Kasno jedne ljetne noći 2023., Kei Jokura ušao je u morski biološki laboratorij Oceanografskog instituta Woods Hole u Massachusettsu, uzbuđeno noseći mrlju u čaši. Biolog je upravo došao s prvog sprata, gdje su spremnici držali koloniju želatinoznog želea od češlja, piše CNN.
Mrlja je bila veća od ostalih i izgledalo je kao da su se dvije mliječi spojile u jednu. “Isprva nisam mogao vjerovati svojim očima,” prisjetio se Jokura, koji je tada bio postdoktorski istraživač na britanskom Univerziteta Exeter.
Mariana Rodriguez-Santiago, postdoktorantica na Državnom univerzitetu Colorado, radila je na vlastitom projektu kad se pojavio Jokura. “Svi smo bili zadivljeni i zaprepašteni, misleći, 'Kako se mogu stopiti, a još uvijek plivati i kretati se poput jedinice?'”, rekla je. Zgrabila je pipetu i nježno ubola jedan od želea. Izvijalo se. Istodobno, i onaj za koji se činilo da je vezan. “Mislili smo: 'Mogu li oni osjetiti istu stvar? Jesu li oni jedna osoba? Dvije osobe? Kako ovo možemo razriješiti?'”, prisjetila se.
Tokom sljedećih nekoliko sedmica, Rodriguez-Santiago je pomogao Jokuri da spoji više pari mliječi od češlja, naučno poznate kao Mnemiopsis leidyi, da vidi šta se dogodilo. Nalazi istrage koju je vodio Jokura, objavljeni 7. oktobra u časopisu Current Biology, pokazali su da ne samo da su dva želea mogla spojiti svoja tijela, već su se spojili i njihov živčani i probavni sistem. Dvoje je zapravo postalo jedno.
“Fenomen fuzije definitivno je pokrenuo mnoga zanimljiva pitanja, poput onih koji su geni uključeni u fuziju, što se događa s neuralnim signaliziranjem i što definira 'ja' i 'ne-sebe',” rekao je Jokura, sada postdoktorski istraživač na Japanskom nacionalnom institutu. za osnove biologije. "Svaka od ovih tema ima potencijal izazvati naše temeljno razumijevanje biologije."
Mliječ od češlja nalazi se širom svijeta u obalnim vodama i dubokim oceanima. Iako izgledaju slično meduzama, ne bodu i pripadaju drugom tipu, Ctenophora, što na grčkom znači "češljari". Ime su dobili po svojim češljevima, nizovima dlakavih dodataka koji se nazivaju cilije koje koriste za kretanje kroz vodu.
Ctenofores su jedne od, ako ne i najstarije životinje na Zemlji — vrlo vjerovatno sestre svim drugim životinjama na stablu života, tako da "oni pružaju zaista jedinstvenu priliku za proučavanje temeljnih aspekata funkcije živčanog sistema", rekla je Rodriguez-Santiago, koautorica studije.
"Oni pripadaju grupi životinja koje su bile tamo kada su prve životinje evoluirale", rekao je Pawel Burkhardt, evolucijski biolog i istraživač sa Univerziteta u Bergenu u Norveškoj. Burkhardt je bio koautor drugog izvješća o M. leidyi iz oktobra, objavljenog u časopisu PNAS, koje pokazuje da se mliječ može razviti unatrag, vraćajući se u raniju životnu fazu nakon stresa. Nije bio uključen u studiju koja se pojavila u Current Biology.
"Dva nedavna rada naglašavaju da ctenofores imaju priliku brzo se prilagoditi promjenjivim okruženjima i da su njihovi razvojni programi potencijalno fleksibilniji nego što se vidi kod drugih životinja", rekao je.
Fuzija kao mehanizam preživljavanja
Također može biti, sugerira Jokurin rad, da ctenofores nemaju zaštitni mehanizam za alorepoznavanje koji omogućuje jednom organizmu da razlikuje svoje stanice i tkiva od onih drugog organizma. Kod ljudi, na primjer, aloprepoznavanje podupire odbacivanje organa koje se događa u operacijama transplantacije.
Jokura je proučavao kako M. leidyi reagira na svjetlost kada je otkrio da su se dva povrijeđena primjerka spojila. Radoznali ponovno stvoriti fenomen, on i Rodriguez-Santiago počeli su eksperimentirati. Odrezali su dijelove nekoliko želea i stavili izrezane parove zajedno u petrijeve zdjelice preko noći.
Devet od 10 parova uspješno se spojilo, što je rezultiralo životinjama s dva osjetilna organa i dva seta analnih otvora, dok tipične mliječi imaju samo po jedan.
Kako se pokazalo, fuzija se dogodila puno brže nego što su istraživači očekivali, prema Jokuri. "Kako bismo promatrali proces fuzije - kada i kako se događa - izveli smo snimanje s vremenskim odmakom", rekao je. Istraživački tim stavio je izrezane želee jedan blizu drugoga i čekao.
Isprva su mliječi nastavile kontrahirati mišiće samostalno. U roku od sat vremena njihovi ritmički pokreti počeli su se sinkronizirati. Nakon dva sata bili su usklađeni. Kad se nježno bocne s jedne strane, obje strane kombiniranog organizma skupljale su se skladno.
Snimanje je pokazalo još jedan sloj fuzije: probavni sustavi životinja također su se kombinirali. Istraživači su ubacili fluorescentno obilježene slane račiće u jedna usta s parom želea koji su se spajali dva dana. Zatim je tim pratio kretanje obroka kroz mikroskop.
Probavljene čestice putovale su niz probavni kanal, prešle granicu fuzije i ušle u probavni trakt druge životinje - "i druga jedinka je mogla izbaciti hranu", objasnio je Rodriguez-Santiago. Na kraju su izlučevine izbacile oba anusa, svaki u svoje vrijeme.
Buduća istraživanja želea za češljanje
Ono što Rodriguez-Santiago smatra najzanimljivijim u studiji je način na koji dovodi u pitanje ono što je ona smatrala "prilično čvrstim granicama" između sebe i drugih.
Aloprepoznavanje se smatra zaštitnom prilagodbom jer omogućuje tijelu da odbaci strane stanice koje bi mogle unijeti opasne bolesti. Ali te životinje "zaobilaze to osjetilno odbacivanje da bi potencijalno imale još bolje šanse za preživljavanje", rekla je.
Burkhardt vjeruje da otkrića mogu dovesti naučnike do razumijevanja kada su životinje evoluirale u prepoznavanju alorema i kako jednostavni živčani sistemi formiraju i obrađuju informacije.
Jokura želi dalje proučavati kako se živčani sistemi mliječi spajaju nakon fuzije. "Želio bih istražiti kako su njihove 'misli' integrirane", rekao je. "Vizualizirajući neuronske mreže, mogli bismo istražiti nešto poput spajanja svijesti."
