Незаметно для морского слизняка, краб приближается и протягивает злобный коготь, чтобы схватить один из множества пластинчатых придатков, идущих вдоль спины слизняка. Щелчок когтя, и пластина высвобождается — не оторванная крабом, а оторванная самим морским слизнем, когда он уплывает совершенно невредимым.
Это сценарий, изученный биологом-девелопером из Университета Виктории Луизой Пейдж, которая была очарована этим процессом самореза, или аутотомии, у морского слизняка с капюшоном еще с тех пор, как она была студенткой магистратуры. Коллега культивировала этих странных существ в морской лаборатории Фрайдей-Харбор при Вашингтонском университете, и Пейдж была настолько увлечена их уникальной анатомией и поведением, что их изучение стало основным направлением ее карьеры.«Это замечательное животное, я счастлива кататься на его фалдах», — восторгается она.
Melibe leonina — это вид голожаберных, морских улиток без панциря. Голожаберники бывают разных форм, размеров и цветов, но Мелибе (произносится как «мел-у-пчела») выделяется своим большим ротовым капюшоном, напоминающим полупрозрачный морской анемон, и большими веслообразными придатками на его спине.
У многих голожаберников есть эти задние придатки, известные как «cerata» (сингулярное = «ceras»). У большинства голожаберников cerata длинные и тонкие, но у Melibe они другие, они напоминают широкие задние пластины стегозавра.Но, пожалуй, самым уникальным является то, что Melibe делает с этими придатками. «Когда с ними грубо обращаются или защемляют, кажется, что ткань у основания цераты тает, и они просто отрываются», — говорит Пейдж.Она считает, что такое саморезное поведение является защитным механизмом для побега от хищников, подобно тому, как некоторые ящерицы и земноводные сбрасывают хвосты, когда их поймают.
«Я часто задавалась вопросом, может ли керата действовать как приманка, чтобы привлечь первую атаку рыбы или краба, отвести ее от капюшона, потому что оральный капюшон очень уязвим», — говорит она.«Аутотомия — это добровольная потеря придатка, и животные также должны иметь способ закрыть рану, чтобы они не истекли кровью до смерти», — объясняет она. Пейдж посвятил множество исследований решению этой физиологической загадки.Она начала с тщательного изучения области у основания керамики, известной как аутотомическая плоскость.
Она обнаружила там несколько особых структур, в том числе два мышечных сфинктера, набор продольных мышц и особые заполненные гранулами клетки, которые напрямую связаны с нервами. Эти клетки больше нигде не встречаются у животного.
«Это подозрительно похоже на то, что эти клетки могут участвовать в высвобождении чего-то, что разрушает соединительную ткань», — размышляет Пейдж. Так будет легче отделить ткань у основания керамики.Она изучила нервные сигналы, участвующие в инициировании аутотомии, и разработала модель последовательности событий, участвующих в этом процессе. Ее гипотеза: во время аутотомии продольные мышцы сильно сокращаются и создают напряжение в плоскости аутотомии.
Гранулированный материал высвобождается, разрушая соединительные ткани, а сфинктеры сокращаются, разрезая межзубные промежутки и закрывая рану.Недавно Пейдж и группа студентов-исследователей разрабатывали новые идеи, чтобы лучше понять аутотомию в Мелибе.
Такое поведение впервые проявляется у молодых особей на определенной стадии развития, поэтому она предположила, что структуры, наиболее важные для этого поведения, также должны сначала развиться в это время.Они собрали яйца мелибе в их естественной среде обитания, вылупили и культивировали личинок в лаборатории. Когда они достигли правильных стадий развития, команда Пейджа использовала специальные красители для идентификации нервов и мышечной ткани в плоскости аутотомии. Они обнаружили, что хотя заполненных гранулами клеток уже много еще до стадии, когда впервые проявляется саморазрезание, мышцы сфинктера сначала дифференцируются на этой стадии.
Это говорит Пейджу, что сфинктеры имеют решающее значение для процесса аутотомии.Пейдж намеревается продолжить изучение механизма аутотомии в Melibe и предполагает, что это может иметь более широкие последствия, чем просто лучшее понимание этого харизматичного животного.«У Мелибе есть некий механизм, резко снижающий прочность соединительных тканей на разрыв», — говорит она, отмечая, что плотные соединительные ткани в рубцах могут быть проблемой при заживлении ран.
«Может быть, это могла бы быть платформа для исследования вещей, имеющих медицинское применение», — размышляет она.Пейдж и ее студенты представили свои исследования на ежегодном собрании Общества сравнительной и интегративной биологии в Портленде, штат Орегон, в 2016 году.