390
Мікроскопічним плоским черв’ячкам роду Stenostomum у лабораторії просто дали дуже багато їжі, і поодинокі тварини за кілька днів перетворилися на ланцюжки з чотирьох-п’яти з’єднаних клонів. Як описує команда з Варшавського університету в матеріалі на ScienceAlert, це не наслідок нової мутації, а результат того, що звичайні цикли розмноження накладаються один на один, коли їжі надто багато.
Як черв’як перетворюється на ланцюг
Плоскі черви — м’якотілі безхребетні, які часто розмножуються без спаровування, даючи генетично однакових нащадків. Зазвичай усередині тіла такої тварини формується нова голова разом із ділянкою тіла. Коли цей сегмент дозріває, він відділяється й починає існувати самостійно.
Такий тип безстатевого розмноження називають паратонія. У Stenostomum він супроводжується сплеском активності генів, швидким ростом і перебудовою осі тіла. Саме ці процеси в нормі чергуються в часі.
У нових експериментах надлишок їжі змінив розклад: черви росли настільки швидко, що запускали наступний цикл розмноження, ще не завершивши попередній. У результаті кілька розвиваних клонів залишалися з’єднаними, утворюючи тимчасовий ланцюг із багатьма головами.
Експерименти з кормом і «надійний» ефект
Команда спершу запропонувала шістьом видів Stenostomum сім типів мікроскопічної здобичі. Чотири види стабільно росли й розмножувалися, коли їх годували одноклітинним прісноводним організмом із зеленими водоростями всередині.
Після цього дослідники стали змінювати кількість саме цієї здобичі. Що більше її було, то частіше виникали ланцюги з’єднаних клонів. За словами зоолога Людвіка Ґасьоровського (Ludwik Gąsiorowski), найбільше вразила саме надійність ефекту: достатньо три дні тримати червів у середовищі з дуже високою концентрацією певної здобичі, і ланцюги з’являються щоразу.
Коли черви заковтували зелені клітини, їхня травна система набувала яскраво-зеленого забарвлення, а тіло швидко видовжувалося. Приблизно через два дні стає помітною перша нова голова: спочатку як дві прозорі плями посередині тіла, коли формований мозок відтискає темнішу тканину кишківника вбік. Згодом уздовж витягнутого тіла з’являються додаткові голови.
Через близько чотири дні від початку «обжерливого» годування найдовші ланцюги містили вже по чотири-п’ять з’єднаних хвостом-до-голови сегментів (зооїдів). Проте такі структури не є постійними: коли найстарша з нових голів завершує розвиток, ланцюг розпадається на коротші ланцюжки або окремих особин. Якщо їжа й далі в надлишку, цикл росту й утворення ланцюгів повторюється.
«Параколонії» без очевидної вигоди
Дослідники назвали ці ланцюги параколоніями: вони нагадують колоніальних тварин із клонів, але зрештою розпадаються на окремих червів. Щоб з’ясувати, чи дає спільне існування негайну перевагу, команда перевірила, чи розподіляють сегменти між собою роботу з травлення. Свідчень такого поділу праці не знайшли.
У випробуваннях із хижаками виявилося, що ланцюги одного з видів Stenostomum рідше ставали здобиччю, ніж одиничні черви, тоді як в іншого виду різниці не було. Це не означає, що «багатоголова» форма стає розумнішою: Ґасьоровський припускає, що якщо перевага і є, то вона може бути пов’язана швидше з більшим розміром тіла й, відповідно, більшою кількістю війок для руху, а не з додатковими головами.
Водночас самі автори визнають, що екологія цих мікроскопічних безхребетних майже не вивчена. Невідомо навіть, хто їхні головні хижаки в природі, тож перевірити багато екологічних гіпотез наразі складно. На думку дослідників, навіть якщо природний добір сприяє збільшенню розміру тіла, поява ланцюгів у Stenostomum, ймовірно, є побічним продуктом розвитку, а не спеціально «задуманою» стратегією.
Тимчасові й постійні ланцюги
Для Stenostomum ланцюги — лише тимчасова стадія, однак у деяких близьких родичів відомі постійні ланцюжки. Наприклад, вид Catenula lemnae здатен утворювати ланцюги з понад 15 з’єднаних сегментів, а в іншого спорідненого виду спостерігали до 50 сегментів у ланцюгу.
Команда Ґасьоровського поки що не змогла підтримувати C. lemnae в лабораторії, тож невідомо, чи є її стратегія розмноження «відшліфованою» версією харчово-індукованих ланцюгів Stenostomum. Прямо перевірити, чи чергування між звичайним безстатевим розмноженням і утворенням ланцюгів у цих червів підпорядковується подібній логіці, поки неможливо.
Водночас, оскільки види тісно споріднені, дослідники вважають правдоподібним, що постійні ланцюги Catenula могли еволюціонувати з умов, схожих на ті, що спостерігаються у Stenostomum під час «харчового достатку». Але доки ми так мало знаємо про підводні мікросвіти, у яких живуть ці тварини, більшість таких припущень залишаються відкритими питаннями.
Робота викладена як препринт на сервісі bioRxiv і ще не пройшла рецензування, тож її висновки потребують подальшої перевірки іншими науковцями.
Перегодовані плоскі черви утворили ланцюжки з власних клонів з’явилася спочатку на Цікавості.
