НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ







Два вида лягушек оказались не способны слышать свое кваканье

В Мексике обнаружена окаменелость черепахи возрастом 65 млн лет

У маленькой африканской змеи оказалась самая толстая кожа

Без коралловых аспидов подражающие им псевдокоралловые змеи теряют полосатый окрас

Ученые объяснили устойчивость смертельно ядовитых лягушек к собственному токсину

Всего за 15 лет жизни на островах гекконы приспособились к питанию более крупной добычей

Американцу отправили по почте редких змей в банке из-под чипсов

Как летают украшенные древесные змеи?

Лягушки подсказали биомаркер безрубцовой регенерации

Десять самых ядовитых змей

Вымирание динозавров позволило лягушкам захватить Землю

Российские ученые узнали, как работает яд черной гадюки

Химики обещают создать универсальное противоядие от ядов змей

Слюна лягушек оказалась неньютоновской жидкостью

Лягушки и жабы — обладатели уникального для позвоночных цветового зрения

14.05.2013

Головастики видят хвостами и отращивают хищный кишечник

Две команды американских биологов занялись изучением головастиков лягушек и выяснили, что пересаженные на хвост глаза могут отличать красный свет от синего, а также смогли перенаправить развитие пищеварительной системы по альтернативному типу. Таким образом, органы зрения, не связанные напрямую с мозгом, оказывается, все равно способны видеть, а выводы второго исследования могут быть важны для понимания эволюции и профилактики дефектов органов пищеварения.

Хвостовое зрение

Ученые десятилетиями успешно пересаживали лягушкам глаза на всевозможные части тела, но до этого момента они не могли определить, способны ли эти глаза видеть. С целью прояснить этот вопрос ученые из Университета Тафтса (Tufts University) удалили глаза головастикам южноафриканской гладкой шпорцевой лягушки (Xenopus laevis) и пересадили им новые – на хвост, чтобы посмотреть, как мозг отреагирует на такое нестандартное вмешательство. Результаты исследования были опубликованы в Journal of Experimental Biology.

Головастик с растущим на хвосте глазом. Фото: D. Blackiston, M. Levin
Головастик с растущим на хвосте глазом. Фото: D. Blackiston, M. Levin

Несмотря на то, что новое расположение зрительных органов было весьма неожиданным, некоторые головастики успешно различали красный и синий свет, используя только пересаженные глаза. Головастиков поместили в специальные емкости, где половина была освещена синим светом, а другая половина – красным. Если головастик заплывал в красную зону, он получал легкий удар током. Периодически ученые меняли расположение световых зон, чтобы головастики могли понять, что именно цвет освещения, а не положение в емкости влияет на опасность.

Подопытные головастики разделились на две группы. Те, у которых пересаженные глаза с помощью нервных окончаний самостоятельно соединились со спинным мозгом, вполне могли понять связь между светом и электрическим током и уплыть в безопасную часть сосуда. Те же, чьи глаза соединились с пищеварительной системой, не смогли различить разные цвета и поэтому, как и полностью слепые головастики, оказались неспособны избежать удара током.

Более ранние исследования предполагали, что головной мозг может распознавать только ту информацию, которая передается ему непосредственно – через «родные», присоединенные прямо к мозгу глаза. Но теперь выяснилось, что он каким-то образом способен обрабатывать и опосредованные визуальные сигналы, но только в том случае, если нервные окончания соединяют глаза со спинным мозгом, а не какими-либо другими органами.

Гладкая шпорцевая лягушка. Фото: Brian Gratwicke/Flickr.com
Гладкая шпорцевая лягушка. Фото: Brian Gratwicke/Flickr.com

Поняв, как головной мозг отделяет визуальную информацию от остальных данных, поступающих от спинного мозга в виде множества, казалось бы, неразличимых электрических сигналов, ученые смогут совершить дальнейшие открытия в разделе трансплантационной медицины и глазном протезировании. Кроме того, появится шанс лечить некоторые виды слепоты, возникающей в случае невозможности корректной обработки мозгом визуальной информации, поступающей от физически здорового глаза.

Метаморфозы кишечника

Другая группа исследователей – из Университета штата Северная Каролина (North Carolina State University) – вместе с Xenopus laevis изучала и головастиков лягушек Баджетта (Lepidobatrachus laevis). От общего предка линии этих амфибий отделились примерно 110 млн лет назад, и их диета кардинально различается. Головастики гладкой шпорцевой лягушки питаются преимущественно водорослями, и их длинные пищеварительные тракты не могут переваривать насекомых, протеины, пока не разовьются во взрослых лягушек. Лягушки же Баджетта - весьма агрессивные хищники, а их головастики практикуют каннибализм – у них более короткий и сложно устроенный кишечник, способный переваривать белки.

С помощью молекулярных методов ученые инактивировали некоторые гены у головастиков Xenopus, чтобы посмотреть, сможет ли у них развиться «хищная» пищеварительная система. Пять небольших специфических молекул путем подавления активности ретиноидной кислоты (важного регулятора раннего эмбрионального развития) смогли перенаправить развитие пищеварительного тракта, в результате чего кишечник оказался похожим внешне на свойственный головастикам-каннибалам Lepidobatrachus. Интересно, что когда подобные манипуляции произвели с головастиками рогатки Кранвелла (Ceratophrys cranwelli), более близкородственной лягушке Баджетта, то кишечник у них развился еще больше похожим на таковой Lepidobatrachus, чем у гладких шпорцевых лягушек. Кроме того, удалось добиться и обратного эффекта – «вырастить» у головастиков лягушек Баджетта кишечник «травоядного» типа, эволюционно более раннего.

Головастик лягушки Баджетта переваривается в желудке своего собрата. Фото: North Carolina State University
Головастик лягушки Баджетта переваривается в желудке своего собрата. Фото: North Carolina State University

Таким образом, специфические молекулы позволяют повлиять на процессы, играющие важную роль в развитии пищеварительного тракта, и это можно использовать для профилактики врожденных дефектов кишечника. «Понимание того, как и почему кишечник принимает разный внешний вид для адаптации к различным диетам и условиям среды в эволюции, проливает свет на то, в какого рода процессы можно вносить изменения, если говорить о врожденных дефектах у человека, при которых кишечник также меняет свою форму и функции», – говорит Нанетт Наскоун-Йодер, одна из авторов исследования, опубликованного в журнале Evolution & Development. Следующим шагом биологов станет изучение функциональности измененных пищеварительных трактов – являются ли эти изменения чисто косметическими или все же влияют на процесс пищеварения.


Источники:

  1. polit.ru





© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2010-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://herpeton.ru/ "Herpeton.ru: Герпетология - библиотека о земноводных и пресмыкающихся"