Смертельно опасные кубомедузы используют яд, чтобы помочь потомству выжить

Фото из открытых источников

Кубомедузы известны прежде всего одним: их укус может отправить человека в больницу. Самые опасные виды медуз уже убивали людей. Одна из них, Chironex fleckeri, часто считается самой опасной медузой в мире.

Несмотря на всю свою опасность, кубомедузы обладают удивительно сложной репродуктивной системой. Новые исследования показывают, что их знаменитые жалящие клетки также помогают производить следующее поколение. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Ecology and Evolution.

Поймать ядовитую кубомедузу сложно. Поэтому команда исследователей изучила 35 законсервированных животных 15 видов. Работу возглавила Химена Гарсия-Родригес из Университета Тохоку в Японии. Ее команда изучала образцы, собранные за многие десятилетия. Многие из них поступили из Национального музея естественной истории (НМИН) в Вашингтоне.

Другие образцы были получены из морской лаборатории, принадлежащей Университету Аликанте в Испании. Третья группа образцов хранилась в Университете Сан-Паулу в Бразилии.

«Получить образцы ядовитых кубомедуз очень сложно, поэтому мы заметили большой пробел в знаниях об их репродуктивном цикле и сезонности», — сказала Гарсия-Родригес. «Благодаря помощи наших международных партнеров и доступу к тщательно отобранным музейным коллекциям, мы смогли получить образцы, чтобы разгадать тайну сложных репродуктивных процессов этих медуз».

Жалящие клетки представляют собой крошечные гарпуны, называемые нематоцистами. Обычно они выстилают щупальца, где ловят добычу и отбиваются от нападающих. Обнаружение их внутри гонад было необычным. Команда обнаружила их у видов из обеих основных групп кубомедуз, хотя как именно развилась эта особенность, остается неясным.

У некоторых видов эти клетки появлялись только у самок. У самцов этих видов в гонадах их не было. Наиболее вероятная причина вооружения яиц — защита. Кольцо из заряженных жалящих клеток может отпугивать хищников до тех пор, пока развивающиеся детеныши не окажутся в безопасности.

В одном небольшом семействе кубомедуз самцы и самки имеют разные стрекательные клетки. Исследователи обнаружили это различие у вида Copula sivickisi. Самки носят один из типов мушек рядом с яйцами. Он может защищать эмбрионы после того, как они отложены на морское дно.

Самцы имеют другой тип сперматозоидов, который может прикреплять сперматозоиды к самке во время спаривания. Подобные половые различия редко наблюдались у медуз. Команда также обнаружила внутри некоторых гонад то, что выглядело как молодые, еще формирующиеся стрекательные клетки. Они истолковали это как свидетельство того, что клетки развиваются там, а не переносятся щупальцами.

Яйца тоже выглядели необычно. У некоторых видов они развивались многогранными, а не круглыми. Плотно прилегая друг к другу, они напоминали ячейки пчелиного сотового домика. Такая форма, скорее всего, обусловлена скученностью.

Когда крупные яйца быстро растут в тесном пространстве, они давят друг на друга и сплющиваются, образуя плоские пластины. Подобный рисунок наблюдается в природе, от пчелиных ульев до мыльных пузырей. Это позволяет животному уместить максимальное количество яиц на минимальной площади.

Внутри множества яиц команда обнаружила маленькие круглые тельца, которые не смогла идентифицировать. Они появлялись на ранних стадиях развития яйца, а затем исчезали по мере заполнения яйца желтком. Ранее аналогичные тела были обнаружены у родственной кубомедузы, что позволяет предположить, что это не случайность.

Исследователи стараются не преувеличивать свои выводы. Один лишь световой микроскоп не может показать, что это за структуры и для чего они нужны. Возможно, это окажется ранее неизвестной частью процесса формирования желтка у кубомедуз. Более совершенные инструменты, такие как электронный микроскоп, могли бы помочь ответить на этот вопрос.

Кубомедузы выпускают свои яйца и сперматозоиды несколькими способами. Некоторые разрывают ослабленный участок стенки гонад, чтобы выпустить клетки наружу. У одного самца гонады перед высвобождением разбухли, превратившись в небольшие круглые бугорки, каждый из которых был достаточно большим, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом. Команда исследователей предполагает, что это может быть нерестовый трюк, используемый лишь немногими видами.

Процесс оплодотворения различается у разных видов. У одних он происходит в открытой воде, тогда как у других сперматозоид и яйцеклетка встречаются внутри самки. Исследовательская группа проследила эти признаки по генеалогическому древу, чтобы выяснить, какой из них появился первым. Внешнее оплодотворение, по-видимому, является более древним, наследственным, а внутреннее возникло позже.

Кубомедузы представляют собой не только опасность на пляже. Они помогают формировать прибрежные экосистемы, в которых обитают.

«Хотя и заманчиво сосредоточиться только на смертоносных свойствах этих существ, изучение того, как они создают жизнь, не менее важно», — сказала Гарсия-Родригес. «В конце концов, они играют важную экологическую роль, которая часто упускается из виду, потому что этим опасным признакам уделяется больше внимания».

Знание того, как и когда эти животные размножаются, может улучшить прогнозы массового размножения медуз. Теперь команда хочет исследовать, как на эти репродуктивные характеристики влияют изменения условий воды и потепление океана.