Миф дня: Если разрезать дождевого червя, то получится два. Регенерация среди животных

Способностью к регенерации обладают многие организмы. Так мы знаем, что кишечнополостные (медузы, актинии, полипы) способны без труда восстанавливать утраченные части тела, в частности щупальца. Рекордсменом безусловно среди них будет гидра, ее пример стал классическим и вошел во все учебники биологии. Целую гидру можно поделить на большое количество кусочков в несколько клеток, из которых со временем вырастут полноценные организмы с щупальцами и кишечной полостью.

Отдельные конечности способные по прошествии нескольких линек способны восстанавливать все членистоногие. Знакомые нам из детства пауки сенокосцы(косеножки), защищаясь от хищников отбрасывают свои длинные ноги, которые со временем восстанавливаются.

Среди позвоночных регенерация распространена гораздо меньше. Все таки восстанавливать кости, мышцы, сосуды и нервы одновременно довольно сложная задача, даже для эволюции.

Однако, многие ящерицы отбрасывают хвост, взамен которых вырастают новый. Только этот хвост лишен нервной ткани и не имеет костного позвоночника, взамен него появляется хрящ. Поэтому ящерицы могут отбрасывать хвост полностью лишь единожды. Ученые до конца выяснили это механизм всего три года назад. Они сравнили механизм восстановления хвоста у мексиканской амбистомы и некоторых американских ящериц. Оказалось, что когда амбистома теряет свой хвост, нервные стволовые клетки в ее спинном мозге могут развиться в любой тип клеток нервной системы, включая нейроны. У рептилий же в ходе эволюции нервные клетки утрачивают такую способность.

Среди амфибий регенерация распространена гораздо шире. Так многие тритоны, особенно в молодом возрасте, способны восстанавливать целые конечности всего за несколько недель.

Изучая механизмы регенерации у позвоночные ученые надеются применить их для лечения людей. В 2018 году исследователи из Университета Тафтса в США напечатали на 3D-принтере маленький силиконовый «биореактор». Получившееся устройство специалисты наполнили гидрогелем и прикрепили к лягушке на ампутированную конечность. После этого биологи добавили в ёмкость стероидный гормон прогестерон и протеины шёлка, способствующие регенерации тканей. Прогестерон является женским гормоном, основная функция которого — подготовка организма к беременности. Однако он также играет важную роль в восстановлении кровеносных сосудов и костной ткани. В результате через несколько недель стволовые клетки в правильном окружении восстановили конечность у амфибии.

Но разговаривая о регенерации, безусловно все вспоминают как они разрезали в детстве дождевых червей, уверенные, что из каждой половины получится новый организм. Вопреки распространённому мифу, если разделить дождевого червя на две части, то восстановится только задняя часть тела. Несмотря на метамерное (повторяющееся из одинаковых сегментов) срочнее тела, передняя часть тела червя имеет ряд уникальных органов, таких как окологлоточное кольцо и сердце. Восстановить их крайне трудная задача, поэтому хвост червь восстанавливает, а вторая половина погибает. Такое поведение спасает червям жизнь, но требует в дальнейшем довольно много ресурсов на регенерацию.

В заключении хотелось бы рассказать про еще один пример, который кажется фантастическим рассказом. В Международный женский день в журнале Current Biology вышла статья исследовательниц  из Женского университета Наро, в которой описана катастрофическая регенерация у морских голожаберных моллюсков из рода Elysia (об их удивительной способности к фотосинтезу мы уже писали).

Японские ученые заметили, что один из моллюсков утратил 80% своего тела, но вопреки всем ожиданиям не погиб. Спустя три недели элизия отрастила кусок тела и поползла дальше высасывать хлоропласты из водорослей. Сначала это показалось случайностью, но биологи поставили эксперимент на десятках моллюсков и все они восстановили свое тело, имея только голову. Механизм такой уникальной регенерации пока остается неизвестным, а происходит она только у молодых особей, причём тело может восстанавливаться не один раз. Кто знает, может быть изучая такие удивительные свойства животных, в будущем мы научимся не только делать биотические протезы, но и восстанавливать утраченные или поврежденные части нашего тела!