Губки способны выйти из себя

Российские ученые открыли новый механизм движения губок -- на первый взгляд неподвижных прикрепленных организмов. Оказалось, что на новое место губка перемещается отдельными клетками: они покидают старое тело, прихватывая с собой части скелета.

Губки – животные, ведущие сидячий образ жизни. Они прикреплены к субстрату на дне океана и, как долгое время считали, не способны к передвижению. Однако чем больше ученые про них узнавали, тем яснее становилось, что губки не так неподвижны, как про них думали. Биологи обнаружили, что некоторые губки способны к ограниченному движению отдельными частями тела. Но подробности и, главное, механизм этих движений до сих пор оставались малопонятными. Биологи из кафедры зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ под руководством кандидата биологических наук Игоря Косевича изучили движение беломорской губки Amphilectuslobataв лабораторных условиях. Его механизм описан в дипломной работе Дмитрия Горина.

Прежде всего надо сказать об особенностях губок. Это древние и примитивные многоклеточные организмы, появившиеся на планете еще в докембрийскую эпоху. Губки составляют отдельный тип в царстве животных. Их отличие состоит в том, что в теле губок нет отдельных тканей, они находятся на дотканевом уровне организации (хотя, как сказал Игорь Косевич корреспонденту Infox.ru, для специалистов это несколько устаревшая точка зрения). Тело губок состоит из трех основных групп клеток, образующих покровный слой, выстилку внутренних камер и промежуточное вещество со скелетными элементами . Поддерживает форму губки известковый скелет, состоящий из отдельных иголочек – спикул. Для дыхания, питания, выделения и размножения служит водоносная система – с ее помощью через тело губки фильтруется вода.

Клетки-бродяги

Биологи наблюдали за губками в лабораторном аквариуме, где животные были прикреплены к водорослям или просто к стеклу. Ученые обнаружили, что из тела некоторых губок начинают расти продолговатые тяжи – губки выпускают их, как амеба ложноножки. Тяжи движутся в разных направлениях на расстояние до 70 мм, скорость их распространения достигает 5 мкм/мин. В конце концов по одному из тяжей тело губки полностью перетекает на новое место, оставляя на старом месте пустой скелет. И на новом месте развивается новый организм.

Исследование при помощи светового и сканирующего электронного микроскопов и цейтраферной видеосъемки позволили увидеть, что происходит внутри тяжей, а также как именно неподвижная губка двигается. Ученые выяснили, что первым шагом к движению становится дедифференцировка некоторых клеток, то есть они перестают выполнять свои функции в теле животного. Клетки изменяются и внешне, становясь похожими на амебы. Эти амебы образуют тяжи, перемещаясь внутри них. В движущемся потоке клетки используют коммуникацию между собой, чтобы обеспечить согласованное движение. По-видимому, они обмениваются электрическими и химическими сигналами. Силу перемещения и направление движения задают клетки переднего края. Они ползут по субстрату, увлекая за собой остальных. Тяж формирует ответвления, часть из них втягивается обратно, происходит постоянный поиск направления.

Стройматериал берут с собой

Интересно, что, мигрируя в потоке, клетки тащат с собой некоторые спикулы – скелетные иглы. Прихватывают их, чтобы использовать при постройке нового скелета на новом месте.

В какой-то момент тяж прекращает движение, и в этом месте накапливается клеточная масса. Так начинается формирование нового тела губки. Постепенно из старого скелета мигрируют оставшиеся клетки, и он остается пустым. На новом месте клетки вновь дифференцируются и начинают выполнять свою роль в новом теле.

У биологов есть несколько предположений о том, что заставляет губку мигрировать в поисках лучшей доли. Скорее всего, она перемещается в направлении нарастания субстрата – веточки гидроидного полипа или водоросли, чтобы занять более выгодный для фильтрации воды участок. Возможно, со старого места ее выгоняет изменение условий – затенение соседними организмами, изменение направления и силы течения.

Изучив поклеточное движение у Amphilectuslobata, впоследствии ученые обнаружили, что так способны двигаться и другие виды беломорских губок.