Представьте, что вы купили в предприятии общественного питания огромный гамбургер. Выход здесь только один. Разделить его на несколько частей и откусывать столько, сколько влезает в рот. Гидра в подобных случаях действует иначе – она создает на своем теле отверстие нужного размера. Дело в том, что постоянного рта у этих существ нет. На его месте находится тончайший слой клеток, соединенных друг с другом посредством так называемых «септированных контактов», чем-то напоминающих лестницы. Когда приходит время поесть, мышцы, находящиеся по краям от затянутого пленкой рта, сокращаются, разрывая данные соединения. Это позволяет гидре заглатывать пищу, которая шире её тела. По отзывам людей, рассматривавших этот акт обжорства под микроскопом, выглядит он довольно жутко. После того как еда оказывается внутри гидры, там, где только что был рот, нарастает слой клеток.
Исследователи пока не знают наверняка, почему гидры питаются столь оригинальным способом. Высказано предположение, что наличие крупного постоянного рта является слишком большой нагрузкой для организма этих крошечных существ. В любом случае, изучая описанный феномен, ученые надеются больше узнать как о морфогенезе, так и о том, как живые ткани приобретают свою форму. Это позволило бы пролить свет на процессы, происходящие у животных, стоящих на гораздо более высоких ступенях эволюционной лестницы. Например, у млекопитающих, сердце которых поначалу представляет собой обычную трубку, а затем трансформируется в сложный четырехкамерный орган.
Надо отметить, что в механизме питания гидры интересно далеко не только появление и последующее зарастание рта. В зависимости от доступности пищи эти существа могут разительно отличаться по размеру. Если люди запасают излишки питательных веществ в виде жира, гидры используют всю энергию для создания новых клеток. Какая-то её часть также направляется на выращивание почек, посредством коих размножаются эти кишечнополостные. В 1977 году был проведен эксперимент, в ходе которого любознательные исследователи в течение двух недель обеспечивали нескольким группам гидр разные режимы кормления. Полипы, не испытывавшие дефицита в корме, оказались крупнее и плодовитее. Голодавшие, тем временем, уменьшались в размерах.
Однако самым интересным результатом этого эксперимента стало понимание того, что скорость роста гидр не зависит от обилия корма. Это значит, что их организм стремится только к тому, чтобы уравновесить количество пищи, поступающее к клеткам. В результате мы видим идеальный пример фенотипической гибкости, то есть изменения внешнего вида в зависимости от условий окружающей среды. Если еды много, она используется по максимуму. Когда же её нет, организм снижает свои требования. А если вспомнить, что создание почек у гидр происходит за счет очень быстрого роста клеток, то изучение описанных выше механизмов вполне может ответить на вопросы о том, например, как разрастаются раковые опухоли.
Естественно, к описанным колебаниям размеров должны адаптироваться другие ткани и органы гидры. Например, нейроны, раскинувшиеся по всему её телу в виде сети. Кишечнополостные постоянно теряют их и заново создают. Сложность в том, что у них как минимум семь разных типов нервных клеток, и при производстве новых необходимо соблюдать четкий количественный баланс. Гидры выходят из положения, выращивая стволовые клетки, способные превратиться во что угодно. Когда становится ясно, какой нейрон требуется в каждом конкретном случае, следует необходимая трансформация. Это, однако, наступает только после того как клетка оказывается в конечной точке назначения. Исследователи активно работают, чтобы выяснить, как именно все это происходит. Ответ на эту загадку, возможно, позволит понять, как выращивать новые нейроны у людей с травмами или дегенеративными заболеваниями головного мозга.
