Как морской слизень выращивает новое тело без сердца

Старое туловище ещё движется, а морской слизень выращивает новое тело из отделившейся головы. Сердце при этом остаётся в сброшенной части. Получается удивительная картина: голова без сердца продолжает жить, а тело с сердцем постепенно погибает.

Именно такое поведение японские биологи описали у морских слизней рода Elysia. Их работа, опубликованная в Current Biology в 2021 году, показала один из самых необычных способов регенерации, известных у животных.

Ящерица может отбросить хвост, морская звезда способна восстановить утраченный луч. Но здесь животное избавляется почти от всего тела, включая большую часть внутренних органов, а затем выращивает их заново.

Голова осталась жить. Сердце — в старом теле

Необычное явление обнаружила биолог Саяка Митох, изучавшая морских слизней в лаборатории Женского университета Нары в Японии.

Из 15 выращенных в лаборатории особей Elysia cf. marginata пять самостоятельно отделили голову от туловища. Ещё один такой случай наблюдали у животного, собранного в природе. Один слизень проделал это даже дважды.

Отделение происходило в области шеи. На этом участке у животных есть поперечная бороздка, которая, по-видимому, служит естественной линией разрыва.

Самое удивительное начиналось после отделения.

Голова сразу могла двигаться самостоятельно. Рана закрывалась в течение суток, а три относительно молодые особи уже через несколько часов снова начинали питаться водорослями.

Примерно через семь дней у них начинало восстанавливаться сердце. Около двадцати дней требовалось, чтобы сформировалось новое тело.

И всё это время первоначальное туловище оставалось отдельно.

Оно не погибало мгновенно. Сброшенные тела продолжали двигаться и реагировать на прикосновения от нескольких дней до нескольких месяцев. В некоторых случаях сердцебиение сохранялось даже незадолго до окончательного разрушения тканей.

Но ни одно из этих тел не вырастило новую голову.

Получается поразительная асимметрия: голова могла восстановить почти весь организм, тогда как оставшееся без головы туловище постепенно разрушалось.

Способность, впрочем, зависела от возраста. Две более старые особи после отделения головы не возобновили питание и погибли в течение десяти дней. Успешное восстановление наблюдалось не у всех животных.

Как выжить без сердца? Подсказка скрыта в водорослях

Откуда голова берёт энергию, если большая часть пищеварительной системы осталась в сброшенном теле?

У этих слизней есть необычная биологическая способность, которая может оказаться частью ответа.

Они питаются водорослями, но некоторые компоненты пищи не переваривают обычным образом. Вместо этого слизни сохраняют в собственных клетках хлоропласты — клеточные структуры, благодаря которым растения и водоросли используют энергию света.

Это явление называется клептопластией.

По сути, животное временно присваивает себе работающие фотосинтетические структуры другого организма.

У элизий разветвлённая пищеварительная железа распространяется и на область головы. Поэтому после отделения туловища в головной части могут сохраняться клетки с хлоропластами, способными участвовать в фотосинтезе.

Авторы предполагают, что эта дополнительная возможность получать энергию помогает голове пережить период без полноценного тела.

Но здесь есть принципиальное различие между наблюдением и объяснением.

Исследователи непосредственно наблюдали отделение головы и восстановление туловища. Роль фотосинтеза в обеспечении этой регенерации они предложили как гипотезу, а не доказали экспериментально.

Каким образом головная часть обходится без сердца и как запускает восстановление столь разных органов, работа окончательно не объясняет.

Зачем животному избавляться от собственного тела?

Отбрасывание хвоста у ящерицы понятно: хищнику достаётся хвост, а ящерица убегает.

С морскими слизнями всё оказалось сложнее.

В специальных опытах исследователи осторожно перетягивали шею тонкой нейлоновой нитью. Животные могли отделять туловище, составлявшее 80–85 процентов общей массы.

При этом имитация нападения хищника не вызывала аналогичной реакции. Сам процесс отделения мог занимать несколько часов — слишком долго для обычного спасения от нападения.

Объяснение обнаружилось при изучении другого вида, Elysia atroviridis.

Среди 82 особей, заражённых паразитическими ракообразными, три сбросили туловище. В отделённых телах действительно находились паразиты. После восстановления нового тела слизни, завершившие регенерацию, были свободны от них.

Для сравнения исследователи наблюдали ещё 64 незаражённые особи, собранные в то же время. Ни одна из них не отбросила часть тела.

Возникла гипотеза: столь радикальное избавление от туловища может позволять животному освобождаться от внутренних паразитов, которые мешают его размножению.

Однако считать эту функцию окончательно установленной нельзя. В лабораторной популяции Elysia cf. marginata, где также наблюдали отделение головы, паразитов не обнаружили. Возможно, существуют и другие причины такого поведения.

Это исследование не показывает способ омоложения человека и не обещает практического метода восстановления утраченных органов. Оно раскрывает гораздо более конкретную особенность биологии двух групп морских слизней: у них возможна регенерация почти всего тела после добровольного отделения туловища.

И всё же самая странная деталь этой истории остаётся прежней.

Отброшенное тело может ещё долго двигаться. В нём может продолжать биться сердце. Но новый организм возникает с другой стороны разрыва — из маленькой головы, оставшейся без почти всех органов.