Remora являются одними из самых успешных морских автостопщиков благодаря мощным присоскам, которые позволяют им оставаться плотно прикрепленными к телам акул, китов и других животных, несмотря на невероятные силы сопротивления во время путешествия по океану. Но как эти присоски улавливают момент, когда они должны «приземлиться» и в первую очередь сесть на своих быстрых хозяев?
Команда биологов из Технологического института Нью-Джерси (NJIT), лабораторий Friday Harbour Labs Вашингтонского университета (FHL-UW) и Университета Джорджа Вашингтона (GWU) предлагает ответ.
В результатах, опубликованных в Журнале Открытой науки Королевского общества, исследователи подробно описали открытие тактильно-сенсорной системы, расположенной внутри всасывающего диска реморы, которая, как полагают, позволяет рыбе остро ощущать контактное давление с поверхностями хозяина. и измерять силы океана, чтобы определить, когда начать их привязанность, а также регулировать их хватку на носителях при перемещении на большие расстояния.
В частности, в исследовании описывается открытие групп рецепторов прикосновения, похожих на толкатели, или комплексов механорецепторов, встроенных во внешнюю губу адгезивного диска ремора, которые, как известно, помогают другим организмам реагировать на прикосновение. и силы сдвига.
Исследователи говорят, что находка знаменует собой первое описание таких сенсорно-осязательных комплексов у рыб, поскольку ранее такая структура была известна только у современных однопроходных животных - утконосов и ехидн.
«Одна из самых удивительных вещей в этой работе заключалась не только в обнаружении механорецепторного комплекса, ранее не известного у рыб, но и в том, что единственными другими организмами, которые, как известно, обладают им, являются однопроходные», - сказал Брук Фламманг, профессор биологических наук NJIT. и ведущий автор исследования.«Это захватывающе, потому что показывает, как много нам, интегративным сравнительным биологам, еще предстоит узнать о сенсорном мире организмов».
«Когда я училась в аспирантуре, общепринятым мнением было то, что у рыб нет таких механорецепторов», - сказала Патриция Эрнандес, один из авторов исследования в Университете Джорджа Вашингтона. «Открытие того, что эти рыбы имеют общие конвергентные рецепторы с ехиднами, действительно захватывающе и указывает нам правильное направление для обнаружения аналогичной конвергенции у других рыб».
Во время проведения различных визуализирующих исследований для изучения головы и диска Echeneis naucrates, обыкновенной реморы-акулососа, команда успешно идентифицировала комплексы: куполообразные выпячивания вдоль поверхности губы мягких тканей, окружающие липкий диск реморы. Под каждым куполом расположен столбец клеток с тремя цепочками пузырьков, содержащими чувствительные нервы, которые тянутся от эпидермального слоя диска к его дермальному слою. Считается, что в дополнение к восприятию контакта эти комплексы реагируют на напряжение сдвига, которое обеспечивает обратную связь с реморой, если она теряет хватку и соскальзывает назад на своего хозяина.
«Когда мы впервые заметили эти структуры, мы были немного сбиты с толку», - говорит Карли Коэн, доктор философии. студент-биолог FHL-UW и автор исследования. «Мы знали, что они должны быть сенсорными из-за обилия нервов, но они не были похожи на структуры боковой линии, которые являются одним из основных способов восприятия рыбы окружающей среды. Мы углубились в литературу, чтобы попытаться найти структуры, которые соответствуют морфология тех, что мы видели в гистологии ремора. Наконец, приземление на рецепторы толкателей, известные у ехидн, было таким захватывающим… Это было подтверждением морфологии, которую мы видели, и это привело нас в царство мехноощущения, которое мы не обязательно были принимая во внимание, думая о том, как прилипает ремора."
Примечательно, что при дальнейшем изучении семи других видов приморских животных команда обнаружила, что те виды, которые, как известно, часто используют более крупных и быстрых хозяев, таких как пелагические морские рыбы, имеют почти в два раза больше механорецепторных комплексов, чем виды примор, которые обычно передвигаются автостопом. более медленные пловцы, такие как рифовые рыбы.
"Для животных, плавающих очень быстро, когда ремора может находиться в условиях повышенного сопротивления, необходимость распознавать потерю контакта и немедленно вносить коррекцию является более важной, чем для более медленных плавающих хозяев", - отметил Фламманг..
Flammang и его коллеги говорят, что сигнальные комплексы осязания, обнаруженные у remoras, предполагают не только то, что рыбы могут ощущать окружающую среду способами, которые ранее не осознавались, но и то, что специализированные механорецепторы могут быть гораздо более распространенными среди базальных животных. позвоночных, чем считалось ранее.
«Интересным аспектом здесь является то, что толкатели известны только у утконосов и ехидн», - сказал Фламманг. «Очевидно, что нет тесной филогенетической связи между remoras и однопроходными, поэтому это, вероятно, означает, что у позвоночных есть много механорецепторов, которые просто не были обнаружены у большого количества организмов. внимание других исследователей для сравнительного изучения того, как их организмы ощущают окружающую среду."