Интеллектуальные беседы на тему биологии, нейробиологии, генетики
Lastor Inten
Участник
Баланс:289
 
Сообщения: 22
Регистрация: 24.10.2019

Уникальная способность бессмертной гидры

Lastor Inten » 06.05.2020 17:17

+
4
-
Гидра, как оказалось, фактически бессмертное существо. Наиболее известна гидра за то, что если ее разрезать на несколько частей, то они в итоге вырастут в новые гидры.

Изображение


Тело гидры — мешок со стенкой из двух слоёв клеток (эктодермы и энтодермы). Оно цилиндрической формы, на переднем конце тела на околоротовом конусе расположен рот, окружённый венчиком из 5-12 щупалец. У некоторых видов тело разделено на туловище и стебелёк. На заднем конце тела (стебелька) расположена нога (подошва), с её помощью гидра передвигается и прикрепляется.

В верхней части цилиндрического тела гидры длиной всего в 1−2 см расположен рот, окруженный венчиком из 5−12 маленьких щупалец, с помощью которых она постоянно охотится за добычей, и которые обладают способностью регенерироваться также, как и лучи у морских звезд, если эти щупальца отрезать или оторвать.

Эта способность гидр восхищает ученых уже не одно столетие. Однако регенеративные возможности гидр на самом деле оказались намного более сложными и удивительными — чем-то из области фантастики. По данным ученых из Калифорнийского университета в Беркли, это существо способно воссоздавать свое тело даже после того, как его прокрутили в мясорубке.

Целью исследования, возглавляемого Ульрихом Течнау, было установить, до каких пределов распространяется регенеративная способность гидр. Самое удивительное то, что, пройдя ножи мясорубки, размельченной в пюре гидре достаточно было сохранившейся головы, и тогда ее тело гидры начинало формироваться заново. Голова отвечала за отправку непрерывных сигналов клеткам всего остального организма, приказывая им, в какое место они должны направиться, и в какую часть тела в конечном итоге превратиться.

Мало того, ученые выяснили, что после прокручивания через мясорубку небольшие агрегации клеток головы гидры рассеиваются по остаткам тела, и из них постепенно вырастают несколько новых независимых индивидуумов. Таким образом, животное не просто самовосстанавливалось, оно могло превратиться в несколько гидр. Эти необычные особенности делает гидру существом, которое практически невозможно уничтожить.

При разрезании поперек на несколько частей каждая часть восстанавливает «голову» и «ногу», сохраняя исходную полярность — рот и щупальца развиваются на той стороне, которая была ближе к оральному концу тела, а стебелек и подошва — на аборальной стороне фрагмента. Целый организм может восстанавливаться из отдельных небольших кусочков тела (менее 1/100 объёма), из кусочков щупалец, а также из взвеси клеток.

Гидра может регенерировать из взвеси клеток, полученных путем мацерации (например, при протирании гидры через мельничный газ). В экспериментах показано, что для восстановления головного конца достаточно образования агрегата из примерно 300 эпителиально-мускульных клеток. Регенерация нормального организма возможна из клеток одного слоя (только эктодермы или только энтодермы).

Если вырезать из боковой стороны туловища гидры фрагмент и срастить его с телом другой гидры, то возможны три исхода опыта:
1) фрагмент полностью сливается с телом реципиента;
2) фрагмент образует выступ, на конце которого развивается «голова» (то есть превращается в почку);
3) фрагмент образует выступ, на конце которого образуется «нога».

Выяснилось, что процент образования «голов» тем выше, чем ближе к «голове» донора взят фрагмент для пересадки и чем дальше от «головы» реципиента он помещен. Эти и аналогичные опыты привели к постулированию существования четырёх веществ-морфогенов, регулирующих регенерацию — активатора и ингибитора «головы» и активатора и ингибитора «ноги». Эти вещества, согласно данной модели регенерации, образуют концентрационные градиенты: в районе «головы» у нормального полипа максимальна концентрация как активатора, так и ингибитора головы, а в районе «ноги» — максимальна концентрация и активатора, и ингибитора ноги. Все они действительно были обнаружены.

В XIX веке была выдвинута гипотеза о теоретическом бессмертии гидры, которую пытались научно доказать или опровергнуть на протяжении всего XX века. В 1997 году гипотеза была доказана экспериментальным путём Даниэлем Мартинесом. Эксперимент продолжался порядка четырёх лет и показал отсутствие смертности среди трёх групп гидр вследствие старения.

В настоящее время, кроме гидры, найдено 7 видов нестареющих многоклеточных организмов — алеутский морской окунь, расписная черепаха, американская болотная черепаха, черепаха Terrapene carolina, морской ёж Strongylocentrotus franciscanus, моллюск Arctica islandica и сосна остистая межгорная.

Источник: https://books.google.ru/books?id=PxdJDw ... over&hl=ru
Поделиться:

Теги:

Аватара пользователя
Director
Эксперт
Баланс:6426
 
Сообщения: 451
Регистрация: 20.06.2018

Re: Уникальная способность бессмертной гидры

Director » 06.05.2020 19:55

+
0
-
Прекрасный материал представил нам коллега Lastor Inten
Хочу высказать свои мысли, а также услышать мысли коллег.
Lastor Inten писал(а):
06.05.2020 17:17
Гидра, как оказалось, фактически бессмертное существо. Наиболее известна гидра за то, что если ее разрезать на несколько частей, то они в итоге вырастут в новые гидры.
...
Эксперимент продолжался порядка четырёх лет и показал отсутствие смертности среди трёх групп гидр вследствие старения.
Итак, многоклеточное существо гидра - бессмертно и при этом восстанавливается из обрезков в несколько новых существ.

Сразу возникает вопрос: почему такое чудесное существо не заполонило собой весь мир? Почему количество гидр стабильно и сопоставимо с количеством примерно таких же простых существ, но которые не обладают способностями гидры?
Другими словами, - почему уникальные способности гидры не стали эволюционным преимуществом?

Продолжу вопросы.
...В настоящее время, кроме гидры, найдено 7 видов нестареющих многоклеточных организмов — алеутский морской окунь, расписная черепаха, американская болотная черепаха, черепаха Terrapene carolina, морской ёж Strongylocentrotus franciscanus, моллюск Arctica islandica и сосна остистая межгорная.
Почему Природа ограничилась только этими семью видами? Почему не пошла путем бессмертия всех живых существ?

Более того, среди множества видов черепах только 3 вида являются особенными, среди рыб - единственный вид окуня, а среди всего разнообразия растений - вообще только один вид сосны?

Возникает следующее предположение-гипотеза: в базовой настройке программы-духа этих конкретных видов живых организмов почему-то сработал некий тумблер переключения режима жизни - из режима "смерть" в режим "бессмертие".

Соответственно, в каждой клетке живого организма переключился свой такой же тумблер.
Соответственно, клетка, которая в результате отсечения от тела потеряла управляющие сигналы от центра организма, вместо включения режима "смерть" включает режим "ищу управляющий сигнал от центра". Далее, клетка устанавливает связь с ближайшим центром и, подчиняясь его командам, вливается в сообщество клеток своего органа тела (например, в сообщество эктодермы).

Вот подтверждающие цитаты:
Голова отвечала за отправку непрерывных сигналов клеткам всего остального организма, приказывая им, в какое место они должны направиться, и в какую часть тела в конечном итоге превратиться.

Гидра может регенерировать из взвеси клеток ... В экспериментах показано, что для восстановления головного конца достаточно образования агрегата из примерно 300 эпителиально-мускульных клеток. Регенерация нормального организма возможна из клеток одного слоя (только эктодермы или только энтодермы).

В рамках этой гипотезы "тумблер смерти" возникают уточняющие вопросы:
- Может ли обычная клетка (н.п. эктодермы) дифференцироваться в клетку центра (н.п. головы ) ?
Судя по цитате выше, вроде бы может.

- Есть ли ограничение на минимальное количество клеток способных создать новый организм ?
В цитате сказано, что нужно 300 чисто мускульных клеток, но если взять только две клетки (где одна клетка будет центром, а другая подчиненной), то возможно они тоже способны создать организм.

- другие подобные вопросы.


Предлагаю коллегам поразмышлять над гипотезой "тумблер смерти" и начать рассуждения со следующих фактов:

1. Обычный одноклеточный организм (прокариотическая бактерия или эукариотическая амеба) по факту бессмертен.
Ибо делится надвое, после чего каждая половинка становится обычным полноценным организмом.

2. Многоклеточные организмы произошли от одноклеточных, причем через стадию Колонии Одноклеточных.
Колонии Одноклеточных состоят естественно из одноклеточных организмов, но все эти организмы уже очевидно подчиняются некоему центру. Оставаясь при этом сами по себе бессмертными, ибо продолжают размножаться делением надвое.

3. Простейшие многоклеточные организмы типа гидр эволюционно недалеко ушли от Колонии Одноклеточных и, вероятно, могут как-бы временно откатиться назад, - когда отдельная клетка может включить режим "живу в Колонии" и, соответственно, выполняет программу "подчиняюсь центру, без центра включится режим "смерть", надо срочно найти центр".

4. Гораздо более сложные многоклеточные организмы (рыбы, черепахи, сосны) эволюционно далеко ушли от колонии одноклеточных и посему их бессмертие либо ошибочно, либо объясняется иным механизмом.
Тут надо также взять в рассмотрение такие виды организмов как:
- "голый землекоп", который якобы тоже почти бессмертен.
- муравейники, рои пчел и т.п. семьи насекомых, которые, в некотором смысле тоже бессмертные.

5. Раковые клетки в сложных многоклеточных организмах тоже можно назвать бессмертными - в том смысле, что они безудержно размножаются делением надвое словно в Колонии Одноклеточных.
Видимо в этих клетках по какой-то причине управление перехватывает другой центр: вместо центра всего организма активизируется эволюционно-древний центр Колонии Одноклеточных данного органа (обычно какой-либо ткани).


Приглашаю коллег к совместной работе с целью четко сформулировать гипотезу, провести эксперименты и для начала научиться переключать в раковых клетках тумблер в положение "смерть".

А еще лучше научиться переключать другой тумблер - тумблер подчинения центру организма, а не центру органа.

Алексей_М
Участник
Баланс:20208
 
Сообщения: 34
Регистрация: 08.11.2019

Re: Уникальная способность бессмертной гидры

Алексей_М » 07.05.2020 00:47

+
0
-
"Эксперимент продолжался порядка четырёх лет и показал отсутствие смертности среди трёх групп гидр вследствие старения."
Я давно высказываю мысль, что никто из людей не умирает от старости.
Я считаю, что все умирают от болезней. ( За исключением смерти от несчастного случая.)
Возможно у этих 7 видов нестареющих многоклеточных организмов существует какой-то механизм, исключающий заболевания? Или какая-то мощнейшая имунная система, блокирующая любое заболевание? Или механизм моментального вывода из организма ядов, токсинов, если те попадают в организм?

Аватара пользователя
MoonBear
Участник
Баланс:1925
 
Сообщения: 115
Регистрация: 02.06.2020

Re: Уникальная способность бессмертной гидры

MoonBear » 24.10.2020 20:37

+
4
-
С интересом прочел статью, особенно в части нестареющих, читай - бессмертных представителей достаточно высокоразвитых существ нашей биосферы. Для любопытства нашел информацию по алеутскому морскому окуню, как в наших источниках, так и зарубежных. Информация не подтверждается. Да, есть выловленные экземпляры возрастом около 200 лет, но делать на этом основании столь сенсационные выводы, на мой взгляд, преждевременно.

По поводу деления клеток, а точнее - одноклеточных организмов. При бесполовом размножении их можно назвать временно-бессмертными, поскольку, разделившись пополам, запускается механизм регенерации пострадавших внутренних структур, в результате чего, появляются две копии. Можно ли это назвать бессмертием? В каком-то смысле, да.

Но, это не совсем то, что подразумевается под вечной жизнью и вопросами связанными с процессами старения того же алеутского окуня. Можем ли мы, разделившись на две части, путем регенерации, восстановить утраченные органы, в том числе и головной мозг, создать свою копию, включая личность? Думаю, нет. Кроме очевидных причин, назову, пожалуй, главную - уникальность Души.

Эксперимент с клонированием овец и судьба Долли показали пагубность этого пути. Конечно, эксперименты с человеком в этом направлении запрещены и мы не можем наверняка сказать, что за Франкенштейн вылезет из пробирки. Но, в некоторых источниках бродят невнятные слухи о секретных китайских лабораториях, где подобные опыты практикуются. Лично, я, не удивлюсь, зная менталитет этого государства, где человек вторичен, по сравнению с интересами общества.

Вернусь к клеткам. Занимаясь саморепликацией, неизбежно приходит момент полового размножения, т.е. после слияния 2-х клеток, происходит обмен хромосомной информацией. В результате чего, получается два совершенно новых и уникальных организма. Вопрос, это смерть и рождение одновременно?

Что касается гидры, как организма, состоящего из симбиотических клеток, то он, по своей структуре, напоминает колонии общественных насекомых, например термитов, которые так же могут восстановить свою популяцию, переориентировав отдельных особей на выполнение новых, утилитарных задач.

Как уже я уже говорил, несколько месяцев назад в дискуссии о причинах возникновения рака, гидры так же подвержены этому заболеванию, когда механизм, сдерживающий рост клеток, перестает работать. Существо, которое в любой момент может заболеть раком, сложно назвать бессмертным.

https://lenta.ru/news/2014/06/25/cancerhydra/

Аватара пользователя
Director
Эксперт
Баланс:6426
 
Сообщения: 451
Регистрация: 20.06.2018

Re: Уникальная способность бессмертной гидры

Director » 25.10.2020 21:59

+
0
-
Благодарю коллегу за поддержание темы про уникальные свойства некоторых организмов.
Эти уникальные свойства могут дать нам подсказку для разгадки некоторых тайн жизни.
MoonBear писал(а):
24.10.2020 20:37
.... информацию по алеутскому морскому окуню ... не подтверждается. Да, есть выловленные экземпляры возрастом около 200 лет, но делать на этом основании столь сенсационные выводы, на мой взгляд, преждевременно.
Действительно, нельзя делать вывод о бессмертии этого вида рыбы на том лишь основании, что рыбе 200 лет.
При этом еще и сомнения вызывает сам способ определения возраста рыбы. Вряд ли эту рыбу окольцевали 200 лет назад и вот сейчас наконец поймали ее и получили 100% доказательство.

...Что касается гидры, как организма, состоящего из симбиотических клеток, то он, по своей структуре, напоминает колонии общественных насекомых, например термитов, которые так же могут восстановить свою популяцию, переориентировав отдельных особей на выполнение новых, утилитарных задач.
А вот важную информацию про "симбиотические клетки гидры" я попрошу подтвердить.
Чем таким необычным отличаются эти клетки гидры от клеток похожих на гидру организмов (рачков, червей, т.п.)?

Что касается применимости аналогии отдельных клеток гидры с отдельными особями термитника, то такие аналогии требуют введения контекста, в котором аналогии уместны.
Ибо отдельно-взятая клетка гидры отличается от многоклеточного организма муравья-термита не меньше, чем планета Сатурн от Солнечной системы.

Однако, надо всё же сказать, что лично я поддерживаю гипотезу, что клетки некоторых простейших организмов сохраняют способность относительно легко переходить
из режима "Потеряно управление из центра"
в режим "Перехожу в режим активного поиска центра, - Нахожу центр, присоединяюсь к телу и выполняю команды центра".

А клетки более сложных организмом из режима "Потеряно управление из центра" переходят в режим "Смерть".
При этом некоторые из клеток вместо режима "Смерть" могут перейти в режим "Живу как одноклеточный организм" , или другими словами, "живу в свое удовольствие".

То есть, эти клетки становятся раковыми.

Следующая цитата коллеги MoonBear
...Как уже я уже говорил, несколько месяцев назад в дискуссии о причинах возникновения рака, гидры так же подвержены этому заболеванию...
подсказывает нам, что клетки гидры тоже могут перейти в режим "живу в свое удовольствие".

Примерно об этом же говорит и цитата из статьи в "Лента.ру", ссылку на которую дал коллега
парадоксальной теории происхождения рака, предложенной в 2013 году американским физиком Полом Дэвисом. По его мнению, рак развивается при включении в клетках древней генетической программы, сохранившейся на протяжении миллиардов лет, со времен появления многоклеточных организмов. Эта программа сохранилась благодаря своей востребованности на ранних стадиях эмбриогенеза, и запускается во взрослом организме под воздействием стрессовых факторов

Аватара пользователя
MoonBear
Участник
Баланс:1925
 
Сообщения: 115
Регистрация: 02.06.2020

Re: Уникальная способность бессмертной гидры

MoonBear » 27.10.2020 22:49

+
4
-
В продолжение темы. Я, как рыбак, знаю, как определяется возраст рыбы и эта процедура не связана с кольцеванием, хотя и этот фокус используется. Насколько помню, в годах 60-х прошлого века, ловили щук с кольцами в жаберных крышках с кольцами царских времен.

Все гораздо прозаичнее. Считаются годовые кольца на чешуе (как у дерева) или на лучевых перьевых плавниках. Для научных исследований, при невозможности вышеупомянутых методов, используют подсчет слоев известковых наростов на позвонках.

Этим рыбы и отличаются от большинства существ на Земле - они постоянно растут, конечно, со временем замедляясь, но тем не менее, чем больше экземпляр, тем он старше.

По поводу симбиоза клеток гидры. Я имел ввиду то, что тот уровень регенерации, демонстрируемый организмом этого существа, позволяет сделать вывод - у конкретных клеток нет изначального утилитарного предназначения и они могут по факту своего развития принимать на себя тот функционал, который требуется в данных условиях.

Именно такое поведение и позволяет сформировать симбиоз, более тесный чем, например, у радиолярии, но таковым он не перестает быть.

Аватара пользователя
Director
Эксперт
Баланс:6426
 
Сообщения: 451
Регистрация: 20.06.2018

Re: Уникальная способность бессмертной гидры

Director » 28.10.2020 09:44

+
0
-
MoonBear писал(а):
27.10.2020 22:49
... как определяется возраст рыбы и эта процедура не связана с кольцеванием, хотя и этот фокус используется. .... Считаются годовые кольца на чешуе (как у дерева) или на лучевых перьевых плавниках. ....подсчет слоев известковых наростов на позвонках.

Этим рыбы и отличаются от большинства существ на Земле - они постоянно растут, конечно, со временем замедляясь, но тем не менее, чем больше экземпляр, тем он старше.
Благодарю за эти сведения, теперь буду знать.

Что касается упомянутого алеутского окуня, то теперь стало окончательно понятно, что эту рыбу нельзя называть "бессмертной".
Как и вообще всех рыб нельзя назвать бессмертными. Долгожителями назвать можно, а бессмертными - нельзя.

Что же касается феномена непрерывного роста рыб, то я про это не слышал. Так ли это на самом деле? Прошу, по возможности, дать ссылку на толковый материал на эту тему.

Если окажется, что рыбы действительно непрерывно растут и тем самым кардинально отличаются от млекопитающих, то такой факт требует глубокого осмысления.

Переходим к гидре. На мой вопрос: "Чем таким необычным отличаются эти "симбиотические" клетки гидры от клеток похожих на гидру организмов (рачков, червей, т.п.)?" коллега MoonBear ответил
По поводу симбиоза клеток гидры. ...
тот уровень регенерации, демонстрируемый организмом этого существа, позволяет сделать вывод - у конкретных клеток нет изначального утилитарного предназначения и они могут по факту своего развития принимать на себя тот функционал, который требуется в данных условиях.
То есть коллега ответил так: "Клетки гидры являются клетками стволового типа (и, следовательно, могут дифференцироваться)".

Это не ответ на мой вопрос.
Стволовые клетки есть у всех живых организмов, включая человека. При чем тут "симбиотизм"?

Поправьте меня если ошибаюсь, но "Симбиотизмом называют взаимовыгодное сожительство двух разных отдельных организмов". В отличии от односторонне-выгодного паразитизма.

Неужели гидра НЕ является целостным живым организмом, а является множеством одноклеточных клеток, которые слились в симбиотическом экстазе?

Именно такое поведение и позволяет сформировать симбиоз, более тесный чем, например, у радиолярии, но таковым он не перестает быть.
Согласно Википедии, радиолярия есть ОДНОклеточный организм. При чем тут гидра, которая ведь считается МНОГОклеточным организмом?

Или коллега MoonBear считает, что гидра таки не многоклеточный организм, а колония одноклеточных организмов типа радиолярий ?


P.S. Кстати, там же в Википедии сообщается, что у радиолярии насчитывается до 1600 хромосом, что является наибольшим числом хромосом, найденным у живых существ до настоящего времени.

Если это действительно так на самом деле, то такой факт требует глубокого осмысления.

Аватара пользователя
MoonBear
Участник
Баланс:1925
 
Сообщения: 115
Регистрация: 02.06.2020

Re: Уникальная способность бессмертной гидры

MoonBear » 28.10.2020 12:03

+
3
-
Бесконечный рост рыб, такой же факт, как и рост деревьев, поскольку связан, в отличие от нас, с накоплением откладываемых слоев. Дело не только в чешуе, которая может только увеличиваться, но и в отложениях на внутреннем скелете. Включая специальные камни отолиты, служащие рыбам для пространственной ориентации, используя гравитацию. По их слоистой структуре, так же, устанавливается реальный возраст особи.

Вот ссылка, где процессы, как роста рыбы, так и научного метода подсчета ее возраста, подробно рассмотрены:
https://myzooplanet.ru/ekologiya-ryib-k ... 11902.html

Относительно симбиотов. Мы несколько разошлись в классификациях. Возможно, я упростил вводные данные, оттолкнувшись от представления - отдельные клетки гидры еще сохраняет некоторую обособленность, поскольку по эволюционной шкале не так давно слилась со своими коллегами, что доказывают уникальные регенерационные способности, показанные в заглавной статье темы.

По этой причине, вспомнил радиолярию, которая представляет собой симбиотическую, в прямом смысле, колонию подобных клеток и является прообразом будущих многоклеточных существ. Проводя аналогию при помощи этого термина, мне следовало использовать более осторожные формулировки, например - условный симбиотизм клеток гидры.

Что касается рекордно большого числа хромосом радиолярии. Здесь возможно такое предположение - являясь действительно, реликтовым существом, измеряющим историю своего вида сотнями миллионов лет, при том, что пару для полового обмена наследственной информацией искать не нужно, возникли неисчислимые мириады рекомбинаций, сопровождаемые мутациями, гены.

Другими словами, при формировании новых цепочек, старые не исчезали, а накапливались, формируя условную базу данных невероятно огромного эволюционного потенциала, даже при условии, что лишь тысячная доля информации послужит для развития.

При давно сформировавшихся экосистемах, где все ниши заняты, являясь средами жесточайшей конкуренции, любые эволюционные изменения радиолярии, ведут к гибели этих мутантов. Но, если представить уничтожение фауны планеты, по любым причинам (дурь человеческая, астероид и т.д.), то это существо имеет огромный потенциал для старта нового витка жизни Земли.

Раз мы, во всяком случае я, регулярно прибегаем к компьютерным аналогиям, то напрашивается вывод - данное существо выступает в роли БэкАпа или контрольной точки, заведомо работоспособной системы. Но, с важным дополнением, находясь в "режиме ожидания", продолжает свое развитие, накапливая новые комбинации, способствующие взрывному эволюционному росту.

Мои предположения не так далеко уходят от теорий о "засевании" планет с водными условиями по типу Земных, при помощи комет и астероидов, в веществе которых, встречаются подобные организмы, попавшие в космос после катастрофы планеты-носителя, развалившейся вследствие глобальной катастрофы.

Ответить
   ПОМОЩЬ по форуму!