Pewien gatunek żebropława ma zaskakujące zdolności. Naukowcy zaobserwowali, jak ranny osobnik połączył się z drugim osobnikiem, tworząc jedno duże ciało. Po połączeniu oba osobniki wydawały się dzielić układ nerwowy oraz przewód pokarmowy.
Międzynarodowy zespół badaczy dokonał zaskakującej obserwacji. Uczeni dostrzegli, jak dwa żebropławy z gatunku Mnemiopsis leidyi połączyły swoje ciała, integrując układy trawienny i nerwowy, bez żadnych problemów z odrzuceniem spowodowanym reakcją układu immunologicznego. W ten sposób powstał jeden sporych rozmiarów osobnik o niezwykłym kształcie. Impulsem do takiego działania były rany odniesione przez jednego z osobników. Ta niezwykła adaptacja nigdy wcześniej nie została zaobserwowana u żebropławów.
Ale to nie jedyna unikalna zdolność tego gatunku żebropławów. W niedawnych badaniach opisano, że Mnemiopsis leidyi pod wpływem stresu środowiskowego może cofnąć się do formy larwalnej, a następnie dojrzeć ponownie, gdy powrócą sprzyjające warunki (więcej na ten temat w tekście: Powrót do młodości. Pewien gatunek żebropława potrafi cofnąć proces starzenia).
Odkrycia poczynione w nowych badaniach mogą pomóc naukowcom zbadać, w jaki sposób układ odpornościowy rozwinął zdolność odróżniania własnych tkanek od tkanek innego organizmu i uzyskać wgląd w ewolucję układów nerwowych.
Rezultaty oraz opis badań ukazał się na łamach pisma „Current Biology” (DOI: 10.1016/j.cub.2024.07.084).
Dwa żebropławy w jednym ciele
– Nasze odkrycia sugerują, że żebropławy mogą nie mieć systemu odróżniania siebie od innych — powiedział Kei Jokura z University of Exeter w Wielkiej Brytanii i National Institutes of Natural Sciences w Okazaki w Japonii. – Ponadto dane sugerują, że dwa oddzielne osobniki mogą szybko połączyć swoje układy nerwowe – dodał.
Badacze dostrzegli osobliwe zachowania żebropławów w populacji tych zwierząt trzymanych w zbiorniku z morską wodą w laboratorium. Niektóre gatunki tych stworzeń mają niebywałe zdolności regeneracyjne, dlatego stały się popularnym modelem laboratoryjnym. W zbiorniku uczeni zauważyli niezwykle dużego osobnika, który wydawał się mieć dwa tylne zakończenia ciała i dwa otwory gębowe. Zastanawiali się, skąd się wziął. Ciało tego osobnika wyglądało, jakby był efektem połączenia się dwóch zwierząt. Badacze wysunęli koncepcję, że ten niezwykły żebropław powstał w wyniku zrośnięcia się z innym.
Aby się tego dowiedzieć, usunęli niektóre części ciała kilku stworzeniom i umieścili je na noc w parach w taki sposób, by ich urazy się stykały. Okazało się, że w 9 na 10 przypadków ranne osobniki łączyły się w jeden organizm. Zwierzęta wyglądały na całkowicie zdrowe trzy tygodnie po połączeniu, kiedy zakończono eksperyment.
Połączenie układu nerwowego i pokarmowego
Dalsze badania wykazały, że już po jednej nocy dwa oryginalne osobniki bezproblemowo stawały się jednym, bez widocznego rozdzielenia między nimi. Kiedy naukowcy szturchnęli jeden płat gębowy, zareagowało całe zrośnięte ciało, co sugeruje, że ich układ nerwowy również był w pełni połączony.
– Byliśmy zdumieni, gdy zauważyliśmy, że stymulacja mechaniczna zastosowana do jednej strony zrośniętego żebropława spowodowała zsynchronizowany skurcz mięśni po drugiej stronie — powiedział Jokura.
W przeciwieństwie do większości innych zwierząt, jedno ciało nie odrzuciło obcej tkanki drugiego, co sugeruje, że układ odpornościowy żebropława nie ma zdolności rozróżniania „swojego” od „obcego”.
Badacze przyjrzeli się również przewodowi pokarmowemu i odkryli, że on również uległ połączeniu. Kiedy jeden z otworów gębowych połknął znakowane fluorescencyjnie krewetki, pokarm przedostał się do drugiego osobnika. Ostatecznie stworzenie wydaliło produkty przemiany materii z obu odbytów, choć nie w tym samym czasie. – Zrośnięte żebropławy mają dwa otwory gębowe. Gdy pokarm podawano jednemu, strawiony materiał był transportowany do sąsiedniego przewodu pokarmowego – wyjaśnił Jokura.
Bardziej szczegółowe obserwacje wykazały, że zrośnięte żebropławy wykonywały spontaniczne ruchy przez pierwszą godzinę po połączeniu. Później ruchy zaczęły się synchronizować. Po zaledwie dwóch godzinach skurcze mięśni w 95 proc. zrośniętych zwierząt były całkowicie zsynchronizowane.
Dalsze badania
Naukowcy twierdzą, że nadal nie jest jasne, w jaki sposób połączenie dwóch osobników w jeden funkcjonuje jako strategia przetrwania. Sugerują, że przyszłe badania pomogą wypełnić luki w wiedzy, co może mieć potencjalne implikacje dla badań regeneracyjnych. – Jedną z możliwych zalet jest to, że fuzja pozwala na znacznie szybszą regenerację po urazie – powiedział Jokura.
Naukowcy muszą jeszcze potwierdzić, czy żebropławy mogą również wykonać ten zdumiewający wyczyn na wolności. Ten gatunek swobodnie dryfuje wśród wód na rozległych powierzchniach oceanu, więc prawdopodobnie nie znajdują się wystarczająco blisko potencjalnego partnera fuzyjnego tak często.
Żebropławy były jednymi z pierwszych zwierząt, które ewoluowały na Ziemi. Ich zdolność do łączenia się sugeruje, że pierwsze zwierzęta mogły nie mieć zdolności odróżniania siebie od innych, co jest cechą ważną dla układów odpornościowych wielu stworzeń. Co ciekawe, Jokura przeszukując bazę publikacji natknął się na stare, ale bardzo istotne badanie dotyczące tych żebropławów. – Ich fuzja została opisana w 1937 roku. Byłem zszokowany, gdy znalazłem to badanie – zaznaczył Jokura.
Jokura planuje rozwikłać to zjawisko, skupiając przyszłe badania na układzie nerwowym połączonych zwierząt, wykorzystując obrazowanie na żywo, aby bezpośrednio obserwować, jak sygnały elektryczne przemieszczają się między nimi.
Źródło: Cell Press, New Scientist, Science Alert, fot. Mariana Rodriguez-Santiago/ CC BY-SA
