Содержание
Где черви — там жизнь
Дождевой червь — существо, с которым встречался каждый. Эти крошечные жители почвы не только влияют на экологию, но еще и показывают степень ее загрязненности и помогают специалистам в палеогеографических исследованиях. В последние 20 лет беспозвоночные «шагнули» из европейской части России в Сибирь. Их изучением занимаются сотрудники лаборатории молекулярной изменчивости ФИЦ Института цитологии и генетики СО РАН.
Под руководством заместителя директора ИЦиГ СО РАН Сергея Евгеньевича Пельтека исследования ведут кандидат биологических наук Сергей Викторович Шеховцов и студентка НГАУ Наталья Эдуардовна Базарова. В ходе своих изысканий ученые уделяют большое внимание филогеографии — распространению генетических линий животных и причин, которые к этому привели. До того, как сконцентрироваться на дождевых червях, он работал с описторхами. Эти паразиты не были идеальным объектом для исследований, ведь они быстро распространяются вместе с хозяевами — позвоночными животными.
Сергей же искал малоподвижные организмы, которые имеют малую способность к миграции, и дождевые черви прекрасно подошли под это требование. Еще один их плюс — небольшое видовое разнообразие. На территории России обитает менее 50, а в Западной Сибири насчитывается лишь 16 видов — при этом широко распространены меньше десятка. Большая часть из них — космополиты, то есть пришедшие из Европы. А значит, определить тип конкретного червя можно со стопроцентной точностью.
За те четыре года, что ведется работа, Сергей Шеховцов изучал не только сибирских червей, но и тех, что водятся на Курилах, Камчатке и даже в Белоруссии. Кандидат биологических наук Елена Васильевна Голованова, работающая в Омске, помогает Сергею и его коллегам в морфологическом определении беспозвоночных. Далее исследователи работают с их ДНК и проводят секвенирование некоторых генов. В результате набирается большой объем информации, и ученые могут увидеть наиболее полное дерево видов и их различий.
Основное направление работ Сергея касается червя Eisenia nordenskioldi, который распространен по всей Сибири, а также в европейской части России, в Казахстане, Китае и Монголии.
Это один из самых холодоустойчивых видов червей — обитает даже в тундре и на полярных островах, в холодных и засушливых условиях. Ученые уже накопили большой объем данных о его генетической изменчивости — внутри Eisenia nordenskioldi девять видов-двойников. Каждый из них имеет свои ареалы и, возможно, уникальные экологические особенности. Эти вопросы Сергей и его команда исследуют вместе с коллегой из Магадана — доктором биологических наук Даниилом Иосифовичем Берманом.
В рамках гранта Президента России Сергей Шеховцов изучает космополитных червей, которые распространены по всему миру. Считается, что эти виды произошли из Западной Европы и вместе с расселением человека распространились по земному шару.
— По генетике этих червей мы можем проследить не только пути их распространения, но и то, как изменяется их генетическое разнообразие, — отмечает ученый. — Что помогает прояснить характер заселения конкретного региона и вообще дает информацию о том, какие генетические изменения происходят у инвазивных (распространившихся в результате деятельности человека) видов, оказывающих большое влияние на природу.
Если судить по биомассе, то в этом отношении дождевые черви, пожалуй, самые важные животные.
Впрочем, сказать, что именно беспозвоночные определяют облик того или иного региона, все же нельзя — как правило, они занимают культивируемые земли, а в Западной Сибири иногда вытесняют наших местных эндемиков из естественных мест обитания.
— Дождевые черви — это маркер загрязнений, — отмечает Сергей Шеховцов. — В зонах сильного радиационного или химического загрязнения, например, вблизи крупных комбинатов они исчезают. То есть, по их присутствию или отсутствию можно судить о состоянии окружающей среды.
К счастью, экологическая ситуация в Новосибирской области внушает оптимизм — в нашем регионе дождевых червей много. Не исключено, что с каждым годом их будет становиться все больше, ведь сейчас в сельском хозяйстве очень распространена вермикультура — разведение беспозвоночных с целью переработки компоста.
Впрочем, дождевые черви приносят пользу не только сельскому хозяйству.
Их изучение помогает получать новые знания по палеогеографии. Ученые установили: на территории Магаданской области, Чукотки и Якутии популяции Eisenia nordenskioldi живут уже несколько сотен тысяч лет. Это доказывает, что в древности северо-восточная Сибирь была затронута только локальными оледенениями, и такого ледникового щита, как над Европой, там не было. А были пригодные для жизни условия — причем, не только для дождевых червей, но и для многих других организмов.
Вообще, дождевые черви зачастую оказывают большое влияние на экологию. Особенно это прослеживается в регионах, где раньше их не было совсем — скажем, в ряде областей Северной Америки. Завезенные фермерами европейские черви мигрируют туда и очень быстро выедают всю подстилку — напочвенный покров из разлагающегося листового опада и мелких растений. Соответственно, меняется вся экосистема и все пищевые цепи.
Подобные процессы происходят и в нашей стране — за последние двадцать лет они очень сильно продвинулись вглубь территории.
В 1997 году доктор биологических наук Тамара Семеновна Всеволодова-Перель составила кадастр дождевых червей России и сопредельных государств. Сергей Шеховцов и его коллеги планируют провести подобную же работу, поскольку ситуация значительно изменилась. Часть видов, которые, по данным Всеволодовой-Перель, присутствовали только в европейской части и не доходили даже до Урала, теперь обнаруживаются и в Сибири. Предстоит найти ответ на вопрос: это естественная миграция червей вместе с человеком или идет изменение климата? У Сергея Шеховцова есть гранты Президента России и РФФИ, которые заканчиваются в 2016 году.
Павел Красин
Фото: (анонс) — vinyltoys.kz, остальные предоставлены Сергеем Шеховцовым
Зачем в РГСУ «жарят» дождевых червей?
13 июня 2018 | 3212
Вы никогда не задумывались, почему дождевые черви такие разные? Разные по цвету, размеру, весу? Спорим, что нет! Ну, черви и черви.
Если только на рыбалку сходить. А вот ученые с факультета экологии и техносферной безопасности считают дождевого червя чуть ли не экспертом по загрязнению окружающей среды. Или уж как минимум – отличным индикатором для настоящих экспертов. Об исследованиях в рамках научной школы биоиндикации, о разработке биологически активных препаратов и том, как правильно жарить червей в научных целях – наш материал.
Биоиндикация – наука относительно молодая. Общий смысл исследований заключается в том, чтобы оценить состояние окружающей нас среды не с помощью сложных и дорогостоящих лабораторных исследований, а привлекая к этому делу живые организмы, обитающие в этой среде.
Вот, например, те самые дождевые черви. Не так давно европейские ученые показали, что их цвет зависит от состава элементов, загрязняющих почву. Например, если в почве много мышьяка – черви желтеют, свинца – чернеют, а цинка – белеют. И это понятно. Мы – то, что мы едим, а дождевые черви перерабатывают почву, аккумулируя в себе почвенные элементы пропорционально их содержанию.
Если в почве много цинка – его много и в дождевых червях, и побелевшие черви всем своим видом сигналят – загрязнение!
Однако исследования аспиранта ФЭиТБ Олега Дрябжинского показывают, что не все так просто. Во-первых, все зависит от самого элемента. Если одни тяжелые металлы черви буквально впитывают, как губка, то другие при высокой концентрации в почве начинают активно отторгать. Например, цинк они поглощают пропорционально его содержанию в почве, а вот содержание свинца в дождевых червях тем меньше, чем больше его в окружающей среде.
Причем черви реагируют на загрязнение изменением не только цвета, но и численности, и массы. Но тут тоже не все просто, и зависит от конкретного фактора загрязнения. В некоторых случаях черви реагируют на токсичные элементы увеличением массы. А вот реакция на кадмий, например, у червей прямо противоположная. В исследовании Олега на тех точках, где кадмия было мало, черви оказывались достаточно крупными – и наоборот. В местах же где кадмия было много, черви были мелкими.
Вот как Олег рассказывает про сам процесс «добычи информации»:
«Мы выбираем площадь 10 на 10 метров. Отмеряем колышками, натягиваем веревку. Лопатой отодвигаем листья, остальное смахиваем руками. Делаем несколько лунок, методом «конверта»: четыре точки и пятая в центре. Забираем только поверхностный слой, примерно 20 сантиметров – тут червей больше. Поднимаем этот ком, выкладываем на клеенку. Руками всё разрыхляем и вытаскиваем червей, беспозвоночных и т.д. Укладываем их в стерильные баночки. Червей желательно оставить живыми, но тут уж как получится. Лучше брать уже половозрелых. Нет, мы не проверяем их на половозрелость, просто берем тех, что покрупнее. Помещаем в печь на 80 минут при температуре 450 градусов – и вуаля, вместо дождевых червей получаем золу, Этот процесс называется озолением. Дальше к золе добавляется азотная кислота, и состав полученной вытяжки оцениваем при помощи атомно-абсорбционного спектрометра. Ну а вес и размеры оцениваются гораздо проще – с помощью обычных весов и линейки».
Работы Олега Дрябжинского показывают, что дождевые черви – прекрасный индикатор состояния почвы. Однако, чтобы использовать такой индикатор на практике, необходимо рассчитывать шкалы соответствия для каждого конкретного элемента и типа местности.
Кстати, Олег – не единственный, кто занимается у нас проблемами биоиндикации. На факультете складывается серьезная научная школа под руководством доктора биологических наук, профессора кафедры техносферной безопасности и экологии Валентины Зубковой. Основная сфера ее научных интересов – биоиндикация и биомониторинг.
«Раньше существовала точка зрения, что чем больше загрязнителей, тем больше их содержится в живых организмах, — рассказывает Валентина Михайловна. – Но наши исследования показывают, что прямой зависимости здесь нет. Растения, например, могут реагировать на повышенное содержание загрязняющих веществ увеличением массы. Корнеплоды очень сильно увеличивают свою массу от повышения концентрации свинца.
Это так называемый «эффект стимулирующей интоксикации», когда растение разрастается и как бы разбавляет эти загрязнители до определенного уровня. В этом случае концентрация загрязнителя в продукции все равно повышается, но не настолько сильно, как в окружающей среде. Прежде чем давать рекомендации практиком по биомониторингу, нужно очень тщательно изучать специфику реакции разных биологических объектов на разные загрязнители».Такие работы ведут ученики и аспиранты Валентины Михайловны. Например, Наталья Белозубова изучает накопление свинца, скандия, кадмия в растениях, молоке и волосяном покрове коров, Тамара Пугачева – влияние нефтных загрязнений на количество в почве педобионтов (дождевых червей, мокриц, многоножек), Владимир Болотов – содержанием тяжелых металлов в тканях и органах рыб. И это только маленькая часть проводимых научных исследований.
Нужны ли такие исследования на практике? Безусловно нужны, и нужны очень остро. И не только в целях мониторинга загрязнений, но и для точного прогноза экологической обстановки.
Динамика накопления вредных веществ в древесине деревьев позволяет, например, предсказать срок жизни наших парковых насаждений.
Есть и еще одна область, где исследования учеников Валентины Михайловны имеют большое значение – медицина. Например, Владимир Болотов установил, что повышенная концентрация железа и марганца в воде вызывает повышение содержания этих элементах в тканях рыб. Соответственно, мы получаем возможность после содержания рыб в богатой теми или иными препаратами среде, производить из них биопрепараты – например, с повышенным содержанием железа для лечения анемии.
Или, например, есть такой элемент – селен. Его используют при лечении злокачественных заболеваний. Мы можем заведомо получать продукцию с регулируемым содержанием селена. Предположим мы выращиваем не просто салат, а выращиваем его при внесении в почву селенита натрия. В результате мы можем получать биологические лекарственные препараты с определенным содержанием селена. Причем не просто как неорганическое вещество, а в биологически активной, легко усваиваемой форме.
Мы рассказали только о некоторых исследованиях, которыми занимается Валентина Зубкова со своими учениками и последователями. Исследованиях безумно интересных и реально важных для жизни.
Когда-нибудь мы обязательно вернемся к этой теме и расскажем обо всем остальном.
О наших червях
Caenorhabditis elegans — это маленькая нематода длиной около 1 мм, которую мы используем в качестве «модельного организма». Модельный организм — это не человек, который используется в лаборатории, чтобы помочь ученым понять биологические процессы.
В природе C. elegans встречается на компостных кучах, где поедает бактерии и грибки. Эти черви живут около семнадцати дней. Они становятся взрослыми в возрасте трех дней, откладывая около 300 яиц. Как и мы, черви двигаются, едят и спят, а также могут чувствовать осязание, вкус и запах. Хотя у них всего 302 нейрона (по сравнению с нашими 100 миллиардами), они удивительно умны.
Они используют множество различных запахов и вкусов, чтобы найти хорошую еду и избежать еды, которая может вызвать у них тошноту. Они могут принимать сложные решения, например, обращать ли внимание на сенсорную информацию, указывающую на еду, или на сенсорную информацию, указывающую на опасность. Основываясь на предыдущем опыте, они могут учиться, изменять свое поведение в ответ на то, что говорят им их чувства.
Хотя C. elegans использовался в лаборатории только последние шестьдесят лет, эти маленькие черви использовались для больших открытий в биологии! Читайте дальше, чтобы узнать об истории появления червей и о том, как они продолжают расширять наши знания об основах биологии и болезнях человека.
Краткая история червей в LMB: создание
C. elegans в качестве модельного организма
Знаете ли вы, что исследования с использованием C. elegans начались в 1960-е годы в Лаборатории молекулярной биологии (LMB) Совета медицинских исследований (MRC)? Потратив годы на исследования ДНК и генетики, Сидней Бреннер обратился в MRC за финансированием для проведения исследований с использованием этого прозрачного червя-нематоды.
Он утверждал, что это сравнительно простой организм с нервной системой, который легко выращивать в больших количествах и изучать с помощью светового микроскопа.
Вверху: Старое здание MRC LMB
Внизу: Нынешнее местонахождение MRC LMB
В течение следующих двух десятилетий ученые LMB сыграли центральную роль в создании C. elegans в качестве модельного организма и предоставили ценные ресурсы, которые по-прежнему важны сегодня. Следя за его развитием от одиночной клетки до взрослой особи, они нанесли на карту клеточную линию всех 959 клеток в C. elegans . Благодаря этим усилиям им удалось создать карту того, как соединяются все 302 нейрона взрослого червя. Этот «коннектом» до сих пор является высоко ценимым инструментом, используемым C. elegans ученых сегодня. Они также идентифицировали и охарактеризовали множество мутаций, влияющих на нормальное развитие, что привело их к расшифровке большей части пути апоптоза или генетически запрограммированной гибели клеток, которая приводит к удалению лишних клеток во время развития.
Благодаря их новаторской работе, заложившей основы генетики C. elegans , первым полным геномом многоклеточного организма стал C. elegans в 1998 году. Нобелевскую премию по физиологии и медицине за работу в области генетики развития органов и программируемой клеточной смерти. Эндрю Файр, который был постдоком в группе Бреннера в LMB, разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2006 года за открытие РНК-интерференции (РНКи). В 2008 году Мартин Чалфи, работавший с Бреннером и Салстоном во время учебы в докторантуре LMB, получил Нобелевскую премию по химии за свою работу с использованием зеленого флуоресцентного белка (GFP) в С. Элеганс.
Нажмите на картинку, чтобы увеличить. Выдержка из первоначальных наблюдений Джона Сулстона за родословной
В своей речи на вручении Нобелевской премии Бреннер сказал: «Я хочу особо отметить терпение и щедрую поддержку, оказанную мне Советом медицинских исследований Великобритании, который позволил мне инициировать и развить исследование.
на C. elegans в Лаборатории молекулярной биологии MRC в Кембридже. Такие долгосрочные исследования невозможно провести сегодня, когда все заинтересованы только в гарантированных краткосрочных результатах и никто не хочет рисковать. Инновации возникают только в результате нападения на неизвестное».
Как сегодня ученые используют
C. elegans для проведения исследований?
Спустя почти 60 лет после того, как Бреннер начал работать с C. elegans , теперь это хорошо зарекомендовавший себя модельный организм — более 500 лабораторий по всему миру изучают этих червей! Многие из первоначальных аргументов Бреннера в пользу использования червей в лаборатории по-прежнему верны; благодаря их небольшому размеру, короткому жизненному циклу (примерно три дня от яйца до взрослой особи) и большому количеству потомства (почти 300 яиц) мы можем очень быстро вырастить большое количество. Однако благодаря достижениям в области генетики и молекулярной биологии эти черви оказались полезными неожиданным образом.
Почему черви до сих пор являются хорошим модельным организмом?
- Релевантно : Многие гены червей имеют человеческие аналоги, которые могут быть удивительно похожи! Таким образом, хотя C. elegans выглядят и ведут себя иначе, чем люди, изучение генов и белков червей также может помочь понять, как работают наши клетки.
- Простой : C. elegans имеет только 302 нейрона у взрослого червя (по сравнению с нашими 100 миллиардами).
- И еще комплекс : Эта сравнительно небольшая нервная система все еще может генерировать сложное поведение, такое как поиск пищи, спаривание, избегание вредных раздражителей и даже обучение.
- Хорошо охарактеризованы : Они были первым многоклеточным организмом, у которого был секвенирован весь геном; у нас есть подробная карта всех их нейронов и того, как они связаны друг с другом; многие из этих нейронов и многие их гены были тщательно изучены.
Как мы проводим исследования червей?
Зеленые и красные флуоресцентные белки, маркирующие различные типы нейронов в голове червя
Годы исследований в лабораториях по всему миру предоставили фантастический набор методов.
- Черви имеют много хорошо описанных моделей поведения и характеристик (обоняние, вкус, осязание, движение, обучение), которые мы можем использовать для изучения работы их нейронов.
- Мы можем ввести в червей новую ДНК, т.е. сделать их «трансгенными». Мы даже можем экспрессировать человеческие белки в клетках червей!
- Флуоресцентные маркеры (например, зеленый флуоресцентный белок, GFP) могут помочь нам визуализировать интересующий белок, давая нам представление о том, что он делает, или могут маркировать определенные нейроны, позволяя нам проверить, нормально ли они развиваются.
- Мы можем экспрессировать флуоресцентные «индикаторные» белки, которые меняют цвет в зависимости от активности нейрона, что позволяет нам следить за тем, что делают конкретные нейроны.
- Мы можем мутировать интересующие гены и возвращать новую копию с изменениями в последовательности ДНК или без них, что поможет нам понять, как они работают.
Комбинируя эти стратегии, ученые могут определить, в каких клетках экспрессируется конкретный ген, в какое поведение он влияет и с какими другими генами он взаимодействует.
Этот подход особенно полезен для членов семейства генов, которые участвуют в биологических процессах у человека. Ниже перечислены некоторые примеры того, как черви-нематоды могут способствовать нашему пониманию здоровья и болезней человека.
Наркомания и психические заболевания
Зеленый флуоресцентный белок маркирует нейроны, экспрессирующие серотонин и дофамин. Эти нейротрансмиттеры модулируют скорость червей при еде, скорость их еды и скорость откладывания яиц.
В ответ на сенсорную информацию и используя наш прошлый опыт, мы меняем свое поведение благодаря молекулам-мессенджерам дальнего действия («нейротрансмиттерам»). Черви также используют одни и те же нейротрансмиттеры для регуляции своего поведения. Например, когда они сталкиваются с хорошей едой, они замедляются и откладывают яйца, а для этого процесса требуется дофамин. Допамин играет важную роль в развитии наркомании, шизофрении, СДВГ и болезни Паркинсона. Таким образом, понимание сигнальных путей, лежащих в основе такого поведения червей, может помочь нам понять сигнальные пути, связанные с состоянием человека (и способы их лечения).
Серотонин — еще один пример; у людей он связан с депрессией и беспокойством, тогда как у червей он контролирует откладку яиц и скорость кормления (они откладывают больше яиц и едят быстрее, если вы даете им прозак!).
Использование червей для изучения глухоты
Около половины случаев глухоты являются наследственными, вызванными изменениями в последовательности определенных генов. Изучение семей с глухими людьми привело к идентификации многих ответственных генов. Многие из этих генов имеют очень похожие аналоги у червей, поэтому мы можем использовать червей, чтобы попытаться понять, как они вызывают глухоту и какую роль эти гены играют у здоровых людей. Хотя черви не слышат, слух основан на обнаружении вибраций, что очень похоже на обнаружение прикосновения. Черви реагируют на прикосновение, двигаясь в противоположном направлении, поэтому, если ген червя функционирует при прикосновении, это дает нам наблюдаемое поведение для анализа.
- Этот червь приклеен в нужное положение, готовый к проверке его реакции на прикосновение с помощью закругленной иглы, видимой справа.
- Нейрон того же червя, экспрессирующий индикатор кальция, меняющий цвет, что позволяет нам следить за его активностью в ответ на прикосновение.
Старение и связанные с возрастом заболевания
Клетки червей стареют аналогично человеческим клеткам, поэтому мы можем использовать их в качестве модели болезни. Короткий жизненный цикл C. elegans означает, что мы можем быстро наблюдать эффекты старения. Мы можем поместить гены и белки, вызывающие возрастные заболевания человека (например, болезнь Альцгеймера, Хантингдона или болезнь Паркинсона), в червей и изучить, почему они вызывают заболевания у стареющих животных. Мы можем генетически манипулировать червями, чтобы они стали менее восприимчивыми к болезням, а затем исследовать причины этого. Такие исследования определили инсулин как ключевой фактор, влияющий на то, как мы стареем, и насколько вероятно, что у нас разовьются болезни старения.
- «молодой» взрослый червь с белком, связанным со старением, помечен флуоресцентным белком. Распределяется по всему телу
Распределяется по всему телу- «старый» взрослый червь, в котором агрегирован тот же белок
C. elegans отлично подходят для высокопроизводительных сит
Поскольку черви дешевы и их легко выращивать в больших количествах, они идеально подходят для крупномасштабных сит. Скрининг мутантов с определенным дефектом, а затем идентификация гена может помочь нам лучше понять болезни человека. Скрининг новых молекул, которые исправляют этот дефект, также может выявить новые лекарства!
Почему ученых волнуют черви?
За четыре года работы над докторской диссертацией я много раз ездил на морскую исследовательскую станцию в живописном шведском фьорде. Что возвращало меня снова и снова? В иле у западного побережья Швеции живет маленький оранжево-коричневый червяк, который неопытному глазу кажется совершенно незначительным.
Червь на выбор автора, Xenoturbella .
Фрейзер Симпсон, CC BY-ND
Тот факт, что я посвятил столько времени изучению этого скучного на вид червя, очень позабавил моих друзей. Для них и, возможно, для большинства людей слово «червь» вызывает в воображении идею толстого розового дождевого червя. Так зачем просеивать тонны грязи из замерзающего шведского фьорда, чтобы найти горстку животных, которых я мог бы выкопать в саду?
В широком смысле червь — это любое относительно небольшое животное с мягким телом, но эта группа отличается удивительным разнообразием. Эти животные живут по всему миру, и некоторые из них удивительно живучи; их можно найти в различных средах обитания, от глубоководных гидротермальных жерл до озер, которые в три раза более соленые, чем море. «Червь» на самом деле является общим термином для огромного количества животных с различными характеристиками, которые охватывают древо жизни.
Такое разнообразие означает, что ученые из самых разных областей интересуются множеством различных видов червей.
Например, мой червь из фьорда, названный Xenoturbella bocki , занимает центральное место в понимании эволюции животных.
На первый взгляд может показаться, что люди и все эти черви имеют очень мало общего. Но на самом деле многие виды червей предоставляют ученым возможность проводить фундаментальные исследования клеток и систем, которые могут быть преобразованы в информацию о нашем биологическом происхождении и даже в соответствующих приложениях для развития и здоровья человека.
Регенерация
Если голову отрубить, новую не вырастишь. Но если бы вы были плоским червем планарии, у вас бы не просто выросла новая голова — у вашей головы также выросло бы новое тело. Разрежьте одного из этих неприметных червей на сотни крошечных кусочков, и вы получите сотни новых животных. Планарии действительно мастера регенерации.
Наблюдайте, как планария регенерирует на ваших глазах.
Чтобы совершить этот подвиг, в каждом из этих фрагментов должны присутствовать как инструкции, так и материалы для создания нового тела.
Эти строительные блоки называются необластами: стволовые клетки, распределенные по всему червю, которые потенциально могут стать клетками любого типа взрослых клеток.
[ Понравилось, что вы прочитали? Хочу больше? Подпишитесь на ежедневный информационный бюллетень The Conversation.]
Исследования в области регенерации планарий имеют несколько неожиданных применений. Ученые могут исследовать, какие гены удерживают необласты в гибком состоянии или направляют их на превращение в определенные типы клеток в процессе регенерации. Это исследование не поможет исследователям узнать, как регенерировать новые человеческие головы, но может дать им информацию о заживлении ран или предложить новые цели для исследований рака.
Запись окаменелостей
Взрослый приапулид.
Бруно К. Веллутини/Wikimedia Commons, CC BY-SA
Если бы существовал приз за самого неудачно выглядящего червя, он мог бы достаться самоназванию «пенисным червям», официально известным как Priapulida.
Их невезучий внешний вид на самом деле делает приапулидов очень хорошо приспособленными для рытья нор в мягких отложениях, где они живут.
Такое поведение оставляет ценное наследие. Окаменелые следы роющих червей представляют собой одни из самых важных окаменелостей, извлеченных из кембрийской эпохи. К этому геологическому периоду, начавшемуся около 540 миллионов лет назад, относятся первые ранние представители большинства основных групп животных. Имеющиеся данные указывают на то, что черви, похожие на приапулидов, создали эти следы окаменелостей, когда они зарывались в мягкий субстрат, где они жили.
Ископаемые свидетельства существования древнего приапулида.
ДЭА/Г. Чиголини / Де Агостини через Getty Images
Эти древние предки означают, что Приапулиды были описаны как «живые ископаемые». Изучение их генетики развития дает представление о древнем происхождении различных типов клеток и органов, которые мы находим у животных сегодня.
Например, поняв, как у современных приапулидов формируются кишки, ученые могут сделать выводы о процессах развития и генах, формировавших кишечник животных, живших сотни миллионов лет назад. Затем исследователи смогут лучше понять, как разные животные улучшали и модифицировали свой кишечник и как он устроен в ответ на окружающую среду и диету.
Откуда взялись глаза?
Даже для Чарльза Дарвина эволюция глаза представляла собой концептуальную проблему. Как такая сложная структура могла возникнуть в результате естественного отбора?
Родственник дождевого червя и пиявки, кольчатое червь по имени Platynereis dumerilii , оказывается важным животным, помогающим понять, как это произошло. Platynereis эволюционирует особенно медленно и, подобно приапулидам, дает представление о чертах, обнаруженных у наших очень древних предков.
Двухдневные личинки Platynereis dumerilii , ДНК которых окрашена в синий цвет.