Robaki o dwóch głowach. Niezwykłe odkrycie polskich naukowców

Odkrycie naukowców z Uniwersytetu Warszawskiego

Dr Ludwik Gąsiorowski z Instytutu Biologii Ewolucyjnej Uniwersytetu Warszawskiego, autor badania,  relacjonował, że po przecięciu płazińców na pół "okazało się, że mogą się zregenerować, a u części z nich doszło do odwrócenia osi ciała, czyli zamiany przodu z tyłem". Zjawisko to po raz pierwszy zauważyła doktorantka dr Gąsiorowskiego, Katarzyna Tratkiewicz, podczas rutynowej obserwacji jednej z hodowli Stenostomum brevipharyngium.

Niektóre osobniki wyraźnie odbiegały od normy. W miejscu, gdzie powinien znajdować się ogon, u nich pojawiła się druga głowa. Ku zaskoczeniu naukowców była ona w pełni uformowana, m.in. z gardzielą i innymi prawidłowo funkcjonującymi strukturami. Nie było to pojedyncze zdarzenie. Przez kilka miesięcy w hodowli utrzymywała się populacja, w której - obok zwykłych robaków - występowały również dwugłowe. Badacze przeprowadzili szczegółowe analizy morfologiczne i molekularne. Na ich podstawie powstała publikacja, która ukazała się na łamach czasopisma "Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences".

Rzadkie zdolności płazińców

Płazińce z rodzaju Stenostomum należą do nielicznych zwierząt, które potrafią nie tylko regenerować utracone części ciała, ale również rozmnażać się bezpłciowo. W naturze takie zdolności są stosunkowo rzadkie. Występują u zaledwie kilku grup organizmów, m.in. niektórych parzydełkowców, wypławków czy pierścienic.

- Stenostomum rozmnażają się w procesie zwanym paratomią. W jej trakcie struktury nowego osobnika zaczynają formować się w środkowej części ciała dorosłego robaka. W przeciwieństwie do typowego pączkowania, które kojarzy większość z nas, potomek nie wyrasta więc z boku ciała, ale wszystko odbywa się wzdłuż tej samej osi przodo-tylnej. To tak, jakby w jednym ciele powoli dojrzewało drugie - opowiedział dr Gąsiorowski.

Dwugłowe osobniki

Jest to niezwykle uporządkowany mechanizm, w którym wszystko zależy od precyzyjnego działania różnych sygnałów molekularnych. Rozpoczyna się aktywacją komórek macierzystych, które różnicują się zgodnie z gradientami tzw. morfogenów - cząsteczek określających, gdzie ma powstać przód, a gdzie tył organizmu. W tylnym końcu przedniego segmentu formuje się nowy ogon, a w przednim tylnego powstaje nowa głowa. Gdy rozwój dobiegnie końca, oba segmenty rozdzielają się, stając się w pełni samodzielnymi zwierzętami.

W badanej przez naukowców populacji ten mechanizm jednak zawiódł. Zamiast nowego ogona w tylnej części ciała przedniego segmentu komórki zaczęły formować kolejną głowę. Dorosły osobnik stawał się więc dwugłowy, za to pozbawiony ogona, przy czym tylny robak nadal rozwijał się prawidłowo. Ciało robaka zaczynało przypominać łańcuch połączonych ze sobą osobników, złożony z segmentów: normalna głowa-tułów-odwrócona głowa-normalna głowa-tułów-ogon. Gdy nowy osobnik osiągał odpowiedni stopień dojrzałości, odłączał się od dorosłego i żył samodzielnie. Robak rodzicielski pozostawał dwugłowy.

"To, co było przodem robaka, stawało się jego tyłem"

Takie osobniki były w stanie funkcjonować, co zaskoczyło naukowców. Rosły, pobierały pokarm i trawiły go. Jedynie poruszanie się sprawiało im trudności, ponieważ każda głowa reagowała na bodźce niezależnie. Szczegółowe analizy morfologiczne i molekularne wykazały dodatkowo, że dwugłowym płazińcom brakowało tylnego fragmentu jelita i ujścia układu wydalniczego oraz ekspresji niektórych markerów genetycznych charakterystycznych dla tkanek ogonowych.

W kolejnym etapie badań naukowcy pocięli nietypowe osobniki, by sprawdzić ich zdolności regeneracyjne. Okazało się, że obie głowy odtworzyły brakujące ogony. Co ciekawe, u fragmentów z odwróconą głową po regeneracji ustalała się odwrócona oś ciała, co oznacza, że nowy ogon wyrastał po przedniej stronie.

- Czyli to, co wcześniej było przodem robaka, stawało się jego tyłem. Takie zjawisko nie ma precedensu wśród zwierząt, bo zazwyczaj orientacja ciała jest ustalana raz, na etapie rozwoju zarodkowego i pozostaje niezmienna przez całe życie - podkreślił dr Gąsiorowski.

Czytaj także:

• Mikroskopijne robaki na naszej twarzy. "Wychodzą podczas snu"
• Pluskwiak zza oceanu w Polsce. Jak ochronić się przed tym owadem?

Źródło: PAP/łl