке.
Целью исследования, возглавляемого Ульрихом Течнау, было установить, до каких пределов распространяется регенеративная способность гидр. Самое удивительное то, что, пройдя ножи мясорубки, размельченной в пюре гидре достаточно было сохранившейся головы, и тогда ее тело гидры начинало формироваться заново. Голова отвечала за отправку непрерывных сигналов клеткам всего остального организма, приказывая им, в какое место они должны направиться, и в какую часть тела в конечном итоге превратиться.
Мало того, ученые выяснили, что после прокручивания через мясорубку небольшие агрегации клеток головы гидры рассеиваются по остаткам тела, и из них постепенно вырастают несколько новых независимых индивидуумов. Таким образом, животное не просто самовосстанавливалось, оно могло превратиться в несколько гидр. Эти необычные особенности делает гидру существом, которое практически невозможно уничтожить.
Вот вам и лекарство от всех болезней! В том числе и от жизни! Никто не думал, что люди- это просто заболевшие белковостью тонкотелые ангелы?!
Воу воу воу, полегче, парень. Ты что вообще несешь? Какой спинной мозг, какой головной, это в 6 классе по биологии проходят, про сокращения белковых структур. Нет никаких осознанных движений у сперматозоидов. Забудь, не говори никогда и никому это вслух. хоспади, где ж этих людей учат.
"Головка и хвостик сперматозоида выполняют функцию головного и спинного мозга соответственно". Осторожнее, на вас биологи скоро охоту начнут, чтобы сжечь.
Интересно, может ли головной+спинной мозг человека точно так же управлять регенерацией некоторых частей тела или органов, если для регенерации мозгу будет предложена био-масса из мышечных клеток, костных клеток, дермических клеток и тп., или био-масса из клеток печени, почек, кишечника.. На мой взгляд, тело человека начинает формироваться по тому же принципу, как это делает гидра. Головка и хвостик сперматозоида выполняют функцию головного и спинного мозга соответственно. А яйцелетка является набором строительного материала для тела и внутренних органов. Если эмбрионально-младенческое формирование тела из набора "строительного материала" под управлением мозга возможно, то почему бы ему не быть возможным во взрослом состоянии? Главное, чтобы был в наличии неизрасходованный комплект "стройматериалов", оказавшийся в нужное время в нужном месте. Вот как-то так..
Сетевое издание TechInsider
Учредитель ООО «Фэшн Пресс»: 119435, г. Москва, Большой Саввинский пер., д. 12, стр. 6, этаж 3, пом. II;
Адрес редакции: 119435, г. Москва, Большой Саввинский пер., д. 12, стр. 6, этаж 3, пом. II;
Главный редактор: Василенок Никита Александрович
Адрес электронной почты редакции: info@techinsider.ru
Номер телефона редакции: +7 (495) 252-09-99
Знак информационной продукции: 16+
Cетевое издание зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций, регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации: серия ЭЛ № ФС 77 — 84123 от 09 ноября 2022 г.
© 2007 — 2023 ООО «Фэшн Пресс»
При размещении материалов на Сайте Пользователь безвозмездно предоставляет ООО «Фэшн Пресс» неисключительные права на использование, воспроизведение, распространение, создание производных произведений, а также на демонстрацию материалов и доведение их до всеобщего сведения.
Источник