Безвушні хробаки «прослуховують» їх шкіру

 

Нове дослідження з Університету Мічигану показує, що аскарида C. elegans (показана вище у формі вуха), поширений модельний вид, що використовується в біологічних дослідженнях, може відчувати і реагувати на повітряні звукові хвилі, незважаючи на відсутність вухоподібних органів. Автор: Раджані Арора, Інститут наук про життя університету Мічигану

Згідно з новим дослідженням Інституту біологічних наук Університету Мічигану, вид аскарид, який широко використовується в біологічних дослідженнях, може відчувати звук і реагувати на нього, незважаючи на відсутність вухоподібних органів.

Результати, заплановані до публікації 22 вересня у журналі Neuron , пропонують новий біологічний інструмент для вивчення генетичних механізмів, що лежать в основі почуття слуху .

Дослідники з лабораторії Шона Сю з Інституту наук про життя вже більше 15 років використовують Caenorhabditis elegans для вивчення сенсорної біології. Коли його лабораторія розпочала цю роботу, ці міліметрові хробаки мали лише три основні почуття: дотик, нюх та смак.

З тих пір лабораторія Сю встановила, що хробаки мають здатність відчувати світло, незважаючи на те, що у них немає очей, а також здатність відчувати поставу власного тіла під час руху (також відоме як почуття пропріоцепції).

"Не вистачало лише ще одного первинного почуття - слухового відчуття чи слуху", - сказав Сюй, професор дослідження LSI та старший автор дослідження. "Але слух не схожий на інші органи чуття, які широко зустрічаються у інших видів тварин. Його насправді виявили лише у хребетних та деяких членистоногих. І тому вважається, що переважна більшість видів безхребетних чутливі до звуків".

Однак вчені виявили, що хробаки реагують на повітряні звуки в діапазоні від 100 герц до 5 кілогерц - діапазон, ширший, ніж деякі хребетні можуть відчути. Коли відтворювався тон у цьому діапазоні, черви швидко відходили від джерела звуку, демонструючи, що вони не тільки чують тон, але й відчувають, звідки він йде.

Дослідники провели кілька експериментів, щоб переконатися, що хробаки реагують на повітряні звукові хвилі, а не на вібрації на поверхні. Замість того, щоб "відчувати" вібрації через відчуття дотику, Сюй вважає, що хробаки відчувають ці тони, діючи як свого роду равлик усього тіла, спіральна порожнина, заповнена рідиною у внутрішньому вусі хребетних.

Черви мають два типи слухових сенсорних нейронів, які щільно з'єднані зі шкірою хробаків. Коли звукові хвилі врізаються в шкіру черв’яків, вони вібрують, що, в свою чергу, може спричинити вібрацію рідини всередині хробака так само, як рідина вібрує в равлику. Ці коливання активують слухові нейрони, прив'язані до шкіри черв'яків, які потім переводять вібрації в нервові імпульси.

А оскільки два типи нейронів локалізовані в різних частинах тіла хробака, черв’як може виявити джерело звуку, на основі якого активуються нейрони. Це відчуття може допомогти хробакам виявити і уникнути своїх хижаків, багато з яких видають чутні звуки під час полювання.

Дослідження піднімає ймовірність того, що інші безвухі тварини з м’яким тілом, як аскарида C. elegans - такі як плоскі черви, дощові черв’яки та молюски - також можуть відчувати звук.

"Наше дослідження показує, що ми не можемо просто припустити, що організми, у яких немає вух, не можуть відчувати звук", - сказав Сюй, який також є професором молекулярної та інтегративної фізіології в Медичній школі УМ.

В той час, як слухове почуття хробаків має певну схожість з тим, як слухова система працює у хребетних, це нове дослідження виявляє важливі відмінності від того, як чують хребетні або членистоногі.

"Виходячи з цих відмінностей, які існують аж до молекулярного рівня , ми вважаємо, що почуття слуху, ймовірно, еволюціонувало незалежно, кілька разів у різних філах тварин", - сказав Сюй. "Ми знали, що слух у хребетних та членистоногих дуже різний.

"Тепер, з C. elegans, ми знайшли ще один інший шлях для цієї сенсорної функції, що вказує на конвергентну еволюцію. Це різко контрастує з еволюцією зору, яка, як запропонував Чарльз Дарвін, сталася досить рано і, ймовірно, лише раз зі спільним предком ».

Тепер, коли всі основні органи чуття були помічені у C. elegans, Сюй та його колеги планують глибше заглибитися у генетичні механізми та нейробіологію, які керують цими відчуттями.

"Це відкриває абсолютно нове поле для вивчення слухових відчуттів і механосенсації в цілому", - сказав він. "З цим новим доповненням слухового відчуття ми тепер повністю встановили, що всі первинні органи чуття знаходяться у C. elegans, що робить їх винятковою модельною системою для вивчення сенсорної біології".

Папір " Нейрон" має назву "Нематода C. elegans відчуває повітряно -крапельний звук ".

Джерело 

Наша сторінка TikTok