Морской ёж видит всем телом
Учёные давно знали, что многие морские беспозвоночные реагируют на свет, не имея каких-либо внятных глазоподобных структур. В случае с морскими ежами проводились исследования, обнаружившие большое число генов, которые отвечают за развитие светочувствительных элементов, напоминающих элементы сетчатки, то есть структуры, которая вообще-то характерна для позвоночных животных.
Международная команда исследователей под руководством Марии Арнон с Зоологической исследовательской станции Антона Дорна в Неаполе (Италия) попытались выяснить, как реализуются "зрительные" гены у морских ежей. Оказалось, что у них образуется два вида светочувствительных рецепторов, но при этом нет светоблокирующих - пигментных клеток, свойственных всем позвоночным. А те рецепторы, что есть, располагаются в основаниях и на вершинах амбулакральных ножек - уникальной системы передвижения иглокожих.
Собственно, каждая ножка - это растяжимая трубка, размер которой изменяется под действием гидравлического давления. Морской ёж гоняет жидкость через примерно полторы тысячи таких ножек, расположенных в опоясывающих тело ежа пяти каналах. Ножки увеличиваются или уменьшаются в размерах, и беспозвоночное получает возможность перемещаться по дну. А со светочувствительными клетками множество ножек выполняет ещё и функцию огромной сетчатки.
При этом каждая такая ножка у морского ежа сама по себе не имеет направленного зрения, она видит сразу всё вокруг, а потому бесполезна. Пигментных клеток, которые могли бы создавать направление для зрения, нет. Но вместо них ежи используют свой панцирь. Втягивая амбулакральную ножку под известковую оболочку, они могут как бы заставить себя смотреть вперёд, а не сразу во все стороны. Вперёд при этом "смотрит" именно втянутая ножка, наблюдающая картину через дыру в панцире.
Эксперименты, в которых молодых морских ежей проверяли на способность к фототаксису, показали, что они не реагируют на изменения в освещённости, пока у них не сформируется полностью известковый панцирь. Сами же светочувствительные клетки, помимо "местной" системы связи, отправляют информацию вглубь - "основной" нервной системе животного. Таким образом, исследователи предложили своеобразную модель зрения морских ежей, согласно которой каждое животное представляет собой сплошной глаз, могущий с помощью панциря изменять направление обзора.
Статья исследователей выложена на сайте журнала PNAS.