Исследователи из России и Австрии выяснили, что у представителей древней группы мшанок Cyclostomatida — колониальных морских беспозвоночных — формируется уникальная плацента. Клетки, окружающие ранний эмбрион, начинают быстро расти, превращаясь в ценоциты — крупные многоядерные клеточные структуры. Ценоциты широко распространены среди растений и грибов, но редки у животных, в плаценте их обнаружили впервые. Статья опубликована в журнале BMC Ecology and Evolution.
Клетки могут сливаться друг с другом, образуя единую структуру с большим количеством ядер — синцитий, окруженный общей мембраной. Это позволяет им быстро обмениваться питательными веществами, не тратя время и ресурсы на преодоление клеточных мембран. Иногда похожая структура возникает в результате роста клетки, которая начинает копировать ядра и значительно увеличивается в размерах. В результате этого образуется ценоцит. Первое явление характерно в основном для животных, второе — в основном для растений и грибов. Однако ученые из СПбГУ и Университета Вены обнаружили ценоциты у колониальных морских беспозвоночных — мшанок.
«Начиная работать с циклостоматами, мы вместе с аспиранткой Ульяной Неклюдовой (первым автором вышедшей статьи) предполагали, что обнаружим у них именно синцитий, известный в плацентах других организмов, а обнаружили ценоциты — многоклеточные структуры, которые нетипичны для животных, — рассказал руководитель проекта, профессор кафедры зоологии беспозвоночных СПбГУ Андрей Островский. — Эмбрионы этой группы мшанок не просто прилегают к плаценте, как это бывает обычно, а погружены в нее, буквально впаяны. Плацента состоит из нескольких крупных ценоцитов, связанных друг с другом цитоплазматическими мостиками и двумя типами клеточных контактов. Ценоциты имеют разную ультраструктуру, что указывает на то, что часть из них выполняет питающую, а часть — проводящую функции. Кроме того, появление такой сложной плаценты могло стать необходимым условием возникновения в этой группе животных полиэмбрионии, когда ранний эмбрион, вырастая, расщепляется на множество (более сотни) вторичных эмбрионов, каждый из которых развивается в личинку. Такая исключительно редкая комбинация репродуктивных признаков (живорождение, плацентотрофия и полиэмбриония) встречается еще только у одной группы существ на Земле — у броненосцев из рода Dasypus».
Ученые выяснили, что плацента формируется из снабженного кольцевыми мышцами органа, который исходно отвечает за высовывание щупалец — мембранной сумки. С помощью щупалец мшанки захватывают спермии, плавающие в воде. После оплодотворения мембранная сумка становится плацентой из ценоцитов. Такое явление смены функции в эволюции получило название экзаптации. Кроме того, большинство мшанок сначала выводят оплодотворенное яйцо из внутренней полости во внешнюю среду, а затем перемещают его в специальную выводковую камеру, где осуществляется вынашивание. Однако личинки циклостомных мшанок развиваются прямо в полости гонозооида — члена колонии, ставшего плацентарным инкубатором. Процесс выхода потомства продолжается практически все лето — созревшие личинки постепенно покидают гонозооид.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
