Безухие черви «слушают» через кожу

Согласно новому исследованию Института естественных наук Университета Мичигана, вид аскариды, который широко используется в биологических исследованиях, может ощущать звук и реагировать на него, несмотря на отсутствие органов, похожих на ухо.


Результаты, которые планируется опубликовать 22 сентября в журнале Neuron, предлагают новый биологический инструмент для изучения генетических механизмов, лежащих в основе слуха.

Исследователи из лаборатории Шона Сюй из Института наук о жизни уже более 15 лет используют Caenorhabditis elegans для изучения сенсорной биологии. Когда его лаборатория начала эту работу, считалось, что эти миллиметровые обладают только тремя основными чувствами: осязанием, запахом и вкусом.

С тех пор лаборатория Сюй установила, что черви обладают способностью ощущать свет, несмотря на отсутствие глаз, а также способностью ощущать положение своего тела во время движения (также известное как чувство проприоцепции).

«Не хватало только одного основного чувства – слухового ощущения или слуха», – сказал Сюй, профессор исследования LSI и старший автор исследования. «Но слух не похож на другие органы чувств, которые широко распространены среди других типов животных. На самом деле он был обнаружен только у позвоночных и некоторых членистоногих. Таким образом, подавляющее большинство видов беспозвоночных считаются нечувствительными к звукам».

Однако ученые обнаружили, что черви реагируют на звуки в воздухе в диапазоне от 100 герц до 5 килогерц – диапазон шире, чем могут почувствовать некоторые позвоночные. Когда воспроизводился тон в этом диапазоне, черви быстро удалялись от источника звука, демонстрируя, что они не только слышат тон, но и чувствуют, откуда он исходит.

Исследователи провели несколько экспериментов, чтобы убедиться, что черви реагируют на звуковые волны в воздухе, а не на колебания поверхности, на которой они отдыхают. Сюй считает, что вместо того, чтобы «ощущать» вибрации через осязание, черви воспринимают эти звуки, действуя как своего рода улитка всего тела, спиралевидная заполненная жидкостью полость во внутреннем ухе позвоночных.

У червей есть два типа слуховых сенсорных нейронов, которые плотно связаны с кожей червей. Когда звуковые волны ударяются о кожу червя, они вызывают вибрацию кожи, что, в свою очередь, может вызвать колебание жидкости внутри червя так же, как жидкость в улитке. Эти колебания активируют слуховые нейроны, связанные с кожей червей, которые затем переводят колебания в нервные импульсы.

А поскольку два типа нейронов локализованы в разных частях тела червя, червь может обнаруживать источник звука в зависимости от того, какие нейроны активированы. Это чувство может помочь червям обнаруживать своих хищников и уклоняться от них, многие из которых издают слышимые звуки во время охоты.