Теория Дарвина в действии: морская актиния и ученые Еврейского университета

Исследования показали, что морские анемоны меняют состав своего яда несколько раз в жизни в соответствии с условиями среды обитания.​

Эволюция в действии - исследователь из Еврейского университета в Иерусалиме обнаружил, что морские анемоны меняют состав своего яда несколько раз в своей жизни, приспосабливая химический состав и силу действия яда к изменениям в окружающей среде и к характеристикам опасных для них хищников. 

Многие живые организмы пользуются ядом для того, чтобы охотиться и защищаться от хищников. Некоторые, такие как медузы, пользуются щупальцами для доставки яда в организм жертвы, другие, например, пчелы - жалом, а змеи - зубами.

Долгое время ученые полагали, что состав яда животных неизменен. Доктор Иеху Моран из Института наук о природе Еврейского университета внимательно изучил морские анемоны и обнаружил, что состав их яда меняется на протяжении жизни несколько раз, чтобы сила яда и его действие могли обеспечивать защиту от хищников, угрожающих анемону в то или иное время. 

В статье об исследовании, размещенной в журнале eLife Science Magazine 5 марта, Моран и его коллеги описывают результаты своей работы. Предметом их изучения была Nematostella, морской анемон (актиния), родственный медузам и кораллам из семейства Cnidaria, "стрекающих". Эта актиния начинает свою жизнь как личинка и вырастает во взрослую особь размером несколько дюймов. В стадии личинки актиния служит добычей рыбам, но вырастая, сама становится хищником, охотящимся на креветок и рыб с помощью своих ядовитых щупалец.  

Как выяснил доктор Моран, в стадии личинки актиния вырабатывает очень сильный яд, вынуждающий хищника немедленно выплюнуть проглоченную им личинку. Позже, когда актиния вырастает во взрослую особь и становится хищником, ее яд меняется - она начинает вырабатывать токсин, наиболее подходящий для атак на рыб и креветок. В течении жизни актинии, по мере того, как она перемещается из одного водного района в другой, состав ее яда меняется в соответствии с внешними условиями.  

«До нынешнего момента исследования яда фокусировались на составе вещества, вырабатываемого взрослыми особями. Но изучая морские анемоны от рождения до смерти, мы обнаружили, что спектр вырабатываемых ими токсинов значительно шире, чем было принято считать. Их яд эволюционирует в ответ на изменения в окружающем их мире, подстраиваясь под опасных им хищников, добычу и среду», - пояснил доктор Моран. 

Для отслеживания этих изменений группа исследователей пометила клетки актинии, вырабатывающие яд, и отслеживала их в течении длительного времени. Исследователи отследили также важные этапы в жизненном цикле актинии и ее превращение из добычи в хищника.  

Значение этого открытия очень велико. Во-первых, яд часто используется в медицине и фармакологии. Из исследования следует, что животные со сложным жизненным циклом вырабатывают яд, состав которого меняется в зависимости от стадии цикла и ряда других условий. Таким образом многие компоненты яда неизвестны исследователям в данный момент, так как никто не занимался изучением этого вопроса ранее  - например, ранее изучали только состав яда взрослых особей морского анемона, ничего не зная о том, что в стадии личинки анемон вырабатывает иной токсин. Эти «новые» компоненты могут стать основой для создания новых лекарств. Во-вторых, морские анемоны, медузы и кораллы играют важную роль в морской экосистеме. Лучшее понимание состава их токсинов повлияет на наше понимание экологии моря.    

 А на фундаментальном уровне исследование Морана демонстрирует нам базовый механизм теории Дарвина: как животные приспосабливаются к меняющейся окружающей среде? Морская актиния показывает нам очередной пример того, как это происходит.

Источник: MFA
Фото: Еврейский университет