Міжнародна група дослідників виявила, що як мінімум чотири види морських стрічкових хробаків незалежно розвинули здатність відрощувати голову після ампутації.
Регенерація ампутованих частин тіла зустрічається рідко, але існує в усьому тваринному світі - від саламандр, павуків і морських зірок, які можуть виростити придатки до стрічкового хробака, який може регенерувати себе з невеликого шматочка тканини. Але регенеративні здібності, як широко передбачалося, були стародавньою рисою, яку деяким видам вдалося зберегти, в той час як більшість інших втратила її протягом еволюції.
Нове дослідження, яке було опубліковано 6 березня 2019 року, перевертає це припущення з ніг на голову. Під час дослідження 35 видів морських стрічкових хробаків біологи виявили, що здатність відновлювати цілу голову, включаючи мозок, відносно недавно розвинулася у чотирьох різних видів.
«Це означає, що коли ми порівнюємо групи тварин, ми не можемо припустити, що схожість в їх здатності до регенерації є старим і відображає загальний родовід», - кажуть вчені. «Ми повинні бути більш обережними при порівнянні результатів регенерації у різних груп тварин».
Всі тварини мають деякий ступінь регенеративної здатності. Навіть у людей заново відновлюється пошкоджена шкіра поверх рани. Проте лінії тварин, які розходилися дуже рано в еволюційній історії - такі як губки, гідроїдні поліпи і гребенята - часто здатні виростити цілих особин навіть з маленьких ампутованих частин. Оскільки тварини розвивалися з більшою складністю, регенеративні здібності стали менш істотними і поширеними.
Оцінка того, де і коли відбулися зміни регенеративних здібностей на древі життя, має основоположне значення для розуміння того, як відбувається регенерація і які фактори впливають на цю межу.
До теперішнього часу наукове розуміння еволюції регенерації ґрунтувалося виключно на дослідженнях тварин, які втратили регенеративні здібності. Це тому, що всі відомі поліпшення регенеративних здібностей відбулися занадто далеко в минулому для порівняльних досліджень.
Нове дослідження представляє чітку документацію про тварин, що набувають регенеративних здібностей, і може пролити світло на характеристики, необхідні для розвитку цієї межі.
Щоб провести дослідження, біологи збирали стрічкових хробаків уздовж берегів США, Аргентини, Іспанії та Нової Зеландії з 2012 по 2014 рік. Вони провели експерименти з регенерації 22 видів, розділивши їх навпіл і спостерігаючи за їх здатністю до регенерації. Вони також отримали інформацію про 13 інших видів морських стрічкових хробаків з попередніх досліджень.
Всі види були в змозі відновити свою задню частину. Тільки вісім видів змогли виростити свої голови і відновити цілу особину тільки із задньої частини тіла. Чотири з них були відомі з попередніх досліджень і чотири були новими.
Більш дивним, ніж кількість стрічкових хробаків, здатних виростити голови, було те, що більшість з них не могли цього зробити. Дослідження, проведені в 1930-х роках над стрічковим хробаком Lineus sanguineus, показали, що він є чемпіоном в області регенерації тварин, здатним успішно виростити все тіло і голову від еквівалента всього лише двохсот тисячних часток особини. (Для порівняння - людина вагою 70 кг регенерувала б з 0,3 грама тканини).
Природне припущення полягало в тому, що це була стародавня риса, передана від загального предка, і що деякі стрічкові хробаки почали втрачати її в міру розбіжності видів. Тим не менш, з їх оглядом 35 видів, дослідники реконструювали еволюційний патерн регенерації по всьому типу і виявили, що це була недавно розвинена здатність, навіть серед супер-регенераторів, таких як Lineus sanguineus.
«Передбачається, що предок цієї групи хробаків був нездатний регенерувати голову, але чотири окремі групи згодом розвинули цю здатність», - кажуть біологи. «Передбачається, що така здатність виникла всього 10-15 мільйонів років тому».
З точки зору еволюції, це зовсім недавня історія, враховуючи, що регенеративні здібності, як вважається, вперше розвинулися до кембрійського періоду понад 500 мільйонів років тому.