Фото: Alfred Wegener Institute / Birgit Pöhn

Нет двух одинаковых червей: даже простейшие организмы склонны к индивидуализму

Животный мир тоже является домом для целого ряда личностей, каждая из которых ведет свой образ жизни. В исследовании, опубликованном в журнале PLOS Biology, команда под руководством Серена Хефкера и Кристин Тесмар-Райбл из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований им. Гельмгольца (AWI) и Венского университета сообщает об удивительном открытии: даже простые морские черви-полихеты формируют свою повседневную жизнь на основе сугубо индивидуальных ритмов. Это разнообразие представляет интерес не только для будущего видов и популяций в меняющихся условиях окружающей среды, но и для медицины.

На первый взгляд звезда нового исследования может показаться не особенно впечатляющей: Platynereis dumerilii всего несколько сантиметров в длину — это разновидность полихетовых червей, которые обитают в прибрежных водах от умеренной до тропической по всему миру; если ваша цель — найти выдающихся представителей животного мира, наверняка есть более подходящие кандидаты. Но это не было основной целью исследования, в котором участвовали эксперты из AWI, Лаборатории Макса Перуца в Вене, Университетов Вены и Ольденбурга, а также Католического университета Левена в Бельгии. В первую очередь исследователей интересовали внутренние часы, которые определяют суточные ритмы бесчисленных организмов.

“Биологический выбор времени важен на нескольких уровнях, — объясняет Кристин Тесмар-Райбл, биолог AWI. — Экологические связи между видами зависят от этого так же сильно, как и от биохимических процессов на клеточном уровне”.

Но как реагируют внутренние часы организмов, когда люди нагревают климат или используют искусственное освещение, чтобы превратить ночь в день? Ритмы особенно важны в их жизни: температура, доступный свет и пища, а также различные другие факторы меняются в течение дня, и организмы должны реагировать соответствующим образом. Они приспосабливают свое поведение, метаболизм и генетическую активность к этим внешним ритмам.

Однако остается неясным, будут ли они одинаково успешны в этом в будущем. И когда их внутренние часы больше не соответствуют окружающей среде, это может стать вопросом выживания.

В прошлых экспериментах команда заметила, что у червей совершенно разные суточные ритмы. Среди людей это знакомое явление: ранние пташки редко превращаются в полуночников, и наоборот. Но как насчет морских полихет? Являются ли их поведенческие различия просто случайными вариациями или у них также есть личный такт? Чтобы выяснить это, группа систематически наблюдала за повседневной активностью червей в новолуние. Что они увидели: некоторые особи становились активными каждую ночь в одно и то же время. В свою очередь, другие оказались аритмичными “домоседами”, которые проявляли активность лишь изредка — плюс, между этими двумя крайностями были различные “оттенки серого». Когда несколько недель спустя те же самые черви были замечены снова, их поведение практически не изменилось: были домоседами, ими и остались.

Чтобы получить более глубокое представление об этих различиях в поведении, группа систематически сравнивала генетическую активность в головах червей, склонных к особенно ритмичному и аритмичному поведению. Удивительно, но они обнаружили, что суточные внутренние часы работали совершенно нормально у всех особей, даже у аритмичных “домоседов”, и что количество генов с ритмичной активностью было почти таким же высоким, как у “пунктуальных” червей. Широкий спектр используемых ими стратегий может дать червям эволюционное преимущество, как предполагают эксперты. В конце концов, они обитают в прибрежной среде с сильно изменяющимися условиями; таким образом, образ жизни A может быть лучшим выбором для данного места, в то время как недалеко от него образ жизни B может быть более подходящим. Кроме того, такая форма индивидуальности может сделать их более устойчивыми к серьезным антропогенным изменениям – в трансформирующемся мире такое разнообразие увеличивает шансы хотя бы некоторых червей справиться со своими новыми обстоятельствами.

Но исследование не просто дает новое представление о морских ритмах; оно также подчеркивает тот факт, что процессы, происходящие внутри данного организма, не обязательно отражаются на его поведении: даже у червей-лежебок генетическая активность соответствует суточному ритму, даже если внешне это не заметно. И это, вероятно, верно не только для червей, но и для людей.

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Science Advances: впервые изучена слюна червей, разлагающих пластик

293 Испанские научные специалисты обнаружили червей, слюна которых способна разлагать пластик. Работа представлена в журнале …