|
Недавно ученые обнаружили животное, питающееся сквозь кожные покровы. Все бы ничего, но только данное существо принадлежит к группе позвоночных животных, у которых такой способ питания не отмечался ранее. Что это — переходная форма в процессе эволюции или результат вторичного упрощения строения тела?
Среди животных найдется немало таких, которые могут питаться через свои кожные покровы. Это и разнообразные паразитические черви, и некоторые свободноживущие обитатели морских глубин (там достаточно много растворенной в воде органики), вроде погонофор (Pogonophora). Однако среди позвоночных животных (Vertebrata) до сих пор не встречалось существо, практикующее данный способ питания.
Считается, что это происходит оттого, что у позвоночных кожа является своеобразным барьером, надежно изолирующим организм от внешней среды. Чаще всего она многослойная и несет различные защитные образования, такие как чешуя, перья или шерсть. Подобное строение покровов во многом помогло эволюции позвоночных животных: например, позволило им жить как в соленой, так и в пресной воде или остановило излишнее испарение влаги на суше.
Не удивительно, что через подобный барьер любые вещества, в том числе и питательные, проходят с большим трудом. Да, собственно говоря, им это и не нужно, ведь еще 530 миллионов лет назад на ранних этапах эволюции предки позвоночных создали оригинальный фильтрационный аппарат на основе глоточных жаберных щелей (вода поступала через рот, проходила в глотку и уходила через эти щели, а специальные клетки с ресничками вытаскивали из нее в это время пищевые частички, которые, сформировавшись в комок, направлялись прямо в кишечник).
Позже (примерно 470-450 миллионов лет назад) примитивным рыбам удалось соорудить из прочных дугообразных костей, которые изначально служили опорой этому фильтрационно-дыхательному аппарату, пару вполне эффективных челюстей, после чего вопрос со способом питания был решен раз и навсегда. С тех пор у всех позвоночных основным органом, отвечающим за добычу пищи, является ротовое отверстие с челюстями.
Однако недавно новозеландские и канадские ученые обнаружили позвоночное животное, у которого кожа выполняет не свойственную ей пищеварительную функцию. Это существо называется тихоокеанский пиявкорот (Eptatretus stoutii). Он принадлежит к самой древней группе позвоночных, называемых круглоротыми или бесчелюстными (Cyclostomata), куда относятся и нежно любимые гурманами миноги. Эти существа, относящиеся к семейству миксин (Myxinidae), в отличие от большинства своих родственников, являющихся хищниками, промышляют в основном поеданием трупов.
Eptatretus stoutii можно встретить на телах погибших животных (например, китов), которые попали на большую (свыше одного километра) глубину. С точки зрения людей, он представляет собой типичного "некроманта" — он не только поедает трупы, но и живет на них и даже размножается среди разлагающихся останков. Хотя на первый взгляд это может показаться ужасным, однако именно благодаря деятельности подобных существ морское дно на глубине не превращается в гниющую помойку. Так что его вполне можно назвать "санитаром моря".
Прежде зоологи думали, что этот длинный и скользкий "санитар" питается так же, как и другие миксины, которые, приблизившись к жертве (не важно, живой или мертвой), проникают внутрь с помощью мощного языка, наделенного роговыми зубцами, и поедают мышцы и внутренности, сидя в выеденной "норе". Однако недавние эксперименты Криса Гловера из Университета Кентербери, а также его коллег из Канады показали, что, скорее всего, пиявкорот, расположившись на трупе, всасывает органические вещества через кожные покровы.
Поначалу ученых смутил тот факт, что содержание морских солей во внутренних тканях существа соответствовало их содержанию во внешней среде вокруг пиявкорота. Выходит, его кожа не является барьером, задерживающим многие вещества? Для того чтобы проверить это, они взяли куски покровов и жабр пиявкорота и поместили их на границе между двумя растворами, состав одного из которых дублировал насыщенную питательными веществами морскую воду, а второй — внутренние жидкости организма миксины. Для того чтобы клетки продолжали свою работу, их снабдили постоянной подпиткой раствором глюкозы.
В ходе экспериментов выяснилось, что аминокислоты извне не проходят сквозь тканевый барьер, а задерживаются на нем. Видимо, потому, что, попав на покровы, питательные вещества начинают усваиваться клетками организма. Возможно, перед этим они попадают в кровеносные сосуды, а может быть, транспортируются непосредственно от клетки к клетке.
Результаты эксперимента Криса Вуда из Университета Макмастера (Канада), были, в общем-то, схожими. Ученый и его коллеги брали кусочки кожи и жабры животных и наносили на них с одной, "внешней", стороны растворы аминокислот в разных концентрациях. Если бы кожа и жабры в эксперименте оказались простым механическим барьером между двумя растворами, то концентрация веществ с "внутренней" стороны либо вообще не менялась бы, либо повышалась бы в соответствии с концентрацией веществ с "внешней" стороны. Ни того ни другого не происходило: концентрация аминокислот на внутренней стороне тканей достигала какой-то постоянной величины и более не менялась.
Что же из этого следует? Скорее всего, это доказывает, что в тканях миксин есть какой-то насос, перекачивающий вещества, так называемый "молекулярный транспорт", который подвержен насыщению при высоких концентрациях пищи. Исследователи заметили, что этот транспорт в коже миксин работал только при наличии в растворе ионов натрия, а эта особенность является характерной чертой любых молекулярных транспортных систем, имеющихся у животных.
 Итак, похоже, действительно, тихоокеанский пиявкорот может питаться через кожные покровы. Однако из-за того, что его образ жизни в естественной среде изучен весьма слабо, не совсем понятно, является данный способ питания основным или вспомогательным. Поэтому после публикации результатов исследований в мартовском номере журнала Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences известный специалист по физиологии рыб и других низших позвоночных Фредерик Мартини из Гавайского университета (США) заметил, что необходимо подтвердить результаты данного исследования наблюдениями за пиявкоротами в природе. Правда сделать это будет нелегко, поскольку данное существо крайне редко встречается на мелководье.
Некоторые зоологи, основываясь на том, что пиявкороты — одни из самых древних представителей обитающих ныне позвоночных (они появились примерно 490-500 миллионов лет тому назад), предположили, что, возможно, они являются своеобразным переходным звеном эволюции между примитивными и современными позвоночными, а его "кишечная кожа" — прообраз нынешней пищеварительной системы животных. Однако вряд ли подобное утверждение является корректным.
По данным палеонтологов, самые первые бесчелюстные, которые были фильтраторами, наоборот, имели дополнительную броню поверх кожи в виде костного панциря. Что касается современных круглоротых, то они утратили эти покровы в связи с переходом к хищничеству, поскольку, обладая подобным панцирем, сложно подкрадываться к жертве или преследовать ее. Однако не известно, произошло ли дальнейшее "ослабление" покровов у других представителей этой группы. Пока данную особенность нашли лишь у Eptatretus stoutii.
Он же, судя по всему, приобрел ее в связи с переходом к некрофагии, ведь около трупов в воде много растворенной полупереваренной органики и для того, чтобы поглощать ее, рот не обязателен. Похожим образом эволюционировали многие паразитические черви, обитающие в кишечнике. Их предки имели нормальную пищеварительную систему, а сами они, прижившись в питательном бульончике из чужой еды, сочли данную часть организма излишеством, ведь кожи-то вполне хватает для того, чтобы всосать уже готовые к употреблению питательные вещества.
Скорее всего, и пиявкорот поступил так же, хотя полностью у него пищеварительный тракт все-таки не исчез. Так что, видимо, речь идет об упрощении строения в связи со специфическим образом жизни, а не о том, что он был переходной формой эволюции. Однако даже если это и так, все равно,
Антон Евсеев
Источник: pravda.ru.
Рейтинг публикации:
|
