Как гидра открывает рот

Каждый раз, как приходит время поесть, гидре приходится открывать рот в буквальном смысле заново – то есть мышечным усилием формировать ротовое отверстие в сплошной стенке тела.

Ответ на вопрос в заголовке может показаться до скучного очевидным («как гидра открывает рот?»– «берёт и открывает»), если бы не одно «но» – рта у гидры нет.

Как мы все знаем по учебнику биологии, пресноводная гидра – стрекающее кишечнополостное существо с достаточно простым устройством: на одном конце трубчатого тела есть некое подобие ноги, на другом – венчик щупалец со стрекающими («жгучими») клетками, в самом теле есть некое подобие нервной системы и мышц.

Когда кто-нибудь съедобный, например, мелкий рачок, подплывает к гидре, стрекающие клетки выбрасывают специальную ядовитую нить, вонзающуюся в тело жертвы. (Стрекательных клеток есть несколько разновидностей, отличающихся по функциям, но мы сейчас в такие подробности углубляться не будем.) Щупальца подтягивают добычу к телу гидры, и вот тут начинается нечто странное: на головном конце у неё нет никакого постоянного отверстия, так что для того, чтобы поесть, гидра каждый раз разрывает слой клеток и запихивает еду в образовавшуюся дыру. Затем «рот» зарастает.

Раньше думали, что для такой сложной операции необходима масштабная клеточная перестройка, что клетки у основания щупалец должны переползать с места на место, чтобы открыть путь внутрь тела. Такое предположение кажется вполне логичным, однако, как показали эксперименты биологов из Калифорнийского университета в Сан-Диего, рот появляется у гидры очень быстро – весь процесс занимает порядка 60 секунд, а для масштабного клеточного перемещения этого мало.

На самом деле всё происходит иначе: присмотревшись к «голове» гидры, Джейсон Картер (Jason A. Carter) и его коллеги обнаружили, что сами клетки тут сокращаются, открывая и закрывая дыру в теле животного. Как пишут исследователи в Biophysical Journal, в клетках покровной эктодермы, которые располагаются на том месте, где открывается ротовое отверстие, есть особые сократительные элементы, называемые мионемы. Если эти внутриклеточные структуры обрабатывали хлоридом магния, который расслабляюще действует на всевозможные мышцы, то гидра в буквальном смысле не могла раскрыть рта.

Конечно, здесь есть некоторая аналогия с тем, как открывают рот другие животные, да и люди тоже – мышечным усилием раздвигаются губы, челюсти, половинки клюва и т. д., открывая проход в ротовую полость, глотку и далее в пищеварительную систему. Однако у гидр нет ни губ, ни челюстей, и, если бы мы оказались на месте гидр, то всё выглядело бы так, как если бы наш рот в обычное время зарастал кожей, а перед едой лицевые мышцы заставляли бы кожу в нужном месте разойтись в стороны.

Вероятно, что в случае гидры мы можем наблюдать аналог того, как в далёком прошлом примитивные организмы, ещё не имевшие органов и специализированных тканей, постепенно обзаводились тем и другим. Покровные клетки, которым приходилось постоянно сокращаться, избавлялись от своих покровных, защитных функций, усиливая сократительные способности, а та часть тела, где постоянно приходилось открывать рот, в конце концов, с помощью тех же специализированных клеток, стала настоящим ртом –  «на постоянной основе».

Заметим, что гидра, хотя и попала уже во все учебники, продолжает нас удивлять: так, совсем недавно мы писали о том, что гидры не стареют и потому имеют неплохие шансы пережить любого экспериментатора.