Планктон «видит» давление воды

Личинки морского червя чувствуют изменения в давлении воды с помощью фоторецепторов.

Разные морские животные живут на разных глубинах – кто-то у поверхности, кто-то чуть поглубже, кто-то ещё поглубже, а кто-то совсем глубоко, куда даже никакой свет не доходит. Всплывать или погружаться на не свою глубину им в лучшем случае некомфортно, а в худшем – просто опасно: существ из верхних слоёв на большой глубине просто раздавит избыточным давлением, к которому они не приспособлены; точно так же падение давления убьёт глубоководных рыб, если она захотят всплыть повыше. Естественно, морские животные чувствуют, как глубоко они находятся, но разные организмы используют при этом разные сенсорные механизмы. Например, у рыб есть плавательный пузырь, который обеспечивает плавучесть и одновременно чувствует, с какой силой вода давит на тело; у некоторых ракообразных есть особые чувствительные волоски, работающие как барорецепторы.

В статье в eLife сотрудники Университета Эксетера и Гейдельбергского университета описывают чувствительность к давлению у планктонных личинок морского многощетинкового червя Platynereis dumerilii. На теле личинок есть пояс ресничек, которые ритмично колеблются, помогая личинке плавать туда-сюда. В эксперименте использовали специально сконструированную полую колонну, куда можно было налить воду и точно отрегулировать её давление. Когда личинкам повышали давление, они начинали плыть вверх, и чем выше было давление, тем выше они поднимались, и тем более прямой была их траектория движения. Причём личинки реагировали не столько на давление само по себе, сколько на его изменение, то есть давит ли вода на них сильнее или слабее по сравнению с тем, как она давила только что. Их реснички при повышении давления бились чаще, что понятно – реснички помогали личинкам уплыть повыше.

.

Личинки Platynereis dumerilii. (Фото: 7and / Wikimedia)

Личинок снабдили особым красителем, чтобы увидеть, какие клетки будут особенно активны при изменении давления. Краситель указал на несколько клеток, которые формой, числом, размером и расположением были очень похожи на те, благодаря которым личинки чувствуют ультрафиолет и зелёный свет. Чтобы реагировать на свет, нужен зрительный пигмент, и когда ген зрительного пигмента у них выключили, оказалось, что на меняющееся давление такие личинки реагируют слабее. По всему выходило, что фоторецепторы личинок одновременно служат барорецепторами – в этом смысле можно говорить, что личинки «видят» давление. Чтобы выбрать удобное место для жизни, личинки оценивают не только давление, но и освещённость; вероятно, рецепторы двойного назначения помогают им верно оценить разнородные сигналы из окружающей среды. Не факт, что все планктонные организмы пользуются таким методом, но, по крайней мере, подобное вполне возможно. Движения планктона в озёрах, морях и океанах – важная часть всех водных экосистем, и желательно знать, как планктонные существа решают, куда им плыть.