Даже самые простые существа знают голод. Эта жажда еды определяет решения и поведение всех живых существ.
У большинства из нас последствия голода возникают в нашем мозгу. Затем наша внешняя нервная система должна сообщить мозгу, когда мы наелись. Но не у всех животных есть мозг, поэтому зоолог из Кильского университета Кристоф Гиз и его коллеги исследовали родственников медуз, обитающих в пресной воде, называемых гидрами, чтобы увидеть, как безмозглые существа балансируют чувство голода и сытости. Новое исследование было опубликовано в Cell Reports.
К своему удивлению, они обнаружили, что у гидры более сложная сеть нейронов, чем ожидалось. Несмотря на отсутствие мозга, у гидры также есть нервная система: одна сеть действует как наша центральная нервная система, в которую входит наш мозг, а другая сеть действует как наша периферическая нервная система, которая включает в себя все нервы за пределами головного и спинного мозга, включая нервы. нервы в наших кишках.
У гидры сеть, отвечающая за пищеварение (N4), расположена более внутри, тогда как другая сеть, отвечающая за чувство сытости (N3), расположена более снаружи, но эти две системы не разделены на совершенно разные части тела, как наша нервная система.
«Это доказывает, что очень простая система, такая как диффузная нервная сеть пресноводного полипа, уже способна воспринимать что-то столь же сложное, как внутреннее метаболическое состояние, и может соответствующим образом регулировать соответствующее поведение», — объясняет биолог развития Кильского университета Томас Бош.
В серии экспериментов Гиз и его команда показывают, что гидра действительно может определять и изменять свое поведение в зависимости от ощущения сытости.
«Например, после кормления животных они продемонстрировали значительно меньшее влечение к световым раздражителям и столь же сильное подавление естественных моделей движений», — говорит Гиз. «Одна из возможностей заключается в том, что гидра движется к свету в поисках еды, выполняя передвижение, напоминающее кувырок. Следовательно, чувство сытости подавляет эти поведенческие модели, поскольку накормленным животным временно не приходится искать пищу».
Когда исследователи удалили внешнюю сеть нейронов гидр (N3), животные потеряли способность ориентироваться в свете и с большей вероятностью открывали рот для еды. Это говорит о том, что нейроны N3 играют тормозящую роль при открывании рта.
«Таким образом, мы могли бы сделать вывод, что внешняя популяция в основном отвечает за передвижение и интеграцию стимулов», — объясняет Гиз. «Продемонстрировав эту субфункционализацию нейронов в простой системе, мы смогли показать, что определенные популяции нервов у гидры уже могут выполнять центральные функции, аналогичные функциям в более сложных нервных системах».
Вместе нервные системы гидры контролируют аппетит полупрозрачного животного, что позволяет предположить, что эти отдельные, но сообщающиеся системы возникли на ранних стадиях эволюции животных. Хотя исследователи не смогли найти прямых физических связей между двумя системами, они подозревают, что их связь происходит химически.
Обладая невероятными способностями к регенерации и сопротивлением старению, гидра уже давно очаровывает исследователей. Теперь кажется, что их нервная система также может рассказать нам больше об эволюционном происхождении нашего голода.
