Не в теломеразе счастье, или Как планарии обеспечивают себе бессмертие


Что такое планария?

строение планарии

В пресных водоемах, на самом дне, под камушками и корягами можно обнаружить миниатюрное существо в виде плоского белого червя с полупрозрачной структурой тела. Ученые относят такие организмы к категории безобидных паразитов.

Визуально у планарии обе поверхности тела являются симметричными и отражают друг друга. Несмотря на негативную репутацию паразитических плоских червей, такое животное не представляет никакой опасности для прочих живых организмов. Специалисты относят планарию к хищникам, которые питаются простейшими органическими соединениями, мелкими ракообразными, мальками рыб.

Планарии в аквариумистике [ править | править код ]

В аквариумистике планарии считаются вредителями. Планарии и их яйца могут попасть в аквариум с растениями, живым кормом или необработанным грунтом. Будучи хищниками, они могут поедать икру рыб, улиток и ракообразных, иногда — нападать на взрослых улиток (особенно в ночное время) или забивать собой жабры рыб и креветок, вызывая удушье. Особую опасность планарии представляют для ракообразных в момент линьки. Для борьбы с планариями могут использоваться месячные мальки гурами, которые питаются как взрослыми планариями, так и их яйцами. Также применяются химические средства, из которых самыми эффективными считаются те, что содержат фенбендазол.

«>

Внешнее строение планарии

Планария обладает биполярным телом. Правая сторона существа расположена зеркально по отношению к левой. Условная разграничивающая линия проходит вдоль всего тела. Такое внешнее строение белой планарии позволяет ей жить в условиях не только водоемов, но и суши.

Длина туловища плоского червя составляет не более двух сантиметров. Толщина может достигать 5 мм. В передней части тела планария имеет особое расширение, где расположены осязательные щупальца. Задняя часть червя сужена и несколько заострена у окончания. По всей поверхности тела расположены так называемые реснички, движение которых способствует перемещению существа в пространстве.

Внутреннее строение планарии

Планария имеет следующее внутреннее строение:

  1. Мышечный мешок – специфические волокна, которые проходят поперек всего тела. При их сокращении плоский червь удлиняется. Спина и брюшная полость животного соединены продольными мышечными волокнами.
  2. Органы чувств – осязательные клетки, парные щупальца, орган равновесия, примитивные глаза, способные реагировать на свет.
  3. Нервная система – узлы в виде скопления рецепторов, нервные ответвления.
  4. Выделительная система – разветвленные канальцы, которые пронизывают все тело существа.
  5. Пищеварительная система – специальные клетки эпителия, которые дают возможность плоскому червю захватывать добычу. За поглощение пищи отвечает выдвижная глотка. Пища переваривается в однослойном кишечнике. Отходы выводятся наружу, проходя обратно через ротовое отверстие.

Внутренние органы и системы [ править | править код ]

Особый интерес представляет пищеварительная система

планарий, а в частности — её необычный глотательный аппарат. Расположен он под брюшком, и способен резко выдвигаться, когда планария пытается поймать добычу. Примечательно в нём то, что даже будучи отсоединённым от остального тела, этот аппарат способен какое-то время существовать и даже пытаться проглотить пищу. Кишечник планарий разветвлён, как и у большинства плоских червей, и не имеет анального отверстия — все, что не переварилось, выбрасывается червём назад, через ротовое отверстие. Железистые клетки кишечника выделяют пищеварительные соки, посредством которых и переваривается пища.

Нервная система

планарий (ортогон) представлена скоплениями нервных клеток — парных головных узлов, нервных стволов и многочисленных ответвлений, тянущихся ко всем органам и системам [4] .

Кровеносная система

отсутствует, полости тела также нет — вместо неё расположены клетки соединительной ткани. Питательные вещества поступают в организм прямо через клетки кишечника,
газообмен
осуществляется через кожу (поступление кислорода, удаление углекислого газа). Дышат планарии растворённым в воде кислородом. Плоское тело этих животных обеспечивает им очень хороший газообмен.

Выделительной системой

служат разветвлённые трубочки (канальцы), пронизывающие тело червя. В каждой клетке имеется пучок длинных ресничек, которые постоянно колеблются. Их называют «пламенными клетками», потому что движение ресничек напоминает язычок колеблющего пламени. Колебание ресничек создаёт ток жидкости в трубочках.

Планарии — гермафродиты, и их половая система

включает в себя как мужские, так и женские половые органы в одном организме. Мужские половые органы — это многочисленные семенники, похожие на пузырьки, от которых идут семяпроводы к совокупительному органу. Женские органы — это парные яичники, с яйцеводами в совокупительную сумку. Оплодотворение у планарий внутреннее.

Каким образом передвигается планария?

Вот мы и рассмотрели строение планарии. Теперь давайте выясним, как передвигается это примитивное животное.

Планария ползает под водой, перемещаясь по твердым предметам. Плоский червь двигается крайне плавно, равномерно и неспешно. Взглянув на планарию в аквариуме, можно подумать, что животное плывет в толще воды без особых усилий. На самом деле на теле червя располагается множество незаметных для человеческого глаза подвижных ресничек.

Помимо прочего, планарии выделяют специфическую слизь, с помощью которой прокладываются дорожки на предметах для многократного передвижения. Мелкие планарии способны плавать, выполняя веслообразные движения ресничками.

Размножение

Планария относится к категории гермафродитов. Для существа характерно одновременно несколько способов размножения:

  1. Деление – при наступлении периода половой активности тело плоского червя расслаивается. Взрослый индивид постепенно разделяется на несколько частей. По прохождении некоторого времени в обеих половинках формируются механизмы, необходимые для нормальной жизнедеятельности. В результате столь нехитрых манипуляций один паразит трансформируется в несколько полноценных особей.
  2. Половой способ – зрелая планария откладывает яйца на плодотворный субстрат. Для оплодотворения кладки плоские черви на несколько мгновений соприкасаются телами. Таким образом, в результате соединения женских и мужских половых клеток формируется зигота. Из нее образуется кокон, где сохраняются яйца до момента своего полного созревания. Обычно на появление многочисленных молодых особей планарии уходит от двух до трех недель.

Не в теломеразе счастье, или Как планарии обеспечивают себе бессмертие

Наземная планария (фото Divaholic).

Планарии известны своими фантастическими способностями к регенерации, но, по-видимому, далеко не все они обеспечивают бессмертие своих стволовых клеток, поддерживая постоянную длину теломерных участков хромосом.

Восстановление повреждённых тканей происходит, как известно, за счёт стволовых клеток. Часть их превращается в специализированные клетки и занимает место погибших, а часть продолжает оставаться бессмертными стволовыми, которые готовы в случае чего восполнить потери. Но бессмертие это довольно условное: даже стволовые клетки со временем стареют и выходят из строя. И тогда некому восстанавливать повреждённые, постаревшие ткани. Самый наглядный пример — возрастные изменения кожи, которые во многом происходят как раз из-за истощения запасов стволовых клеток эпителия.

Если бы удалось найти способ сохранить молодость стволовым клеткам, это означало бы продлить жизнь всему организму. А потому исследователи не устают искать решение этой задачи и подчас обращаются за подсказками к различным бессмертным организмам, попадающимся в дикой природе. Особое место среди них занимают планарии, плоские черви с невероятными способностями к регенерации: они могут восстановить с нуля любую ткань и орган. Известно также, что планарии используют как половое размножение, так и бесполое; в последнем случае червь просто делится надвое. Исследователи давно подозревали, что разгадку регенерационных способностей планарий следует искать в особом использовании ими фермента теломеразы или его аналога. Считается, что старение и гибель клеток связаны с укорочением концевых участков хромосом — теломер, которые уменьшаются с каждым делением клетки. Но существует фермент теломераза, достраивающий укороченные теломеры. Проблема в том, что обычно этот фермент активен только на ранних стадиях развития: работай он у нас всю жизнь, проблема старения, возможно, не стояла бы так остро.

Исследователи из Ноттингемского университета (Великобритания) предположили, что планариям как-то удаётся поддерживать активность теломеразы в стволовых клетках. Учёные определили соответствующий ген, кодирующий у планарий аналог человеческой теломеразы: если этот ген выключали, теломеры хромосом начинали укорачиваться. Но главным результатом экспериментов стало то, что удалось обнаружить резкое усиление активности этого гена при бесполом размножении червей. Когда планария делилась на две, фермент старался по максимуму поддерживать стволовые клетки в рабочем, «бессмертном» состоянии — чтобы они после деления достроили ткани и органы. При этом ничего подобного не наблюдалось у червей, размножающихся половым способом.

Результаты экспериментов учёные публикуют в журнале PNAS.

Это значит, что новая планария, образовавшаяся в результате бесполого размножения, получает обновлённые стволовые клетки, возможность, так сказать, начать всё сначала. Можно было бы сказать, что планарии укладываются в известную теорию о том, что полноценное бессмертие могут позволить себе только организмы с бесполым размножением. Но следует помнить, что и те черви, которые размножаются половым путём, обладают той же способностью к бесконечной регенерации. При этом никакой дополнительной активности генов теломеразы у них обнаружить не удалось.

Вот почему эти результаты оказываются в высшей степени двойственными. С одной стороны, они подтверждают гипотезу о том, что бессмертие действительно можно получить, постоянно удлиняя теломеры хромосом, и бесполые планарии это убедительно показали. С другой — ясно, что это не единственный путь к бессмертию, поскольку черви с половым размножением обходятся без гиперактивной теломеразы. И, очевидно, над разгадкой этого альтернативного способа исследователям предстоит немало потрудиться.

compulenta

Интересные факты

Простое строение планарии способствует ее высочайшей живучести. Тело плоского червя обладает регенеративными способностями. Даже после отделения головы от тела на ее месте постепенно отрастает новая. Если разделить взрослую особь на отдельные кусочки, со временем из них может восстановиться изначальный организм. Такая особенность способствует выживанию планарии в самых неблагоприятных условиях.

Специфическое строение планарии дает ей возможность противостоять агрессивным факторам окружающей среды. Например, при недостатке кислорода для дыхания, повышении температуры, существо переходит в малоактивную форму. В дальнейшем планарии способны самостоятельно распадаться на отдельные куски. Последние регенерируются при наступлении благоприятных условий.

Планарии чрезвычайно чувствительны к потенциальной добыче. При недостатке корма в местах обитания плоские черви ощущают питательные вещества на значительном расстоянии. Почуяв пищу, колонии планарий вылезают из собственных укрытий и целыми сотнями передвигаются по водоему в места, где находится добыча.

Как избавиться от паразитов

Для человека паразит опасности не представляет, но любителям аквариумных рыбок может доставить немало проблем. Черви размножаются очень быстро, поэтому при обнаружении их в аквариуме нужно незамедлительно принимать меры. Для борьбы с паразитами можно поднять температуру воды до 32 градусов. Но не забывайте учитывать интересы рыбок: не все из них способны это перенести. Во время повышения температуры нужно обеспечить аквариум хорошей аэрацией.

Эффективна установка ловушек для червей. Для этого нужно завернуть в марлю кусочек мяса и на 15 минут опустить на дно. После этого вынуть, ошпарить собравшихся паразитов кипятком и выбросить вместе с наживкой. Процедуру нужно проводить в темноте или при слабом освещении: черви ведут ночной образ жизни. Желательно устанавливать ловушки несколько дней подряд.

В зоомагазинах продаются специальные

Содержание планарий в аквариумах

Несмотря на нежное строение планарии, мягкость внешних покровов, такое существо можно содержать в аквариуме. Причем плоскому червю не способны навредить прочие обитатели искусственного водоема. Как уже отмечалось выше, планария выделяет в процессе жизнедеятельности обилие довольно неприятной слизи. Поэтому даже крупным рыбам такие существа не приходятся по вкусу. Меньшие хищники, которые вздумали напасть на планарию, обволакиваются липкой субстанцией и лишаются движения, некоторое время оставаясь в парализованном состоянии.

Планария в аквариуме не нуждается в специальном корме. Питается существо продуктами жизнедеятельности прочих животных, разлагающимися остатками, частицами отмерших растений.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: