Ученые из Канады и Новой Зеландии под руководством доктора Криса Гловера (Chris Glover) из Университета в Кентербери (Новая Зеландия) доказали, что позвоночные животные подкласса миксин тихоокеанские пиявкороты (Eptatretus stoutii) cпособны поглощать аминокислоты через кожу и жабры. Ранее считалось, что позвоночные такой способностью не обладают.

Пиявкороты (Eptatretus stoutii) — род: Пиявкоротые, семейство: Миксиновые, отряд: Миксинообразные, класс: Круглоротые, подтип: Позвоночные, тип: Хордовые, царство: Животные.

Вообще-то пиявкороты не обладают позвоночником, вместо него от черепа отходит нотохорд (notochord) — гибкий упругий стержень. Многие специалисты не считают миксин истинно позвоночными, так как, хотя у них есть череп, но собственно позвоночник отсутствует.

У позвоночных все питательные вещества поступают в организм через рот и пищеварительную систему, а кожа является своеобразным барьером. Эта особенность во многом помогла эволюции животных: позволила им жить как в солёной, так и в пресной воде, остановила излишнее испарение влаги на суше. Однако на планете нашлось животное с подобием хребта, у которого кожа выполняет не свойственную ей функцию.

Странное создание является одним из простейших позвоночных и зовётся тихоокеанским пиявкоротом (Eptatretus stoutii).

Поначалу учёных смутил тот факт, что содержание солей во внутренних тканях существа соответствовало тому, что они намеряли «за бортом» пиявкорота. Зная о привычке E. stoutii сворачиваться клубочком в трупах (органических останках) животных, они решили проверить, пропускает ли его кожа питательные вещества из внешней среды.

«Мы предположили, что пиявкороты могут поглощать аминокислоты из окружающей их среды через эпителиальные клетки кожи и жабр. Это происходит, когда они погружаются в полуразложившиеся трупы умерших животных, оказавшихся на дне. Мы провели эксперимент, который доказал, что миксины поглощают глицин и L-аланин через кожу и жабры. Такое поглощение органических питательных веществ у позвоночных животных обнаружено впервые», — пишут авторы исследования в статье «Adaptations to in situ feeding: novel nutrient acquisition pathways in an ancient vertebrate», опубликованной в последнем номере журнала Proceedings of the Royal Society B.

Для теста были взяты куски покрова и жабр пиявкорота. Чтобы клетки продолжали свою работу, их снабдили постоянной подпиткой глюкозой. Ткани поместили на границе между двумя растворами, состав одного дублировал насыщенную питательными веществами морскую воду, второй – внутренние жидкости организма пиявкорота. Исследователи добавляли во внешний раствор радиоактивные аминокислоты и сахара, а также пищевой краситель.

Через несколько часов в коже миксин накопились радиоактивные соединения, однако пищевой краситель внутрь тканей не проходил (то есть всасывание веществ из внешнего раствора не было пассивным). Более того, авторы установили, что увеличение концентрации аминокислот и сахаров на внутренней части кожи миксин было нелинейным — этот факт указывает, что всасывание происходит при помощи каких-то активных механизмов, например, ионных насосов (сложных систем, которые управляют транспортом различных ионов внутрь и наружу из клеток). Это предположение ученых подтвердил еще один эксперимент, в ходе которого из раствора удаляли натрий, который необходим для работы одного из важнейших ионных насосов. В отсутствие натрия всасывание радиоактивных веществ кожей миксин нарушалось, пишет Science News.

Жаберный карман пиявкорота может потреблять питательные вещества напрямую (фото Carol Bucking/Andrea Morash).

Дальнейшие расчёты показали, что довольно обширные участки кожи E. stoutii могут поглощать питательные вещества, утверждает PhysOrg.com.

У позвоночных биологи обнаруживают такую способность впервые. Вероятно, пиявкорот – своеобразное переходное звено эволюции между примитивными и современными позвоночными, а его «кишечная кожа» — прообраз нынешней пищеварительной системы животных.

Все миксины — морские животные умеренных широт, обитают около дна, похожие по форме тела на больших червей.

С обеих сторон передней части тела миксин имеется по одному (у собственно миксин) или от пяти до пятнадцати наружных жаберных отверстий. Вдоль нижней поверхности тела расположены два ряда пор — отверстий хорошо развитых подкожных слизеотделительных желез.

Рот у миксин, в отличие от миног, лишен губ и обрамлен двумя парами усиков. Еще две пары усиков окружают непарное носовое отверстие. Рот вооружен роговыми зубами, по два ряда которых находятся с каждой стороны языка, а один непарный зуб — на нёбе. Носовое отверстие ведет в обонятельный мешок, сообщающийся с полостью глотки. Благодаря этому миксины могут втягивать воду, содержащую кислород, через нос. Глаза недоразвиты, скрыты под светлыми участками кожи на голове. Миксины практически слепы и ориентируются с помощью осязания и обоняния.

Очень своеобразна кровеносная система миксин: наряду с основным (жаберным) сердцем, прогоняющим кровь через жабры, имеются три дополнительных сердца, обеспечивающих циркуляцию венозной крови. Эти дополнительные сердца расположены в области головы, печени и хвоста. Сердца бьются независимо друг от друга. Их работа необходима для циркуляции крови миксины, так как в некоторых частях тела кровь проходит через большие полости — синусы — перед поступлением ее в вены, что ослабляет кровяное давление в системе.

Половая железа миксин не имеет собственного выводного протока. Созревшие половые клетки выделяются прямо в полость тела и уже оттуда попадают в клоаку. Оплодотворение наружное. Миксины откладывают удлиненно-элипсоидальные яйца 20—25 мм длины, одетые в прочную роговую капсулу. Оба конца яиц снабжены пучками нитей с якорьками, которыми они сцепляются друг с другом и прикрепляются к субстрату. В отличие от миног, миксины после размножения не погибают и размножаются несколько раз в жизни. Развитие у них происходит без метаморфоза: личинки миксин, покидая роговую капсулу, становятся вскоре вполне похожими на взрослых родителей.

У миксин вдоль всего тела по нижнему краю проходит с каждой стороны по одному ряду хорошо развитых слизеотделительных желез. Благодаря им миксины способны выделять огромное количество слизи. Одна миксина, отсаженная в ведро с водой, за короткое время может всю воду превратить в слизь. Эта особенность миксин тесно связана с их образом жизни. Зарываясь в ил, миксины взмучивают воду, но выделяемая ими слизь быстро осаждает частицы ила, вода очищается и становится вновь пригодной для дыхания. Важную роль слизеотделение играет у миксин и при их внедрении в полость тела жертвы.

Миксины — ночные животные. Днем они зарываются в ил, выставляя наружу только часть головы, а ночью ведут активный образ жизни, охотясь за полихетами и другими донными беспозвоночными, а также нападая на ослабленных, малоподвижных и мертвых рыб.

Проголодавшаяся миксина медленно плывет против течения, приподняв голову, раздвинув усики-щупальца и расширив ноздрю, поворачивая голову из стороны в сторону, как собака, нюхающая воздух. Почуяв добычу, миксина устремляется к ней и жадно и решительно нападает.

Нападая на рыбу, миксина прогрызает дыру в теле жертвы, отрывая кожу и мясо с помощью сильных роговых зубов языка. Отрывая куски мяса крупной рыбы, миксина завязывает свое тело в узел, прижимая его к телу жертвы для упора. Попав внутрь тела рыбы через прогрызенное отверстие или через жаберные щели, миксины поедают сначала внутренности, начиная с печени, а затем съедают и мышцы. От рыбы, подвергшейся нападению миксины, остается порой только кожа и скелет. Известны случаи нападения миксин даже на акул. В то же время в течение многих месяцев миксины могут оставаться живыми, абсолютно не питаясь.

Обитают миксины в умеренных и субтропических водах северного и южного полушарий вблизи берегов, как на мелководьях, так и на глубинах более тысячи метров. Миксины крайне чувствительны к солености воды. Они редко встречаются в слабо опресненных морских водах и никогда не входят в сильно опресненные предустьевые пространства рек. Излюбленная для них вода нормальной океанической солености (32—34°/00); при солености 29—31°/00 миксины прекращают питаться, а при снижении солености до 25°/00 и более погибают.

Обычно миксины встречаются в районах прохождения горизонтальных течений.

Возможно, что в неподвижной воде миксинам труднее отыскивать свою жертву, чем при наличии токов воды, далеко разносящих запахи, ибо основными органами чувств, при помощи которых они находят добычу, являются органы обоняния.

Некоторые виды миксин употребляются в пищу, но в основном их роль в хозяйственной деятельности человека отрицательная, так как они наносят существенный вред рыболовству, пожирая рыб, попавших в сети или на ярус.

Большую часть дня обыкновенная миксина проводит на дне, зарывшись в ил. На охоту выходит ночью. Добычей ее становятся рыбы, попавшие в сети, на крючковую снасть или ослабленные болезнями. Если жертва еще достаточно активна и способна к сопротивлению, миксины проникают к ней под жаберную крышку и обильно выделяют слизь. Покрытые слизью жабры перестают нормально функционировать, и жертва погибает от удушья. Пожирают добычу миксины и поодиночке и сообща. Описан случай, когда в одной треске было обнаружено 123 миксины, пожирающие ее внутренности и мышцы. Излюбленная пища обыкновенной миксины — осетр, пикша, треска, скумбрия и сельдь, но при случае она не отказывается и от других рыб. Пожирая рыб, попавших в сети и на крючковую снасть, миксины наносят существенный вред рыболовству. В заливе Мэн (Северная Америка) до 3— 5% пикши в уловах бывает съедено или попорчено миксиной. У берегов Южной Норвегии, Западной Швеции, Англии рыбаки часто бывают вынуждены менять места лова рыб из-за повреждений рыбы миксиной.

Половозрелыми миксины становятся по достижении длины 25—28 см. Каждая самка откладывает на глубинах около 90—270 м от 12 до 30 яиц. В период размножения миксины не питаются.

Пиявкоротые миксины, или Пиявкороты, распространены у берегов Северной Америки от Аляски до Калифорнии. Они достигают длины 80 см.

Пиявкоротые миксины удивительно прожорливы. Они способны за 7 часов своей кровавой трапезы поглотить рыбьего мяса в 8 раз больше собственного веса. В отличие от обыкновенных миксин они нападают не только на попавших в сети и ослабленных рыб, но и на рыб вполне здоровых. Вред, причиняемый ими рыболовству, очень чувствителен в Калифорнии, Чили, Японии.

Пиявкороты очень живучи, хорошо переносят длительное пребывание без воды, могут подолгу голодать и долго остаются живыми, получив даже чрезвычайно тяжелые ранения. Описан случай, когда пиявкорот продолжал плавать через пять часов после того, как был обезглавлен.

Пиявкоротые миксины не представляют промысловой ценности, хотя в некоторых районах их употребляют в пищу в копченом виде, предварительно тщательно очистив от слизи.

По словам доктора Гловера, скорее всего с эволюционной точки зрения миксины представляют собой переходную форму между беспозвоночными животными, которые поглощают питательные вещества через кожные покровы, и более продвинутыми позвоночными с высокоразвитой системой пищеварения. А один из соавторов исследования доктор Вуд считает, что миксины — одни из самых древних позвоночных.

Коллеги авторов с интересом отнеслись к полученным результатам, однако некоторые специалисты отмечают, что эксперимент, проведенный в лаборатории, не может служить однозначным доказательством в пользу того, что миксины действительно способны питаться через кожу.

Использованы материалы

membrana.ru

infox.ru

dic.academic.ru

lenta.ru

Tags: ,

Эта статья была опубликована: Четверг, марта 3, 2011 в 20:03 в категории Флора и фауна Земли. Вы можете читать любые ответы через RSS 2.0 feed. You can leave a response, or trackback from your own site.

Ваш комментарий

Имя (*)
email (*)
вебсайт
Комментарий
Перед отправкой формы:
Human test by Not Captcha