Почему миксины способны пережить укус акулы
Когда люди говорят, что готовы в узел завязаться ради успеха, то это всего лишь красивая метафора. Для миксинов (лат. Myxini), впрочем, это обыденная практика: круглоротые черви, считающиеся в научной среде «живыми ископаемыми», регулярно завязываются в узел, чтобы разорвать на части свою добычу. Прежде всего они известны своей слизью, которая заставляет жабры любого хищника, решившего полакомиться червями, слипаться, после чего они предпочитают выплюнуть добычу целой и невредимой. У миксин есть и другие необычные способности: они могут протискиваться в самые узкие щели и оставаться невредимыми после укуса акулы.
Кроме того, миксины не похожи на обычную рыбу. Вместо костей у них хрящи, а вместо позвоночника — примитивный скелетный стержень, который называется хорда. Дуглас Фадж, морской биолог из Университета Чепмена в Калифорнии, в течение многих лет изучал их волокнистую слизь, которую миксины в огромном количестве выделяют во время стресса. В 2011 году он увидел видеозапись, на которой миксина избежала укуса акулы и буквально вывалилась из ее пасти совершенно невредимой. Ученый задался вопросом о том, что же спасло существо от смерти — едкая слизь и жесткая кожа?
Пересмотрев видео несколько раз, Фадж обнаружил, что животное не испускало слизь во время спасения из пасти хищника. Экспериментальным путем было выяснено, что его кожа и подавно не обладает достаточной прочностью, чтобы выдержать укус акулы. Однако, как оказалось, миксина избежала повреждений из-за того, что кожа миксины весьма слабо связана с мышцами и органами тела. Под кожей исследователи обнаружили полость, наполненную кровью, с большим запасом: команда Фаджа выяснила, что объем жидкости может вырасти еще на 35%, и лишь после того резервуар будет полон. Когда они смоделировали укус акулы с помощью механизмов, то увидели, что кожа буквально оборачивается вокруг зуба, давая внутренним органам достаточно места для того, чтобы выскользнуть из-под удара. Однако, когда биологи приклеили кожу мертвой миксины прямо к ее мышцам, зуб легко пронзил ее, почти не встретив сопротивления.
Эндрю Кларк, биомеханик в Колледже Чарльстона в Южной Каролине, говорит о том, что большинство рыб носит свою кожу «как спандекс», то есть она очень плотно облегает их тело. Он и его коллеги независимо друг от друга составили описание кожного покрова некоторых из 80 известных на данный момент видов миксин. Теодор Юнево, один из участников исследования, обнаружил важную разницу между анатомией атлантической и тихоокеанской миксин: последние обладают мышечными волокнами, внедренными непосредственно в кожу.
Эти мышцы могут объяснить интересную особенность. Все миксины могут завязываться в узел, скорее всего именно благодаря своей рыхлой коже. По мнению другого биомеханика, Уильяма Хейни, кожные мышцы играют роль своеобразных челюстей: сворачиваясь в узел, миксины отрывают плоть от мертвых, гниющих туш животных — их основного рациона. Несмотря на то, что тихоокеанские миксины короткие и толстые, а их атлантические коллеги длинные и худые, первые могут образовывать куда более жесткие и сложные узлы, чем вторые. Однако в целом виды используют примерно одни и те же четыре простых движения тела для того, чтобы формировать узлы.
Но для чего миксинам нужна слизь? Ответ кроется в их образе жизни. Они обитают на морском дне, зарываясь в грязь и даже в мертвые туши китов в поисках пропитания. Как и осьминоги, миксины могут проникать в очень узкие пространства, включая даже щели, ширина которых составляет всего половину от ширины их тела. Они делают это, образуя специфические петли и используя части тела как рычаги для возвратно-поступательных движений. Однако Фудж отвечает, что ключевую роль в этом процессе играют именно полости с кровью, облегчающие деформацию. Биолог полагает, что и другие животные, которым приходится часто и много протискиваться в щели (к примеру, грызуны и осьминоги) извлекают много пользы от обладания свободным кожным покровом.
Как бы не были отвратительны миксины для человека, их анатомия — ценный материал для инженеров. Такого рода принципы могут быть использованы как во время прокладывания кабелей сквозь структуру уже возведенного здания, так и во время поисково-спасательных работ. Гибкие, пластичные роботы, созданные на основе аналогичных технологий, в будущем смогут спасти жизни множества людей.