Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
3 декабря 2016, суббота, 01:23
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

Головастики видят хвостами и отращивают хищный кишечник

Головастик с растущим на хвосте глазом
Головастик с растущим на хвосте глазом
D. Blackiston, M. Levin

Две команды американских биологов занялись изучением головастиков лягушек и выяснили, что пересаженные на хвост глаза могут отличать красный свет от синего, а также смогли перенаправить развитие пищеварительной системы по альтернативному типу. Таким образом, органы зрения, не связанные напрямую с мозгом, оказывается, все равно способны видеть, а выводы второго исследования могут быть важны для понимания эволюции и профилактики дефектов органов пищеварения.

 Хвостовое зрение 

Ученые десятилетиями успешно пересаживали лягушкам глаза на всевозможные части тела, но до этого момента они не могли определить, способны ли эти глаза видеть. С целью прояснить этот вопрос ученые из Университета Тафтса (Tufts University) удалили глаза головастикам южноафриканской гладкой шпорцевой лягушки (Xenopus laevis) и пересадили им новые – на хвост, чтобы посмотреть, как мозг отреагирует на такое нестандартное вмешательство. Результаты исследования были опубликованы в Journal of Experimental Biology.

Гладкая шпорцевая лягушка. Фото: Brian Gratwicke/Flickr.com

Несмотря на то, что новое расположение зрительных органов было весьма неожиданным, некоторые головастики успешно различали красный и синий свет, используя только пересаженные глаза. Головастиков поместили в специальные емкости, где половина была освещена синим светом, а другая половина – красным. Если головастик заплывал в красную зону, он получал легкий удар током. Периодически ученые меняли расположение световых зон, чтобы головастики могли понять, что именно цвет освещения, а не положение в емкости влияет на опасность. 

Подопытные головастики разделились на две группы. Те, у которых пересаженные глаза с помощью нервных окончаний самостоятельно соединились со спинным мозгом, вполне могли понять связь между светом и электрическим током и уплыть в безопасную часть сосуда. Те же, чьи глаза соединились с пищеварительной системой, не смогли различить разные цвета и поэтому, как и полностью слепые головастики, оказались неспособны избежать удара током. 

Головастики, у которых пересаженные глаза с помощью нервных окончаний самостоятельно соединились со спинным мозгом, могли понять связь между светом и электрическим током и уплыть в безопасную часть сосуда. 

Более ранние исследования предполагали, что головной мозг может распознавать только ту информацию, которая передается ему непосредственно – через «родные», присоединенные прямо к мозгу глаза. Но теперь выяснилось, что он каким-то образом способен обрабатывать и опосредованные визуальные сигналы, но только в том случае, если нервные окончания соединяют глаза со спинным мозгом, а не какими-либо другими органами. 

Поняв, как головной мозг отделяет визуальную информацию от остальных данных, поступающих от спинного мозга в виде множества, казалось бы, неразличимых электрических сигналов, ученые смогут совершить дальнейшие открытия в разделе трансплантационной медицины и глазном протезировании. Кроме того, появится шанс лечить некоторые виды слепоты, возникающей в случае невозможности корректной обработки мозгом визуальной информации, поступающей от физически здорового глаза. 

Метаморфозы кишечника 

Головастик лягушки Баджетта переваривается в желудке своего собрата. Фото: North Carolina State University

Другая группа исследователей – из Университета штата Северная Каролина (North Carolina State University) – вместе с Xenopus laevis изучала и головастиков лягушек Баджетта (Lepidobatrachus laevis). От общего предка линии этих амфибий отделились примерно 110 млн лет назад, и их диета кардинально различается. Головастики гладкой шпорцевой лягушки питаются преимущественно водорослями, и их длинные пищеварительные тракты не могут переваривать насекомых, протеины, пока не разовьются во взрослых лягушек. Лягушки же Баджетта весьма агрессивные хищники, а их головастики практикуют каннибализм – у них более короткий и сложно устроенный кишечник, способный переваривать белки.

С помощью молекулярных методов ученые инактивировали некоторые гены у головастиков Xenopus, чтобы посмотреть, сможет ли у них развиться «хищная» пищеварительная система. Пять небольших специфических молекул путем подавления активности ретиноидной кислоты (важного регулятора раннего эмбрионального развития) смогли перенаправить развитие пищеварительного тракта, в результате чего кишечник оказался похожим внешне на свойственный головастикам-каннибалам Lepidobatrachus. Интересно, что когда подобные манипуляции произвели с головастиками рогатки Кранвелла (Ceratophrys cranwelli), более близкородственной лягушке Баджетта, то кишечник у них развился еще больше похожим на таковой Lepidobatrachus, чем у гладких шпорцевых лягушек. Кроме того, удалось добиться и обратного эффекта – «вырастить» у головастиков лягушек Баджетта кишечник «травоядного» типа, эволюционно более раннего.

С помощью специфических молекул удалось перенаправить развитие пищеварительного тракта у головастиков Xenopus, в результате чего их кишечник оказался похожим внешне на свойственный головастикам-каннибалам Lepidobatrachus.

Таким образом, специфические молекулы позволяют повлиять на процессы, играющие важную роль в развитии пищеварительного тракта, и это можно использовать для профилактики врожденных дефектов кишечника. «Понимание того, как и почему кишечник принимает разный внешний вид для адаптации к различным диетам и условиям среды в эволюции, проливает свет на то, в какого рода процессы можно вносить изменения, если говорить о врожденных дефектах у человека, при которых кишечник также меняет свою форму и функции», – говорит Нанетт Наскоун-Йодер, одна из авторов исследования, опубликованного в журнале Evolution & Development. Следующим шагом биологов станет изучение функциональности измененных пищеварительных трактов – являются ли эти изменения чисто косметическими или все же влияют на процесс пищеварения.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM iPhone MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика Анастасия Волочкова «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы сердце сериалы Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.