Powrót do młodości. Pewien gatunek żebropława potrafi cofnąć proces starzenia

Badacze odkryli gatunek żebropława, który pod wpływem stresu środowiskowego może cofnąć się do formy larwalnej, a następnie dojrzeć ponownie, gdy powrócą sprzyjające warunki. Gatunek ten może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć proces starzenia i stać się systemem modelowym w badaniach odwrotnego rozwoju i odmłodzenia.

Proces starzenia się jest drogą w jednym kierunku. Ale nie dotyczy to wszystkich stworzeń. Niektóre posiadają niezwykłą zdolność do powrotu ze stadium dojrzałego do niedojrzałego, co czynie je praktycznie nieśmiertelnymi. Dotychczas takie supermoce zostały udokumentowane u niewielkiego stułbiopława Turritopsis dohrnii oraz parzydełkowca Laodicea undulata. W nowych badaniach, które ukazały się w bazie preprintów BioRxiv i nie zostały jeszcze poddane recenzji, naukowcy ustalili, że podobne zdolności ma również gatunek żebropława Mnemiopsis leidyi.

Mnemiopsis leidyi pierwotnie zamieszkiwał wody zachodniego Atlantyku, ale przez lata rozprzestrzenił się na inne akweny. Trafił też do Bałtyku. Gdy sytuacja w środowisku staje się trudna, ten przezroczysty bezkręgowiec odwraca proces starzenia i cofa się do formy larwalnej. Jednak gdy warunki się poprawiają, dojrzewa z powrotem do postaci dorosłej. Ta niezwykła zdolność może wyjaśniać, w jaki sposób stworzenia te zdołały przetrwać w balastach statków długotrwałe podróże przez ocean z niewielką ilością pożywienia. W ten sposób rozprzestrzeniły się po świecie i stały się prawdziwym utrapieniem, prowadząc do katastrof ekologicznych w Morzu Czarnym i Morzu Kaspijskim.

- Badanie to jest dowodem na to, jak wiele możemy się jeszcze nauczyć od bezkręgowców — mówi Maria Miglietta, biolog morski z Texas A&M University. Uczona od lat bada tak zwaną "nieśmiertelną meduzę" Turritopsis dohrnii, która była pierwszym i przez długi czas uważanym za jedyny gatunkiem, u którego odkryto zdolności do cofania się do niedojrzałego stadium, nawet wielokrotnie.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Biolog morski Joan Soto-Angel i biolog ewolucyjny Paweł Burkhardt od kilku lat rozwijają hodowlę Mnemiopsis leidyi w laboratorium na Uniwersytecie w Bergen. Po latach niepowodzeń w końcu zidentyfikowali odpowiednie warunki, w których żebropław jest w stanie żyć. To pozwoliło na dogłębne studia nad tym stworzeniem.

W ramach badań uczeni zaczęli wystawiać Mnemiopsis leidyi na różnorakie stresory, jak brak pożywienia czy odcięcie znacznego kawałka 2-centymetrowego, galaretowatego ciała. Okazało się, że wygłodzone lub ranne zwierzęta kurczyły się do rozmiarów zaledwie kilku milimetrów, ale nie umierały. Gdy badacze zaczęli ponownie je karmić, kilka z nich powróciło do życia. 13 z 65 badanych zwierząt wykształciło wyrostki, co jest cechą charakterystyczną dla tych zwierząt w stadium larwalnym. Przywrócone do życia zwierzęta wykorzystywały je do polowania na mikroskopijny plankton.

Badacze spekulują, że być może stworzenia te mają w stadium larwalnym przewagę, jeśli chodzi o zdobywanie pożywienia, co może wyjaśniać ich inwazyjny sukces. Przy wystarczającej ilości pożywienia zwierzęta te ostatecznie odtworzyły swoje ciała, a nawet zaczęły się rozmnażać.

Zarówno "nieśmiertelna meduza", jak i omawiany żebropław, posiadają zdolność do powrotu do młodości, ale robią to w różny sposób. W miarę jak Turritopsis dohrnii odwraca proces starzenia, komórki tracą swoją tożsamość i łączą się w "cystę", która różnicuje się ponownie w polipa. - To nie jest dokładnie ten sam osobnik, który wraca do poprzedniego stadium - mówi Soto-Angel. Natomiast w przypadku Mnemiopsis leidyi, jak wskazuje Soto-Angel, "to dokładnie ten sam osobnik odmładza się, jakby cofał się w czasie".

Yoshinori Hasegawa z Kazusa DNA Research Institute, który nie był zaangażowany w te badania, ale od lata bada meduzy mówi, że to ważne odkrycie, ale kwestionuje, czy Mnemiopsis leidyi naprawdę cofa swój zegar biologiczny, czy po prostu się kurczy. Mimo to odkrycie to dobrze wróży naukowcom w znalezieniu większej liczby przykładów zwierząt zdolnych do odwrócenia procesu starzenia się. - Uważam, że wiele gatunków ma zdolność do odmładzania – dodaje Hasegawa.

Źródło: Science, BioRxiv