Dzīvnieku izzušana ar iznīcinošu tūpļa galu beidzas 160 gadu slēptās un aizraujošās spēles spēle

Klasiskā bērnu grāmata Ikviens mīkst beidzas ar bērna un dažu dzīvnieku atpakaļskata rasējumu, uzsverot to, ko mēs visi zinām, intuitīvi: pakaļa iznāk atpakaļ. Bet mēs uztveram mūsu gremošanas sistēmas par pašsaprotamām. Paši pirmie dzīvnieki izmantoja to pašu caurumu ēšanas un defekācijas laikā, un daži joprojām to dara. Un, kā nesen atklāja viens jūras biologs, vismaz vienam ir anuss parādās tikai tad, kad tas atrodas.

Šo „pārejošo” tūpļa izzušanu atklāja jūras dzīvnieks, ko sauc par kārpu ķemme želeju ar Bostonas universitātes profesoru emeritus un Woods Hole jūras bioloģisko laboratoriju pētnieku Sidneju L. Tamu, Ph.D., kurš publicēja savu pētījumu Bezmugurkaulnieku bioloģija nesen. Šie caurspīdīgie dzīvnieki, kas pazīstami arī kā “jūras valrieksti”, pieder pie grupas, ko sauc par ctenoforiem (ka- desmit - phores) un peldēties Atlantijas okeāna rietumu daļā. Viņi sajauc mūsu idejas par tūpļa evolūciju, jo mēs zinām tikai divu veidu dzīvniekus: tos, kuriem ir viens caurums, un tos, kuriem ir divi.

Lieta ir tāda, ka ctenofori ir pētīti kopš 19. gadsimta. Tad zinātnieki novēroja, ka viņiem ir “cauri zarnām”, kas nozīmē, ka tie ir no dažādiem caurumiem, tāpat kā mēs. Citiem dzīvniekiem, piemēram, medūzām, ir viena cauruma „pudeles zarnas”, caur kuru tas ēd un izlaiž atkritumus caur to pašu atvērumu. Kaut kas, vairāk nekā 160 gadu novērojumu laikā, neviens neuzskatīja, ka viena kārpu ķemmītes želejas puse caur zarnām parādījās tikai tad, kad tai bija vajadzīgs.

„Ir Yogi Berra, kas to skaidro,” stāsta Tamms Apgrieztā. “Tas nozīmē, ka jūs varat ļoti daudz novērot, skatoties. Neviens īsti pirms tam nav uzmanīgi. ”

Novērošanas nozīme

Tamms ilgu laiku studē šos dzīvniekus, bet „nekad nav bijis ieinteresēts” par to, kā viņi uzplauka līdz nesenam „maisījumam” ctenofora laukā. 2016. gadā zinātnieki konferencē Ctenopalooza bija pārsteigti par kadriem, kas liecina, ka dzīvniekiem bija gan mutes, gan tūpļa. "Ja cilvēki neredz šo videoklipu, viņi neticēs," pasvītroja jūras biologs Džordžs Matsumoto, Ph.D. Zinātne. Bet tas vispār nebija pārsteidzoši, teica Tamms, rakstot karstu retortu, norādot, ka zinātnieki to zinājuši kopš 1850. gadiem.

„Es to sajaucu ciešāk, un tāpēc es atklāju šo atnākšanas un izejas anusu,” viņš saka.

Tamms stundām skatījās atsevišķus kārpu ķemmītes, atzīmējot starpību starp katru defekāciju, „lai iegūtu pūļa ritmu.” Ar pareizo laiku, viņš zināja, kad tuvināt ar spēcīgu mikroskopu. Kad viņš tuvojās anālais kanāls, caurspīdīgā caurule, kas uzkrājas atkritumu daļiņas, atklāja kaut ko nepieredzētu.

"Viņi virpuļo apkārt un cirkulē, it kā viņi gaida kaut ko," viņš saka, "un pēkšņi jūs redzat atveri - poru." Vienlaikus dzīvnieka iekšējie audi saplūst ar ādu, radot pāreju uz ārpasauli. "Tas kļūst lielāks un lielāks, līdz viss, kas bija šajā kanālā, ir beidzies," viņš turpina. „Un tad tas sāk slēgties. Un tas aizveras un aizveras, līdz tas beidzot pazūd un jūs to vairs neredzat. ”

Viņa atklājums ir atgādinājums par to, kas ir bioloģija: pacientu novērošana.

"Vienkārši esi uzmanīgi," viņš saka. "Un tas ir tas, ko pārējie cilvēki vai nu neatbildēja, vai arī nebija laika to darīt, vai vienkārši neuztraucās."

Starp vienu un diviem caurumiem

Ciktāl Tamms var teikt, šī ir pirmā reize, kad kāds novēroja pārejošu tūpļa. Tas sarežģī mūsu viedokli par tūpļa attīstību, pievienojot to, ko viņš uzskata, varētu būt „starpposms” evolūcijas procesā.

Gan mutes, gan tūpļa, viņš saka, “ir progress, lai panāktu lielāku un sarežģītāku attīstību”. Bez tā dzīvnieki nevarēja pārāk ilgi, tajā pašā laikā ēst un sagremot, un burtiski ne sūda, kur viņi ēd. Mēs esam gājuši garu ceļu kopš mūsu pudeļu zarnu priekštečiem. Bet kādā brīdī mūsu evolūcijā mums bija jādara pāreja no viena cauruma uz diviem.

„Jautājums par anusu ir jautājums,” saka Tamms, paskaidrojot, ka embrijā anusa veido audu saplūšanu, nevis pretēji tam, ko viņš redzēja kārpu ķemmītes želejā. Atšķirība ir tāda, ka vairumā dzīvnieku, ka kodolsintēze ir pastāvīga: kad anusa veido embriju, dzīvniekam tas ir mūžs. Tamas dīvainie radījumi jebkāda iemesla dēļ šķiet mazāk izšķiroši.

“Šī īslaicīgā kodolsintēze varētu būt solis pastāvīgajā anusā ctenoforos un citos dzīvniekos,” viņš saka.

Lai apstiprinātu, vai šie dzīvnieki saplūst, kad viņš dzīvo, viņš jau plāno izmantot spēcīgos elektronu mikroskopus Woods Hole jūras bioloģiskajā laboratorijā. Tomēr vērtīgāka nekā jebkura mašīna ir Tamas pacietības dāvana. Un, ja jūsu mācās anusus, arī humora izjūta nesāpēs.

"Ja jūs vienkārši skatāties, jūs varat redzēt daudz," viņš saka. "Jogi Berra, lai gan tas izklausās smieklīgi, viņam bija taisnība. Viņam ir daudz citu teicienu. Tāpat kā tad, ja jūs redzat dakšiņu ceļā, ņemiet to. Un jūs nezināt, vai viņš runā par piederumu. ”

Kopsavilkums:

Izšļakstīšanās ctenoforā Mnemiopsis leidyi ir stereotipizēta efektoru reakciju secība, kas notiek ar regulāru ultraskaņas ritmu. Šeit es izmantoju video mikroskopu, lai aprakstītu jaunas funkcijas un labotu iepriekšējos ziņojumus par gastrovaskulāro sistēmu defekāciju laikā un starp tām. Pretēji zinātniskajai literatūrai indivīdi, kas iztukšojas tikai ar vienu no diviem anālais kanāliem, kuriem piemīt vienīgais anālais poru skaits. Anālās poras nebija redzamas kā pastāvīga struktūra, kas attēlota mācību grāmatās, bet parādījās pēc defekācijas un pēc tam pazuda. Laika intervāli starp atkārtotiem defekācijām atsevišķiem dzīvniekiem bija atkarīgi no ķermeņa lieluma, sākot no ~ 10 min maziem kāpuriem līdz ~ 1 h lieliem pieaugušajiem. Diferenciālo traucējumu kontrastmikroskopija atklāja, ka gan anālā poru atvēršana, gan aizvēršana līdzinājās atgriezeniskajam audu saplūšanas gredzenam starp aborālā galā esošajiem endodermālajiem un ektodermālajiem slāņiem. Tādējādi M. leidyi indivīdiem ir intermitējoša tūpļa un līdz ar to periodiska caurule, kas atkārtojas regulāri. Redzamās anālās poras īslaicīgums M. leidyi ir jauns, un tas var izskaidrot pastāvīgas tūpļa un caurejas attīstību dzīvniekiem. Turklāt diagonālā analoga kompleksa spoguļattēla dimorfisms notiek kāpuru ctenoforos, bet ne pieaugušajiem, kas norāda uz analoģiskā kompleksa diagonālās simetrijas attīstības elastību.