Больше еды – больше новых щупалец

Nematostella vectensis – крохотное, похожее на цветок беспозвоночное, обитающее в неглубоких соленых лагунах вдоль побережья Северной Америки и частично Великобритании. Появившись на свет в виде подвижных личинок, в дальнейшем они зарываются в придонный ил, где и происходит их развитие до взрослой формы. Питаются морские анемоны маленькими моллюсками и ракообразными, которых они ловят своими ядовитыми щупальцами. Вплоть до недавнего времени ученые не знали, почему у некоторых анемон всего 4 щупальца, в то время как у других их может быть до 24 штук.

Чтобы разобраться в этом вопросе, специалист по биологии развития Айссам Икми из Европейской лаборатории молекулярной биологии вырастил более 1000 анемон размером с ноготь. Работая над другим проектом, Икми заметил, что чем больше анемоны ели, тем быстрее росли их щупальца, причем у некоторых новые конечности вырастали буквально за пару дней. А когда поступление пищи замедлялось, останавливался и рост щупалец. Так ученые поняли, что появление новых конечностей у морских анемон зависит от количества пищи, а в основе этого механизма лежит путь сигнальной системы клетки, который связывает поступление питательных веществ с процессом развития. Когда ученые заблокировали этот путь, известный как мишень рапамицина, анемоны перестали отращивать новые почки и щупальца, хотя их продолжали кормить с той же периодичностью.

Икми также удалось выяснить, что щупальца взрослой особи развиваются отлично от первых четырех щупалец, и отвечает за эту разницу в развитии ген в мышечных клетках. С помощью технологии CRISPR исследователи создали анемон-мутантов, у которых не было такого гена, – у этих особей первые четыре щупальца развились, как и у обычных анемон, однако других щупалец не вырастало даже при одинаковом питании.

По словам Икми, морские анемоны ведут себя как растения, несмотря на то, что по сути являются животными: из-за того, что свою жизнь они проводят на одном месте, они вынуждены постоянно приспосабливаться к изменениям экосистемы. Это делает их прекрасными кандидатами для изучения сложных взаимоотношений организма и окружающей его среды.