Тайны кишечнополостных: ученые нашли способ читать мысли медуз
С помощью хитрых генетических манипуляций мы теперь можем наблюдать, как нейроны прозрачных медуз работают вместе, совершая сложные автономные движения, такие как захват и поедание добычи.
Медуза под названием Clytia hemisphaerica — идеальная модель для изучения такого поведения. Поскольку этот конкретный вид медуз настолько крошечный (всего около сантиметра в диаметре), вся его нервная система может легко поместиться под микроскопом.
Его геном точно так же довольно прост, а его прозрачное тело содержит всего около 10 000 нейронов — это упрощает отслеживание нейронных сообщений.
Когда исследователи генетически модифицировали медузу C. hemisphaerica так, чтобы ее нейроны светились при активации, они обнаружили «непредвиденную степень структурированной нейронной организации».
Нервная система медуз сформировалась более 500 миллионов лет назад и с тех пор практически не изменилась. По сравнению с мозгом современных животных, нейроны в этих «живых окаменелостях» устроены гораздо более простым образом.
У медузы централизованной системы, координирующей все ее движения, нет. Так как же ей что-то делать?
Недавнее исследование предполагает, что нейроны C. hemisphaerica расположены в виде зонтичной сети, которая точно повторяет структуру ее тела. Затем эти нейроны делятся на кусочки, почти как пирог.
Каждое щупальце на краю купола медузы соединено с одним из этих кусочков. Поэтому, когда щупальцы медузы обнаруживают и захватывают добычу (креветку, например), нейроны в этом срезе активируются в определенной последовательности.
Они отправляют сообщения нейронам в середине этого купола, где находится пасть медузы. Это заставляет край «ломтика пирога» поворачиваться внутрь ко рту, увлекая за собой щупальце. А рот, в свою очередь, «указывает» на поступающую пищу.
В течение минуты после того, как медузы начинали лакомиться креветкой, авторы обнаружили, что 96 процентов медуз пытались осуществить этот «перенос пищи», и из них целых 88 процентов были успешными. Практически все креветки в конечном итоге были съедены существами, использовавшими такой способ кормления.
Чтобы выяснить, какие нейроны конкретно запускают этот эффект домино, исследователи удалили тип нейронов, называемый нейронами RFa +, на краю сектора «пирога». Когда они это сделали, не произошло асимметричного складывания купола медузы внутрь и не произошло переноса креветок из щупалец в рот.
«Таким образом, — пишут авторы, — нейроны RFa + необходимы как для поглощения пищи, так и для химически складывания краев купола медузы. При этом процесс плавания не нарушался, что предполагает, что это поведение контролируют другие типы нервных клеток».