08.12 - 11:37

Сидячая инфузория вновь повела себя сложно в отсутствие мозга


 

Американские ученые подтвердили, что сидячие инфузории несколькими способами реагируют на внешние раздражители. Конкретный комплекс движений применяется в зависимости от ситуации, сообщается в Current Biology. Долгое время одноклеточным отказывали в способности иметь столь сложное поведение, так как нервной системы, которая должна обеспечивать различные двигательные реакции, у них нет.
Инфузории — одни из самых сложно устроенных одноклеточных эукариот (организмов, чьи клетки имеют ядра). У них множество специализированных органоидов, которые по функциям аналогичны органам многоклеточных. Большинство инфузорий активно двигается с помощью ресничек, и даже прикрепленные формы способны перемещаться: сжимать и разжимать «ножку», которой держатся за субстрат, либо вообще отделяться от него и переплывать на другое место.

Множество движений, которые совершают инфузории, хочется классифицировать и по возможности связать их с внешними событиями, запустившими эти движения. Такую работу в 1906 году проделал американский зоолог Герберт Спенсер Дженнингс (Herbert Spencer Jennings) со Stentor roeseli — крупной сидячей инфузорией (этот род еще называют трубачами). Дженнингс направлял на прикрепленное одноклеточное поток частиц порошка кармина и смотрел, как одноклеточное пытается избежать встречи с этим неприятным стимулом: наклоняется в противоположную от потока сторону, меняет направление вращения ресничек, чтобы случайно не захватить внутрь клеточного рта порошок, сжимается или вообще отделяется от субстрата и уплывает.

Однако более поздние эксперименты в 1960-х не подтвердили наблюдения Дженнингса и инфузориям снова отказали в наличии сложных форм поведения. Зоологи пытались воспроизвести опыты на другом виде инфузории — Stentor coeruleus. Этот трубач по способу ловли добычи несколько отличается от Stentor roeseli, поэтому уже в наши дни на это обратили внимание исследователи из Дартмутского колледжа во главе с Джереми Гунаварденой (Jeremy Gunawardena). В новом исследовании они решили экспериментировать именно со S. roeseli, так как его реакции и реакции S. coeruleus, скорее всего, не совпадают.
Дартмутские биологи помещали в каплю воды, где находились стенторы, стеклянную микропипетку, через которую выдували полистироловые бусины с покрытием из азида натрия (NaN3). (Кармин также пытались использовать, но на него никакие инфузории практически не реагировали.) Реакции инфузорий записывали на видео. Стимуляцию для каждой инфузории повторяли неоднократно, и новый выброс бусин производили только тогда, когда стентор возвращался в состояние покоя. Эксперименты вели на протяжении нескольких месяцев.

Гунавардена и коллеги обнаружили у Stentor roeseli те же четыре реакции в ответ на поток неприятных инфузории частиц, что и Дженнингс. Авторы допускают, что для стентора «обстрел» кармином и «обстрел» бусинами с азидом натрия не одно и то же, но если и так, получается, что у одноклеточного есть общая стратегия реагирования на однотипную — пусть и разную — стимуляцию. Важно, что комплексы движений чаще всего шли в некоторой иерархической последовательности: трубачи редко сразу отделялись от субстрата, но пытались сначала увернуться от потока бусин или сжаться. Опять же, за сжатием не шло изменение направления движения ресничек: оно предваряло попытку инфузории уменьшиться.

ЗоологияБиология 17:05 06 Дек. 2019 Сложность 3.2
Сидячая инфузория вновь повела себя сложно в отсутствие мозга

Stentor roeseli

Proyecto Agua / Flickr

Американские ученые подтвердили, что сидячие инфузории несколькими способами реагируют на внешние раздражители. Конкретный комплекс движений применяется в зависимости от ситуации, сообщается в Current Biology. Долгое время одноклеточным отказывали в способности иметь столь сложное поведение, так как нервной системы, которая должна обеспечивать различные двигательные реакции, у них нет.
Инфузории — одни из самых сложно устроенных одноклеточных эукариот (организмов, чьи клетки имеют ядра). У них множество специализированных органоидов, которые по функциям аналогичны органам многоклеточных. Большинство инфузорий активно двигается с помощью ресничек, и даже прикрепленные формы способны перемещаться: сжимать и разжимать «ножку», которой держатся за субстрат, либо вообще отделяться от него и переплывать на другое место.

Множество движений, которые совершают инфузории, хочется классифицировать и по возможности связать их с внешними событиями, запустившими эти движения. Такую работу в 1906 году проделал американский зоолог Герберт Спенсер Дженнингс (Herbert Spencer Jennings) со Stentor roeseli — крупной сидячей инфузорией (этот род еще называют трубачами). Дженнингс направлял на прикрепленное одноклеточное поток частиц порошка кармина и смотрел, как одноклеточное пытается избежать встречи с этим неприятным стимулом: наклоняется в противоположную от потока сторону, меняет направление вращения ресничек, чтобы случайно не захватить внутрь клеточного рта порошок, сжимается или вообще отделяется от субстрата и уплывает.


Систематическое положение Stentor roeseli (A), его строение (B) и двигательные реакции, как описал их Дженнингс (C)

Joseph P. Dexter, Sudhakaran Prabakaran, Jeremy Gunawardena / Current Biology, 2019

Поделиться

Однако более поздние эксперименты в 1960-х не подтвердили наблюдения Дженнингса и инфузориям снова отказали в наличии сложных форм поведения. Зоологи пытались воспроизвести опыты на другом виде инфузории — Stentor coeruleus. Этот трубач по способу ловли добычи несколько отличается от Stentor roeseli, поэтому уже в наши дни на это обратили внимание исследователи из Дартмутского колледжа во главе с Джереми Гунаварденой (Jeremy Gunawardena). В новом исследовании они решили экспериментировать именно со S. roeseli, так как его реакции и реакции S. coeruleus, скорее всего, не совпадают.
Дартмутские биологи помещали в каплю воды, где находились стенторы, стеклянную микропипетку, через которую выдували полистироловые бусины с покрытием из азида натрия (NaN3). (Кармин также пытались использовать, но на него никакие инфузории практически не реагировали.) Реакции инфузорий записывали на видео. Стимуляцию для каждой инфузории повторяли неоднократно, и новый выброс бусин производили только тогда, когда стентор возвращался в состояние покоя. Эксперименты вели на протяжении нескольких месяцев.

Гунавардена и коллеги обнаружили у Stentor roeseli те же четыре реакции в ответ на поток неприятных инфузории частиц, что и Дженнингс. Авторы допускают, что для стентора «обстрел» кармином и «обстрел» бусинами с азидом натрия не одно и то же, но если и так, получается, что у одноклеточного есть общая стратегия реагирования на однотипную — пусть и разную — стимуляцию. Важно, что комплексы движений чаще всего шли в некоторой иерархической последовательности: трубачи редко сразу отделялись от субстрата, но пытались сначала увернуться от потока бусин или сжаться. Опять же, за сжатием не шло изменение направления движения ресничек: оно предваряло попытку инфузории уменьшиться.

 

Как стентор выбирал, какое действие произвести, пока непонятно, но авторы считают, что эта инфузория обладает какой-то системой принятия решений. Они даже рассмотрели вариант, что реакции одноклеточных подобны ответам «Умного Ганса» — лошади, которая якобы верно решала арифметические и другие задачи, а на самом деле воспринимала подсказки хозяина, невидимые для самого человека. Подача бусин была автоматической: ученые только наблюдали, когда инфузория вернется в состояние покоя. Насколько известно, у одноклеточных нет структур, которые позволили бы следить за действиями человека и определять их значение. Поэтому вряд ли в данном случае эффект «Умного Ганса» имел место.

Получается, что эксперименты Дженнингса на этот раз удалось воспроизвести и что у трубачей, по крайней мере у Stentor roeseli, имеется достаточно сложное поведение — а ведь его чаще всего приписывают только многоклеточным. Авторы статьи предполагают, что оно дало инфузориям преимущество в водных микроэкосистемах.

Пожалуй, самые известные существа без нервной системы, способные к достаточно сложным поведенческим актам и обучению, это слизевики. Эти грибоподобные организмы привыкают к раздражителям, которые они сначала активно избегали, способны выбрать из двух альтернатив наиболее подходящую, находить выход из лабиринта и многое другое.

https://nplus1.ru/

Ключевые слова:
Читайте также:

Как сохранить здоровье ног?

С каждым годом вы можете заметить, что ноги стали чаще уставать, чаще болеть, им требуется больше времени на отдых. Что же делать, чтобы было меньше неприятных ощущений и сохранить здоровье в будущем?
Подробнее »»

Позднюю менопаузу объяснили регулярным сексом

Изучив выборку в почти три тысячи женщин ученые пришли к выводу, что время наступления менопаузы зависит от регулярности половой жизни: чем чаще женщины в предменопаузе занимаются сексом, тем дольше у них сохраняется менструальный цикл. Возможно, дело в т
Подробнее »»

К 2028 людям подарят сердца-роботы

Это мягкое роботическое сердце использует синтетические материалы вместе со слоями клеток человека, выращенных в лаборатории.
Подробнее »»

Мышам удвоили запас яйцеклеток в яичнике

Американские ученые создали мышей с необычно большим запасом половых клеток в яичнике, для этого понадобились одна мутация и одно лекарство, которые запрещают клеткам массово гибнуть на ранних стадиях развития яичника.
Подробнее »»

Люди могли заразиться китайским вирусом от змей

На горизонте замаячило создание первой вакцины от гриппа в форме таблеток. Исследования показали, что на треть меньше людей заболевают после получения подобного рода пилюль, по сравнению с уколами.
Подробнее »»

Читайте также:
25.01 - 10:27

Доноры костного мозга передали реципиентам свои патогенные мутации

Бурая водоросль Macrocystis pyrifera защищается от своего паразита, оомицета Anisolpidium ectocarpii, с помощью аутофагии — комплекса процессов по переработке компонентов собственных клеток, сообщается в New Phytologist. Аутофагия выступает в роли двигате
Подробнее »»

25.01 - 08:33

Излечение от ВИЧ стало на один шаг ближе

На горизонте замаячило создание первой вакцины от гриппа в форме таблеток. Исследования показали, что на треть меньше людей заболевают после получения подобного рода пилюль, по сравнению с уколами.
Подробнее »»

25.01 - 06:19

Самопоедание оказалось оружием борьбы гигантских водорослей с бывшими грибами

Бурая водоросль Macrocystis pyrifera защищается от своего паразита, оомицета Anisolpidium ectocarpii, с помощью аутофагии — комплекса процессов по переработке компонентов собственных клеток, сообщается в New Phytologist. Аутофагия выступает в роли двигате
Подробнее »»

25.01 - 04:32

Ожидается появление вакцины от гриппа в таблетках

На горизонте замаячило создание первой вакцины от гриппа в форме таблеток. Исследования показали, что на треть меньше людей заболевают после получения подобного рода пилюль, по сравнению с уколами.
Подробнее »»

24.01 - 23:36

Опасная пневмония: как распознать новый вирус из Китая и чем он грозит?

В конце декабря 2019 года в Китае стал распространяться опасный вирус. Признаки были схожи с симптомами пневмонии, однако последствия более пугающие и плачевные: вирус распространяется очень быстро.
Подробнее »»

24.01 - 23:16

Аптечные средства, которые советуют для красоты: правда ли помогут?

Косметические средства порой стоят крайне дорого.
Подробнее »»

24.01 - 22:49

Пробиотики: топ-9 продуктов для здоровья кишечника

Добавляя в свой рацион больше пробиотических продуктов, мы повышаем свои шансы оставаться стройным и здоровым с возрастом, - этому способствует их оздоровляющее влияние на систему желудочно-кишечного тракта.
Подробнее »»

24.01 - 22:14

Названы продукты, которые приравняют к сигаретам

Фастфуд вреден так же, как сигареты или алкоголь.
Подробнее »»

24.01 - 21:27

Подписчицы блогера заметили на его спине подозрительную родинку – и спасли парню жизнь

Он всего лишь выложил забавное маленькое видео.
Подробнее »»

24.01 - 21:12

Прыщи на разных участках лица могут указывать на разные болезни

Британский-врач дерматолог Зоуи Дивин рассказала о существовании карты прыщей
Подробнее »»

24.01 - 20:37

Почему врачи пропускают инфекции мочевыводящих путей у женщин

Значительное количество инфекций мочевыводящих путей у женщин всё ещё пропускается врачами. Бактерии в анализах мочи часто исчезают к тому моменту, когда эти самые анализы добираются до лаборатории.
Подробнее »»

24.01 - 20:10

Продукты, которые помогут поддержать сосуды в тонусе

Для очистки сосудов врачи рекомендуют ежедневно съедать хотя бы столовую ложку меда.
Подробнее »»

24.01 - 19:58

Названы опасные последствия аборта

Аборт представляет собой искусственное прерывание беременности, которое во все времена вызывало массу споров, обсуждений и осуждений.
Подробнее »»

24.01 - 19:07

Какой уход нужен рукам зимой?

В холода рукам требуется особый уход.
Подробнее »»

24.01 - 18:47

Эксперты назвали необычные симптомы стресса

Некоторые симптомы, связанные с тем, что организм испытывает стресс, могут показаться проявлением других нарушений или следствием влияния внешних факторов, например, плохой погоды.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...