Как мягкие кораллы синхронизируют свои движения, хотя у них нет центральной нервной системы
Ученые из Тель-Авивского и Хайфского университетов раскрыли механизм уникальных ритмичных движений мягкого коралла Xenia umbellata, которые обеспечиваются распределенной нервной системой.
Мягкие кораллы вида Xenia umbellata, обитающие в Красном море, давно удивляют ученых своими непрерывными пульсирующими движениями. В отличие от большинства сородичей, этот полип ритмично сжимает и разжимает щупальца, напоминая миниатюрное бьющееся сердце или плывущую медузу. Новое исследование, опубликованное в журнале PNAS показало, что за этот ритм отвечает не единый центр управления, а распределенная сеть так называемых "нейронных пейсмейкеров".
Биологи обнаружили, что каждое щупальце коралла обладает автономностью. В ходе экспериментов по регенерации выяснилось, что даже отделенные части организма способны сохранять собственный ритм. Синхронизация достигается за счет плотной нервной сети вокруг ротового отверстия и пересекающихся мышечных волокон. Это позволяет колонии действовать слаженно, хотя формально у нее нет "мозга" или главного нервного узла, диктующего темп.
Генетический анализ подтвердил, что кораллы используют те же эволюционно древние молекулярные инструменты, что и высшие животные. В процессе задействованы ацетилхолиновые рецепторы и ионные каналы, которые у человека управляют сердцебиением и дыханием. Это открытие отодвигает время возникновения механизмов ритмического движения глубоко в прошлое, к самым истокам формирования нервных систем в живом мире.
"Это немного похоже на оркестр без дирижера", – объясняет соавтор работы профессор Тамар Лотан из Школы морских наук Хайфского университета. По ее словам, изучение таких простых систем помогает понять, как сложная скоординированная активность возникала на заре эволюции, задолго до появления высокоразвитых центров управления в мозге сложных организмов.
Ученые подчеркивают, что гармоничное движение может рождаться из взаимодействия отдельных клеток, работающих как единая интеллектуальная сеть. Исследование не только проясняет жизнь обитателей рифов, но и дает ключ к пониманию фундаментальных принципов возникновения биологических ритмов.