Как учёные изучают жизнь на грани с помощью антарктических морских пауков

от

Один из лучших способов узнать, как антарктические морские пауки выживают в экстремальных условиях, — это изучить их внутренние органы. Именно этим занимается биолог из Северо-Восточного университета, чтобы понять потусторонний жизненный цикл огромных морских членистоногих, которые дышат, размножаются и переваривают пищу с помощью ног длиной с небольшую кошку.

Ассистент-преподаватель Конни Фонг хочет узнать, как животное адаптировалось к жизни в высокоспециализированной среде — чуть ниже точки замерзания морской воды — и реагирует на потепление океанов

«Первый вопрос: как жизнь вообще выживает при таких низких температурах? — говорит Фонг. — А потом: что происходит, когда становится очень тепло?»

Животные, привыкшие к узкому диапазону температур, холодному или жаркому, с трудом адаптируются даже к незначительным изменениям, говорит Фонг. Изучая жизнь «на грани возможного», мы получаем представление о биоразнообразии, которое мы рискуем потерять из-за потепления климата.

Микробы в кишечнике многое рассказывают об окружающей среде животного, в том числе о том, что оно ест и что находится в воде, где оно обитает, — говорит Фонг. Тела морских пауков очень маленькие, с глазами и носом, похожим на соломинку, который они используют для еды. Но ноги у них сегментированные и длинные — иногда достаточно длинные, чтобы животное было размером с обеденную тарелку.

Работая с пауками, собранными из океанских вод вблизи станции Мак-Мердо — исследовательского центра, управляемого американской антарктической программой, Фонг изучает ранние стадии жизни морских пауков.

Самцы пауков носят на спине массы оплодотворённых яиц, прежде чем сбросить их на полки вдоль морского дна. Жизнь развивается медленно при минусовых температурах, говорит Фонг. Для сравнения: оплодотворённому яйцу лягушки требуется полтора часа, чтобы пройти первое деление клетки. У человека это занимает около 24 часов. У антарктических морских пауков одно деление клетки занимает восемь месяцев.

«Когда ты идёшь так медленно, в какой-то момент ты можешь застрять, — говорит Фонг. — Но жизнь находит способ продолжать движение даже в медленные времена».

Этим летом, преподавая на кампусе Окленда курс лабораторных работ по биологии для студентов бакалавриата, Фонг работала со студентами над изучением микробов из кишечника морских пауков.

Образцы, подобные тем, что есть у Фонг, трудно достать. У неё было всего две-три ноги от трёх разных видов. Поэтому Фонг и её студенты долго обсуждали, как лучше всего извлечь внутренности.

«Они вскрыли эти ноги, у которых есть экзоскелет, который им нужно было отделить от фактических мягких частей кишечника, — говорит Фонг. — Они были осторожны. Они держали внутренности отдельно между сегментами, чтобы не произошло перекрёстного загрязнения образцов».

Кишечник пауков выглядит как «внутренность банановой кожуры», — говорит Александра Барнс, второкурсница, специализирующаяся на биологии. Обработка ДНК из кишечника включала клонирование их и применение электрического тока для создания фрагментов для сравнения, говорит она.

Благодаря этому процессу студенты смогли выделить «белки холодного шока», которые животные производят, чтобы справиться с низкими температурами. Дальнейшее секвенирование образцов, которые они извлекли, может ответить на вопросы о том, как пауки выживают и как они адаптируются к потеплению воды.

«У пауков, которые всегда живут в холоде, могут быть некоторые отличия в этом белке, — говорит Мариэлла Фаяд, студентка третьего курса, специализирующаяся на биологии и политологии. Результаты секвенирования помогут исследователям «понять разницу между антарктическими морскими пауками и белками холодного шока у других животных», — сказала она.

Поскольку пауки живут в условиях минусовых температур, их нелегко изучать, — говорит Фонг. Их ДНК более плотная, говорит она, что усложняло клонирование генов. Но Барнс и Фаяд преуспели с первой попытки.

«Я горжусь работой, которую они смогли сделать, — говорит Фонг. — Это действительно новаторское исследование».

Фонг может представить свою работу на следующем заседании Научного комитета по антарктическим исследованиям в Осло в 2026 году, и в этом случае Фаяд и Барнс будут приглашены для участия.

«Это исследование, над которым я буду продолжать работать, но я очень рада, что могу использовать его для обучения студентов, — говорит она. — Многие из этих вещей, например, клонирование генов и размышления о ДНК в сообществе, они получают все эти навыки на занятиях, а затем могут применить их».

Предоставлено Северо-Восточным университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте

Оставьте комментарий