Тело кальмара покрыто клетками, похожими на волоски внутри человеческого уха

Фото из открытых источников

Удивительно, но кожа кальмара имеет много общего с органом, расположенным внутри человеческого уха. Как сообщается в новом исследовании, опубликованном в журнале Current Biology, ученые обнаружили, что кальмары покрыты клетками с мелкими волосоподобными структурами, похожими на те, что находятся в человеческом ухе и улавливают информацию, передаваемую проходящими волнами.

Для человека эти крошечные волоски помогают интерпретировать звуковые волны, исходящие от мелодии или голоса, или от гудка нетерпеливого водителя. Для кальмаров важны все мельчайшие детали, передаваемые движением воды: подергивание находящейся поблизости добычи, гул далекого берега, притяжение течения.

До сих пор ученые не знали, что кальмары полностью усеяны этими волосковыми клетками, и это открытие может рассказать нам кое-что о нашем собственном слуховом аппарате.

Брайан Макдермотт из Университета Кейс Вестерн Резерв — отоларинголог, учёный, изучающий внутреннее ухо, нос и горло. Как медицинский исследователь, он начал с попыток понять человеческий слух и глухоту. Но, проследив родословную специализированных волосковых клеток, которые доносят музыку до наших ушей, он пришел к выводу, что это длинноперый прибрежный кальмар (Doryteuthis pealeii): животное, отделенное от человека сотнями миллионов лет эволюции.

«Кальмары — головоногие моллюски с разнообразной популяцией волосковых клеток на поверхности тела, что может дать представление не только о том, как эти удивительные животные обнаруживают движение воды для выживания, но и о том, как у людей возникают проблемы со слухом и глухотой», — говорит Макдермотт.

Прежде чем продолжить, важно отметить, что волосковые клетки, о которых мы говорим, не имеют ничего общего с волосами, растущими из фолликулов в коже. У всех позвоночных, кроме рыб, волосковые клетки существуют только в органах наших ушей.

Для наземных позвоночных волосковые клетки имеют решающее значение для слуха. Они выстилают внутреннюю поверхность улитки, которая представляет собой спиралевидный, заполненный жидкостью орган, внешне очень похожий на улитку.

Если человек слышит звук, это обычно происходит потому, что волны в воздухе достигают его ушей, вызывая вибрацию барабанных перепонок и ряда крошечных косточек, которые затем преобразуют это движение в волны в жидкости улитки.

Именно на эти волновые колебания жидкости настроены волосковые клетки человеческого уха. Когда «волоски» колеблются в жидкости улитки, их движение преобразуется клеткой в сообщение, которое может быть отправлено в мозг. Именно в этот момент мы воспринимаем звук.

Внутри человеческого уха не все волосковые клетки идентичны. Некоторые имеют пучки длинных волосков, которые гораздо лучше улавливают низкочастотные звуки, в то время как другие имеют короткие волоски, идеально подходящие для высокочастотных звуков.

Вот тут-то и в дело вступают рыбы. В отличие от многих других позвоночных, у рыб на внешней стороне тела расположены волосковые клетки в органе, называемом боковой линией.

Другие морские существа, включая кальмаров, тоже имеют боковые линии. Когда вы проводите всю свою жизнь под водой, волны в окружающей среде уже передаются через жидкость.

В отличие от нас, сухопутных животных, морским животным не нужно преобразовывать волны из воздуха в жидкость: их волосковые клетки могут улавливать это движение непосредственно от источника.

Но у рыб «волоски» примерно одинаковой длины.

У кальмаров же, по-видимому, в процессе эволюции развились разнообразные специализированные волосковые клетки, во многом похожие на наши.

Макдермотт и его команда составили карту всего тела нескольких новорожденных кальмаров, используя микроскопию с плоскостным освещением, благодаря которой волосковые клетки кальмара подсвечиваются на снимках.

«Неожиданно мы обнаружили пучки волосков, организованные по двум схемам: ранее описанные линейные массивы и широкие региональные поля, которые ранее не были явно описаны у кальмаров или рыб, и которые мы называем полями боковой линии», — сообщает команда. «Анатомическое положение и соответствующие различия в длине пучков волос позволяют предположить, что некоторые боковые линии воспринимают различные стимулы».

Например, на мантии кальмара пучки волосков были очень короткими по сравнению с пучками на боковой линии головы.

«Наши результаты показывают, что вся поверхность кальмара богато украшена разнообразными боковыми линиями, которые, вероятно, отражают определенные типы локальных движений воды», — заключает команда исследователей.

Это само по себе довольно увлекательно, но интересы Макдермотта в первую очередь связаны с медициной. Он считает, что кальмары могут быть полезными моделями для понимания того, как работает человеческий слух, или, в некоторых случаях, как он не работает.

«Часто, когда ребенок рождается глухим или слышащий человек теряет слух, повреждается именно волосяной пучок», — говорит Макдермотт. «Таким образом, изучение пучка волосков кальмара открывает перспективы для понимания механизмов потери слуха».