Видеть без глаз: стрекательные клетки гидры реагируют на свет

Пресноводный полип Hydra magnipapillata, несмотря на отсутствие глаз, реагирует на свет. Эти животные ведут дневной образ жизни, охотясь днём, и, как известно, двигаются (кувыркаясь) или сокращаются в ответ на свет. Новое исследование, опубликованное в открытом журнале BMC Biology, показывает, что стрекательные клетки (книдоциты) в щупальцах гидры, которые животные используют для самозащиты и ловли добычи, связаны через простую нервную систему с примитивными светочувствительными клетками, координирующими пищевое поведение.

Гидры — представители семейства радиально-симметричных животных (Cnidaria), все из которых используют специализированные книдоциты для ловли добычи. Это семейство также включает таких известных существ, как медузы и кораллы. Как и другие стрекающие, они имеют простую конструкцию: рот, окружённый щупальцами. Щупальца гидры содержат вооружённые жалом, содержащие яд книдоциты. Ими гидра оглушает животных, таких как дафния, перед тем как съесть их заживо, а также защищается от нападения других животных.

Исследователи из Калифорнийского университета под руководством доктора Дэвида Плачетски обнаружили, что светочувствительный белок опсин, найденный в сенсорных клетках, способен регулировать выстреливание гарпуноподобных книдоцитов. Эти светочувствительные нейроны интегрированы в "арсеналы", которые включают стрекающие книдоциты, а также десмонемы (для захвата добычи) и липкие изоризы (которые помогают гидре кувыркаться со скоростью 10 см в день).

Связь опсина с книдоцитами объясняет, как гидра способна реагировать на свет, не имея глаз. Доктор Плачетски описал, что другие белки, необходимые для фототрансдукции, также присутствуют в сенсорных клетках: «Мы не только нашли опсин в сенсорных нейронах, связанных с книдоцитами гидры, но и другие компоненты фототрансдукции в этих клетках. Среди них были циклические нуклеотид-управляемые ионные каналы (CNG), необходимые для передачи сигнала, и версия арестина у гидры, которая "очищает" путь фототрансдукции для следующего сигнала».

Доктор Плачетски добавил: «Мы также смогли продемонстрировать, что само выстреливание книдоцитов зависит от световых условий и что эти эффекты обратимы, когда компоненты каскада фототрансдукции отключаются».

Стрекающие существуют уже более 600 миллионов лет. Однако простой подход гидры к использованию света для выживания и увеличения шансов поймать добычу использует тот же зрительный путь, что и у людей, и указывает на общего предка.