Команда биологов из Университета Цукубы исследовала морских ежей. В процессе работы они проверили, как свет влияет на работу их пищеварительного тракта. Ученые вырастили эмбрионы иглокожих, а затем поместили в ПЦР-плиту, которую периодически освещали. Подробности работы опубликованы в журнале BMC Biology.
«Мы обнаружили, что стимуляция эмбрионов морских ежей светом вызывала изменения в функции пищеварительной системы даже при отсутствии пищевых стимулов», — объяснил профессор Сюнсуке Ягути, соавтор работы. Наблюдения показали, что привратники желудка почти у половины образцов открывались, реагируя на свет. В среднем это происходило примерно через полторы минуты после включения света. А спустя шесть минут привратники почти у всех эмбрионов закрывались. Количество образцов, которые реагируют на свет, возросло примерно в два раза после того, как ученые добавили еще и пищевой стимул — водоросли.
Далее исследователи проверили, какие именно пути отвечают за реакцию животных на свет. Они препарировали образцы и изучили их с помощью ряда химикатов. Оказалось, эмбрионы реагируют благодаря группе опсинов Go/RGR, расположенных вокруг нейроэктодермы. Кроме того, авторы работы выявили серотонинергические нейроны мозга вблизи клеток, экспрессирующих опсин. Они отвечали за высвобождение оксида азота, который действовал как нейромедиатор.
[shesht-info-block number=1]
«Наши результаты имеют важное значение для понимания процесса эволюции, в частности, светозависимых систем, управляемых с помощью нейромедиаторов», — отметил профессор Ягути.
Полученные данные показывают, что одной из ранних функций нейронов головного мозга могла быть регуляция пищеварительного тракта. «Потребление пищи и усвоение питательных веществ необходимы для выживания. Развитие сложной регуляторной системы мозг-кишечник, возможно, стало важным шагом в эволюции», — подытожили биологи. Они добавили, что в будущих исследованиях намерены выяснить, почему на свет реагировали менее половины образцов. И определить как светозависимые системы в организме эволюционировали у других животных.
