Для всех и обо всем. Защитные приспособления

Защитное поведение земноводных включает в себя как пассивно оборонительные реакции – затаивание, замирание, убегание от врагов, упрятывание в укрытиях, отбрасывание (автотомия) хвоста и др., так и активную защиту – криками, отталкиванием, угрожающими позами с использованием ядовитых выделений и прочее.

Для оборонительного поведения амфибиям предоставлены морфологические и физиологические особенности их организма. К морфологическим особенностям относятся все типы покровительственной или отпугивающей окраски и формы тела животных, а также органы пассивной и активной защиты от врагов: мозоли на лапах для зарывания амфибий в землю, ядовитые кожные железы.

К физиологическим особенностям организма земноводных относятся выработка и выделение кожей ядовитых веществ; процессы, сопровождающие изменение цвета кожи для создания маскирующего или отпугивающего эффекта; сложнейший механизм регенерации отброшенного хвоста и многие другие, что подробно описано в разделе «Универсальная система кожного покрова земноводных».

Без морфологических и физиологических защитных особенностей защитное поведение амфибий было бы малоэффективным.

Затаивание и убегание

При виде двигающегося пугающего объекта бесхвостые амфибии затаиваются. Жабы и наземные лягушки при этом зачастую пригибают голову к земле. А вот квакши обычно отдыхают на нижней стороне листьев, спасаясь одновременно от прямых солнечных лучей и от врагов. Благодаря своим присоскам они прекрасно лазают по веткам и листьям даже в положении вниз головой. Когда им грозит опасность, квакши замирают, притворяясь мертвыми, или поспешно удирают длинными прыжками. Сухопутные хвостатые амфибии, например некоторые саламандры, в случае опасности тоже способны притворяться мертвыми. В такой позе они могут оставаться более 20 минут.

Нужно ли земноводным знать психологию хищников, чтобы использовать тот или иной прием в зависимости от опасности ситуации? Например, тот же протей не всегда замирает. Если хищник крупный, - он немедленно удирает. При этом проявляет и завидную резвость, и отличную ориентацию в своем хозяйстве. Протей, как и все животные, делает это, повинуясь «мудрому» инстинкту, благодаря врожденным знаниям, наследственным способностям и частично приобретенным навыкам. Каждому живому организму даны именно свои методы защиты от врагов для сохранения жизни и продолжения рода.

Бегство у амфибий бывает вызвано только при значительном приближении пугающего объекта или при его значительном размере. А если это небольшое, но несъедобное или жалящее насекомое, то у земноводных могут включаться реакции отпрыгивания или отворачивания, закапывания, наклона головы, прижимания ног плотно к телу и другие. В период размножения лягушки многих видов весьма осторожны. Они ныряют, заметив фигуру человека на большом расстоянии. В реакциях бегства наземных лягушек иногда проявляется знание местности (память). Представители некоторых видов могут двигаться по сложному маршруту и в конце скрываться в своем убежище.

У древесных квакш, в случае опасности, преобладает реакция затаивания, но если пугающий объект появляется слишком быстро, они совершают бег прыжками. При этом квакши никогда не прыгают наугад – прыжок всегда четко нацелен на конкретную ветку.

Отбрасывание хвоста и регенерация

Хвост у наделенных им земноводных – очень важная часть тела. Некоторые хвостатые земноводные могут повиснуть на хвосте, опереться на него при подъеме на высоту, использовать как толчковую пятую лапу при прыжке. Некоторые саламандры способны с успехом использовать отвлекающий маневр хвостом. В случае опасности они могут, как и ящерицы, отбрасывать хвост и, пожертвовав малым, спасают свою жизнь. Ведь после отбрасывания хвост продолжает шевелиться, отвлекая внимание хищника от убегающего животного. Но порой саламандра оставляет в зубах преследователя совсем не безобидный «подарок», а хвост с ядовитыми железами. И хищник, схвативший такой хвост, хорошо запомнит полученный урок, так что впредь охотиться на саламандр не рискнет.

Интересно, что среди безлегочных саламандр хвост чаще теряют самки, чем самцы. Как считают натуралисты, во время размножения они охраняют кладку икры и в этот период менее склонны убегать при любой опасности, как это делают самцы. Самки способны отогнать от своей кладки крупных жуков или саламандр сходного с ними размера. Но они не в состоянии справиться со змеями и крупными саламандрами, потому остаются без хвоста.

Способность животных в случае опасности самопроизвольно отбрасывать свои части тела называется автотомией (аутотомией). Обычно она сопровождается процессами регенерации – восстановлением утраченной части тела. У земноводных это происходит так же, как и у пресмыкающихся. Например, экспериментально установлено, что тритон обладает способностью восстанавливать не только утраченный хвост, но и ноги, у него может восстановиться глаз, если только он не удален целиком, а также другие жизненно важные органы. В лаборатории хвостатые земноводные продемонстрировали просто невероятную способность к регенерации. Удаляемый неоднократно хвост заменялся новым. Он получал новые позвонки и вырастал до той же длины, что и предыдущие. Многократно восстанавливались ноги и даже челюсти. Исследователи заставили своих тритонов воссоздать заново 687 костей, причем всего за три месяца.

Удивительную способность к регенерации проявляют зародыши земноводных. В условиях эксперимента были взяты зародыши лесной и болотной лягушки и их половинки приживили. После срастания получился сборный головастик, который вырос в сборную лягушку – наполовину лесную, а наполовину болотную.

Предупреждающее поведение и использование ядов

Большинство тритонов и саламандр активно только в сумеречно–ночное время. Это значительно уменьшает риск подвергнуться нападению хищников. Однако если нападения трудно избежать, представители многих видов земноводных способны использовать различные способы активной защиты.

У многих видов земноводных приближение опасного объекта вызывает предупреждающее или защитное поведение. Одни начинают энергично надуваться, приподнимаются на лапах и, широко открыв рот, издают различные звуки. Другие, особенно крупные тропические лягушки, кусают врага, третьи – поворачиваются к опасным объектам и принимают атакующую устрашающую позу и т.д.

У чесночниц, жаб многих видов в основном инстинктивное поведение при угрозе выражается в раздувании тела за счет заглатывания воздуха, приподнимании на четырех лапах, чтобы «казаться» больше, и угрожающем покачивании взад-вперед. Раздувание тела служит препятствием для проглатывания этих животных хищником. Когда в террариум с группой жаб поселяли ужа, питающегося ими, то все жабы раздувались и сидели, повернувшись головами к змее.

Интересным устройством и поведением отличается четырехглазая лягушка. На ее спине заметны два пятна в виде глаз. Во время приближения опасного объекта лягушка раздувается и приподнимает заднюю часть спины, показывая эти ложные глаза. Кроме того, лягушка из желез выделяет неприятное для врага вещество. Все основные ее способности, конечно же, не желание амфибии, как считают, «ловко сбить хищника с толку. Возможность вырабатывать необходимые пигменты, «разрисовывать» ложные глаза, создавать и применять «химическое оружие» и вообще весь целесообразный поведенческий комплекс, организующий реакцию отпугивания, – все это получено четырехглазой лягушкой по наследству от предков и будет бережно и в неизменном виде передано потомкам.

Яды в основном вырабатываются железами на голове и хвосте земноводных, зачастую обеспеченных предупреждающей яркой окраской. Они в основном лишены инстинкта бегства и при реакции на мышей, змей или землероек принимают позу, при которой их тело обращено к хищнику местами наибольшего скопления ядовитых желез. А представители саламандр одного из видов специально прогибаются кольцом, чтобы показать хищнику свою яркую предупреждающую окраску на животе.

Как считают зоологи, эта мера нужна ядовитым земноводным, «чтобы испугать хищника». Но эффективность такого поведения амфибий зависит от способности хищника понять связь между окраской животного и возможными последствиями своего нападения на него. Слово «понять» слишком много значит и не может быть применено к поведенческим проявлениям хищников. Ведь них изначально заложен врожденный инстинкт избегать употребления в пищу ярко окрашенной добычи. Хотя, несомненно, важную дополнительную информацию к уже существующим наследственным знаниям, может нести индивидуальный опыт.

Хвостатые земноводные…

Их кожа голая и конечности всегда имеются; хвост сохраняется на всю жизнь. Орган слуха без среднего уха и барабанной перепонки. У одних жабры или жаберные отверстия сохраняются на всю жизнь, глаза без век, позвонки амфицельного типа; живут в воде - подпорядок рыбообразных - Ichtyoidea. У других ни жабр, ни отверстий жаберных не сохраняется, глаза с веками, позвонки - опистоцельного типа, живут частью в воде, частью на суше - подпорядок саламандровых (см.), Salamandrina. A. Ichtyoidea подразделяются на две группы: a) Perennibranchiata, или постоянножаберные с постоянными наружными жабрами и жаберными щелями, b) Derotremata, или щележаберные без наружных жабр, но с оперкулярным отверстием с каждой стороны шеи и с единственной жаберной щелью. К Perennibranchiata относятся: Р. Siren - развиты только передние конечности с 3 - 4 пальцами; с 3-мя парами жаберных щелей. S. lacertina - в стоячих водах Южной Каролины достигает 3-х футов. Р. Proteus (см. Протей) - 4 конечности (передние с 3-мя, задние с 2-мя пальцами); с двумя жаберными щелями с каждой стороны. Р. anguineus и др. в надземных водах Каринтии и Далмации; с рудиментарными глазами. Р. Necturus seu Menobranchus - 4 конечности с 4-мя пальцами и 2 жаберные щели. M. lateralis, живущий в Миссисипи, представляет, по некоторым, будто бы, личиночную стадию Batrachoseps. К Derotremata относятся: Р. Amphiuma (Флорида) с 2-мя или 3-мя пальцами на конечностях. Р. Menopoma (Пенсильвания и Виргиния) и Р. Cryptobranchus (Sieboldia, см. Скрытожаберник) - оба с 4-мя пальцами на передних ногах и 5-ю на задних. Жаберное отверстие у Cryptobranchus достигает 3-х футов длины, облитерируется, а у предыдущих родов остается. К Salamandrina относятся: сем. Amblystomidae с интересным родом Amblystoma (Мексика), личиночная стадия которого, обладающая способностью к половому размножению, разводится в аквариях и известна под именем аксолота (Siredon axolotl sive pisciformis), и сем. Salamandridae с р. Molge sive Triton, живущим в воде, со сплюснутым хвостом и без заушных желез, и р. Salamandra, наземная форма с цилиндрическим хвостом и сильно развитыми заушными железами, выпрыскивающими ядовитую жидкость. Р. Triton - тритон представлен в Европейской России видами: Т. taeniatus (см. Тритоновые и Тритоны) и Т. crisiatus, Р. Salamandra (см. Саламандры) в своих видах S. maculosa и S. atra (живородяща) распространен по всей Европ. Юго- зап. России. Углозубы (лат. Hynobiidae) - семейство из отряда хвостатые земноводные (Caudata).

Семейство углозубы - хвостатые земноводные мелких или средних размеров (до 200 мм, род Ranodon), обитающие в основном в Азии, кроме одного вида, сибирского углозуба (Salamandrella keyserlingii), который проникает в европейскую часть России. Жизненный цикл - типичный для амфибий двухстадийный, с водной личинкой и взрослыми особями, ведущими водный или наземный образ жизни. Личинки с наружными жабрами, 4 парами жаберных щелей и хвостовой нитью. Взрослые после метаморфоза вне периода размножения живут на суше, кроме постоянноводных представителей родов Batrachuperus, Liua и Pachyhynobius. У взрослых имеются хорошо развитые лёгкие за исключением безлегочных тритонов рода Onychodactylus. Оплодотворение наружное.

Среди других хвостатых земноводных углозубы выделяются большим числом хромосом в кариотипе (до 78 в диплоидном наборе), наличием угловой кости (os angulare) в составе нижней челюсти. Последняя черта вместе с другими особенностями строения скелета считается примитивной для отряда, где прослеживается явная тенденция к редукции костных элементов, и позволяет говорить об углозубах как о группе, наиболее сходной с древнейшими общими предками всех хвостатых земноводных.

Углозубы - также единственное семейство в отряде, ограниченное в своем распространении Евразией. Ареал семейства на континенте обширный, но крайне разорванный: встречаются от Ирана до Японии, наибольшее видовое разнообразие наблюдается в Восточной Азии. Один из видов, уже упомянутый сибирский углозуб (Salamandrella keyserlingii), обитает на огромном пространстве от Архангельской и Нижегородской области на западе до Чукотки, Камчатки и Хоккайдо на востоке и от зоны лесотундр на севере до лесостепей на юге, хотя в целом в группе преобладают горные виды с крошечными ареалами, охватывающими склоны небольшого хребта или даже одной горы. От других азиатских хвостатых - саламандровых (Salamandridae) с бородавчатой кожей и гигантских неотенических саламандр из семейства скрытожаберников (Cryptobranchidae) - углозубы легко отличаются по своему внешнему виду.

Икру разные виды откладывают в текущие или стоячие водоёмы. Каждая кладка обычно представляет собой парные студенистые икряные мешки, содержащие яйца и прикрепляющиеся к камням или подводным растениям. Форма, размеры икряных мешков, способ упаковки в них яиц я вляются таксономической характеристикой и служат для установления родства между родами.

Интересные факты

Сибирский углозуб был возвращён к жизнедеятельности после сотни лет в криогенном анабиозе.

Скрытожаберники (лат. Cryptobranchidae) - семейство из отряда хвостатые земноводные (Caudata), самые крупные амфибии из ныне существующих (достигают размеров до 1,5-1,8 метров). Ведут вторично-водный образ жизни и считаются самыми примитивными из современных хвостатых амфибий. Оплодотворение наружное, характерное только для примитивных групп амфибий. В настоящее время ареал охватывает США, Китай и Японию.

В настоящее время семейство представлено тремя видами, объединёнными в два рода. Все они крайне редки и занесены в Красную книгу.

Andrias - исполинские саламандры

A. davidianus - китайская исполинская саламандра

A. japonicus - японская исполинская саламандра

† Andrias scheuchzeri

Cryptobranchus - Скрытножаберники

C. alleganiensis - аллеганский скрытожаберник

Сиреновые (лат. Sirenidae) - единственное семейство подотряда Sirenoidea, входящее в отряд хвостатые земноводные (Caudata). Семейство, включающее четыре вида, объединённые в два рода.

Название происходит (как и у большинства других хвостатых амфибий) от существ греческой мифологии - сирен, однако название животных в русском языке имеет мужской род.

Все представители семейства имеют узкое удлиненное змеевидное тело и только две передние конечности (задние или отсутствуют, или рудиментарны). Жабры сохраняются в течение всей жизни (одно из проявлений неотении). Длина озёрного сирена может достигать 70 сантиметров. Ареал - болота юго-востока США и севера Мексики. Питаются беспозвоночными и мелкой рыбой. Амбистомовые, называемые в англоязычных странах кротовыми саламандрами - э ндемики Северной Америки, где распространены от южной Канады и юго-восточной Аляски до Мексики. Амбистомы известны благодаря своему представителю - аксолотлю (Ambystoma mexicanum), которого широко использовали как лабораторное животное в различных исследованиях, после чего он попал уже к аквариумистам. Другие амбистомы - тигровые (A. tigrinum, A. mavortium) - являются наиболее обычными земноводными во многих американских штатах, и их тоже порой держат как домашних питомцев. Существование в популяциях крупных личинок делает ряд видов амбистом полностью или частично неотеническими. Взрослые особи у таких видов не покидают водоёмы, сохраняют жабры и плавниковые складки, хотя их лёгкие также развиваются, служа дополнительным органом дыхания. Они достигают половозрелости, не проходя метаморфоз.

Неотенические популяции и виды амбистом первоначально были обнаружены в гористых районах Соединённых Штатов и на Центральном плато в Мексике. Условия, способствующие возникновению неотении - это значительная высота над уровнем моря, отсутствие водных хищников и засушливые условия за пределами водоёмов. Большинство неотенических популяций принадлежит к комплексу видов тигровой амбистомы - Ambystoma tigrinum, A. velasci, A. mavortium и близкие виды.

Полностью неотенические виды амбистом называются аксолотлями - A. mexicanum, A. taylori, A. andersoni и A. dumerilii. Неотеники сохраняют повышенную способность к регенерации, характерную для молодых личинок, и могут восстанавливать утраченные конечности, хвост и практически любой внутренний орган. (см также Хвостатые земноводные - Регенерация)

Взрослые, живущие на суше амбистомы отличаются широкой головой, маленькими глазами, плотным коренастым туловищем с заметными костальными бороздами, тонкими конечностями и округлым в сечении хвостом. Многие виды эффектно окрашены: с яркими разнообразной формы и цвета (от синих крапинок до крупных жёлтых лент) пятнами на тёмном фоне. Наземные взрослые особи большую часть жизни проводят под пологом леса под листовым опадом или в норах, которые роют сами либо занимают оставленные другими животными. Ряд северных видов в этих же норах зимуют. Живут поодиночке и питаются различными беспозвоночными. К воде взрослые возвращаются только в короткий период размножения, выбирая для этого те же водоёмы, где в своё время появились на свет. Чаще всего это происходит ранней весной, но ряд видов размножается осенью, например кольчатая амбистома (A. annulatum) и мраморная (A. opacum).

Все виды яйцекладущи, икринки, заключенные по нескольку десятков, а иногда и сотен штук в отдельные мешки, откладываются в стоячие или медленнотекущие водоёмы, только мраморная амбистома помещает икринки в различные углубления грунта на суше, которые затем быстро заполняются водой осенними дождями. Личинки водные, по пропорциям и сложению похожи на взрослых особей. От них отличают 3 пары наружных жабр с 4 парами жаберных щелей позади головы. На жабрах располагаются алые от множества наполненных кровью капилляров нитевидные жаберные лепестки. Кроме того, от основания головы до конца хвоста со спинной стороны и от конца хвоста до клоаки с брюшной у личинки протянуты высокие кожные складки, образующие хвостовой плавник. Хвост обычно завершается хвостовой нитью. Конечности имеются с момента рождения личинки с 4 пальцами на передних и 5 - на задних. Глаза личинок лишены век и «невыпученные», «рыбьи». Общая окраска как правило неяркая и однотонная. Плавают, изгибая тело подобно рыбам. Личинки некоторых видов (особенно южных популяций тигровых амбистом и близких видов) способны вырастать до размеров взрослых, не подвергаясь метаморфозу. В процессе метаморфоза исчезают жабры и плавниковые складки, животное линяет, кожа начинает приобретать типичную для взрослых окраску, у глаз появляются веки. Окончательно развиваются лёгкие, подготавливая животное к полностью наземному существованию.

Амфиумовые (лат. Amphiumidae) - семейство отряда хвостатых земноводных . Представлено одним родом с тремя видами. Населяют болота юго-востока США.

Амфиумовые имеют длинное серо-чёрное змеевидное тело. Конечности имеются, но очень небольшие (при длине тела в 115 см ноги имеют размер не более 2 см). У животных отсутствуют веки и язык. Личинки имеют внешние жабры, но приблизительно через четыре месяца (когда начинают работать лёгкие) они исчезают. Однако одна пара жаберных щелей с полностью функционирующими внутренними жабрами сохраняется, поэтому метаморфоз остается неполным. Амфиумы (Amphiuma) - одни из самых странных земноводных: по форме они напоминают угря, но у них есть четыре непропорционально маленькие зачаточные ножки, которыми они не пользуются.

Глаза у амфибий маленькие, лишенные век. По своему строению эти животные напоминают личинок земноводных, остановившихся в своем развитии. Но в отличие от общеизвестных аксолотлей амфиумы "решили сделать остановку" на более поздней стадии развития, а именно на стадии завершения метаморфоза, т.е. превращения во "взрослое" животное. Об этом свидетельствуют остаточные жаберные отверстия. Кроме того, для зубной системы амфиум характерны также личиночные черты.

Живут амфиумы на юге и юго-востоке США. Раньше считалось, что в семейство и род входит только один вид с несколькими подвидами, но теперь различают три вида.

Наиболее крупная из амфибий - Amphiuma means.

Для охоты амфиумы выползают на мелководье, а в дождливую и влажную погоду появляются на суше. Как и другие представители рода, A. Means активна в основном ночью, а днем прячется в укрытиях. Однако в отличие от подавляющего большинства земноводных она довольно агрессивна и при попытке взять ее в руки может довольно чувствительно укусить. Кроме того, из-за скользкой кожи A. Means очень трудно удержать в руках.

Питается эта амфиума довольно крупной добычей: раками, рыбой, лягушками, даже мелкими змеями, но может очень долго прожить без традиционной пищи. Известен случай, когда одна амфиума прожила в аквариуме четыре года, питаясь лишь собственной кожей, которая покрывалась обрастаниями и сбрасывалась раз в три-четыре дня.

Размножение амфиум тоже весьма примечательно. Оно происходит в июне-июле (в Северной Каролине и Северной Флориде, США) или в январе-феврале (в Южной Флориде). Самка откладывает около 200 яиц в небольшую полость под каким-нибудь предметом, обвивает кладку своим телом и "инкубирует" ее в таком положении весьма долго - около 5 мес. Кладка икры представляет собой длинный шнур, свернутый в виде шара. Во время "инкубации" самка защищает кладку, бросаясь на потенциальных врагов. Из икры вылупляются крупные личинки длиной около 55 мм со светлоокрашенными наружными жабрами, которые сбрасываются вскоре после выклева. В это время личинки имеют относительно длинные ноги, используемые при ползании. Позднее ноги "за ненадобностью" как бы перестают расти и развиваться. Очевидно, это связано со значительным удлинением тела, при котором животное передвигается "угревидным" (или "змеевидным") способом.

Об образе жизни личинок известно мало. Видимо, из-за вполне оправданной осторожности они держаться на расстоянии от крупных сородичей. Личинки уже вскоре после выклева, при длине около 7 см, приобретают основные черты внешности взрослого животного.

Амфиумы хорошо переносят неволю. Известен случай, когда A. Means прожила в террариуме 27 лет.

Практически всё время находятся в воде, становясь активнее к вечеру. Рацион составляют различные водные животные: мелкие амфибии и рептилии, рыбы, ракообразные и т. д.

Безлёгочные саламандры (лат. Plethodontidae) - семейство отряда хвостатых земноводных. Характерной особенностью этого семейства является отсутствие лёгких, дыхание осуществляется через кожу, а также наличие двухкамерного сердца. Также у этих саламандр отсутствует стадия личинок, молодые особи по строению не отличаются от взрослых.

Обитают в преимущественно в Новом Свете - от США до северных государств Южной Америки. Несколько видов рода Speleomantes живут в Европе и один Karsenia koreana в Азии. Естественная среда - субтропические и тропические сухие леса, низины, влажные горы, плантации и деревенские сады.

Данное семейство насчитывает большее количество видов, чем все остальные семейства хвостатых земноводных вместе взятые.

Как предполагается, некоторым хвостатым земноводным в своё время понадобилось снова вернуться в воду (как Скрытожаберники). Однако, затем снова пришлось выйти из воды. Но вторично приобрести лёгкие не удалось. Вот и дожили эти земноводные до наших дней, дыша через кожу и слизистую рта.

Гигантские амбистомы (Dicamptodontidae) - семейство отряда хвостатых земноводных . Включает несколько видов амфибий, обитающих на западном побережье США и в Британской Колумбии.

Первоначально включалось в семейство амбистомовые. В настоящее время по данным иностранной литературы из семейства гигантских амбистом в отдельное семейство выделен род Rhyacotriton, однако в русскоязычной литературе данных об этом нет.

Саламандровые (лат. Salamandridae) (Urodela). Насчитывают около 90 современных видов, объединяемых в 22 рода и 3 подсемейства. Распространены в Европе, на северо-западе Африки, в Малой Азии, Китае, Индии и Индокитае; в Новом Свете - от юга Канады до севера Мексики. На территории России - 4 вида[источник не указан 120 дней].

Саламандра во многих мифах упоминается как существо, живущее в огне или состоящее из огня. В Средневековье образ огненной саламандры был очень популярен, упоминания о ней встречаются в текстах Аристотеля и Цицерона. Алхимики считали саламандру субстанцией огня, его душой, и даже воплощением философского камня. Саламандру, её изображение используется в качестве символики. У древних людей вызывал непонимание факт "появления" саламандры из огня, который в реальности объясняется просто: если люди бросали в костёр влажное бревно, со спрятавшейся в нём от солнца саламандрой, влажное дерево гасило огонь, а сама саламандра выползала наружу.

Средневековые маги и алхимики считали саламандру духом огня. Было принято считать, что для поддержания равенства 4 стихий - огня, земли, воздуха и воды - должны существовать животные, которые могли жить в огне. Таковым животным и стала саламандра. Вера людей в способность саламандры жить в пламени сохранялась до конца эпохи Возрождения, и многим виделись в огне пляшущие маленькие ящерицы.

Образ саламандры широко использовался в символике. В средневековой алхимии саламандра была символом философского камня. Христиане воспринимали саламандру как символ борьбы христианской души против грешных желаний плоти. В геральдике четырехлапая саламандра, окруженная пламенем, символизировала стойкость и презрение к опасности.

Огненная саламандра или пятнистая, обыкновенная саламандра (лат. Salamandra salamandra) – самое известное животное из рода саламандр (лат. Salamandra) отряда хвостатых земноводных. Именно это животное в силу своей пятнистой окраски и послужило прототипом для всех аллегорий, мифов и легенд, связанных с саламандрами. Как уже писалось выше, начало огненному образу положила окраска животного. Его желтые и оранжевые пятна на шкуре древние ученые, в частности Плиний Старший и Альберт Великий пытались связать со светом далеких звезд. Считалось, что огненная саламандра как-то влияет на появление метеоров, комет и новых звезд, а они в ответ влияют на расположение цветных пятен на ее шкуре. Также имела место связь с различными огненными явлениями, так как вытянутые пятна на шкуре ученые ассоциировали с языками пламени. Символизм в те времена был очень популярен, что принесло известность и этому яркому животному – пятнистой саламандре и нарисовало связь его с огнем. Чтобы понять, откуда пошла эта легенда об огненной саламандре, заглянем в мифы древней Греции и Иудейского царства. В древнееврейской легенде «Врата небе» есть такие строки: “Из огня рождается животное, называемое саламандрой, которое питается одним огнем; и огонь даже является ее материей, и она появится в сверкании печей, которые горят в течение семи лет”, которые позже вошли в первую книгу о хвостатых земноводных под авторством Вурфбайна. Образ пятнистой саламандры, связанной со стихией огня, перекочевал в средневековые трактаты по символизму, алхимии и нашел связь с религиозной символикой. В «Физиологе», книге, написанной в 3 веке нашей эры и являющейся сборником и своеобразной интерпретацией дохристианских трудом по зоологии, огненная саламандра ставится в соответствие трем праведным людям, не сгоревшим в печи огненной. Далее образ саламандры распространился по различным бестиариям и обрел популярность, а легенда обросла корнями и прочно вошла в умы людей.

Этот миф о пятнистой саламандре нашел отражение и в трудах Аристотеля. В своей книге «Истории животных» он рассказывал, что саламандра имеет способность и склонность гасить любой огонь. Люди тогда были доверчивые и из шкур пятнистой саламандры начали делать различные обереги и талисманы, защищающие от огня. Ученый Вурфбайн, о котором говорилось выше, давал такой рецепт защиты от огня: брался кусок пергамента и на нем под слова необходимых заклятий кровью огненной саламандры писалось в виде особо треугольника слово salamandra.

Найти истоки этого мифа тоже несложно, средневековые ученые наделяли саламандру способностью гасить огонь благодаря ее «холоду», то есть тому, что хоть это животное и считалось огненным, но тело ее холодное, как у любого земноводного, а зачастую и склизкое и мокрое, так как живет саламандра в воде в горных реках. Не сложно понять, что эта холодность пятнистой саламандры не имеет никакого отношения к стойкости и противостоянию огню, но символизм тогда был очень силен. Правда, огненная саламандра вырабатывает слизь, которое на суше предохраняет ее кожу от высыхания, может спасти саламандру от пламени огня и смерти в нем, но только лишь при небольшом огне и на краткий промежуток времени, за который она может успеть убежать.

Сейчас ученым известно, что огненная или пятнистая саламандра – самое обычное земноводное. Но и в средние века некоторые авторы подвергали сомнениям способность животного жить в пламени и питаться огнем. Фактически, саламандра алхимиков уничтожала огненный мусор, как сейчас этим занимаются канальные измельчители на более современном и продвинутом уровне. Два ученых тех времен – Хопфер и Шмидт даже написали диссертацию по опровержению этого факта. Правда, их выводы не были подкреплены экспериментальными данными, а основаны лишь на умозрительных заключениях. Один из их выводом таков: огонь – слишком простой элемент, чтобы иметь возможность превращаться в животную субстанцию саламандры, а кроме этого, огонь не входит в саламандру как элемент. И значит – огненная саламандра не может питаться пламенем. Конечно, выводы эти тогда были еще довольно шаткими, так что легенда об огненных свойствах саламандры просуществовала еще очень долго, до открытий науки. И даже сейчас она еще жива в умах мистических людей.

Протеи (лат. Proteidae) - семейство хвостатых земноводных . Состоит из двух родов, обитающих в Северной Америке (Necturus) и Европе (Proteus). Ведут водный образ жизни. Предположительно, протеи представляют собой неотенические личинки неизвестных древних саламандр, поскольку способные к размножению взрослые особи протеев имеют все характерные черты личинок хвостатых амфибий.

Семейство протеев характеризуется вытянутым телом, двумя парами слабых конечностей, а также хвостом с плавательной складкой. Имеют три пары перистых наружных жабр ярко-красного цвета. Лёгкие взрослых удлинённые, гладкостенные. Глаза маленькие, лишенные век или скрыты под кожей. Верхнечелюстные кости отсутствуют, поэтому зубы имеются только на нижней челюсти и межчелюстных костях.

Проявляет отрицательный фототропизм даже после обезглавливания (светочувствительна вся поверхность тела, особенно голова и хвост).

У американских протеев самка откладывает несколько десятков яиц и охраняет их до вылупления личинок. У европейского протея самка обычно рождает двух живых личинок, а в неволе при температуре около 20°С самки этого вида откладывали от 12 до 80 жизнеспособных яиц.

Протей европейский (Proteus anguinus) известен в средневековом предании как «дракон-ольм» (в переводе с немецкого «дракон-личинка»), обитающий в недоступных горных пещерах. Европейцы верили что дракон-ольм это только что родившийся детёныш большого дракона, обитающего в глубоком подземелье. Вот ещё одна легенда об этом интересном животном. В 1751 году в словенской деревне произошло наводнение невиданной силы. «Страшный дракон Ольм резвится в горах», – решили крестьяне и призвали священника, как единственное средство остановить разбушевавшееся чудовище.

К приходу священника дракон Ольм был вынесен из своего подземного царства на поверхность. Зрелище было не столь ужасающим, как ожидалось: небольшое существо, похожее на тритона, с пучками красных жабр и слабенькими лапками – таким оказался грозный дракон. С тех пор он стал известен ученым и получил научное название протей.

Нам милей и знакомей другие представители этого отряда - тритоны.

Тритон – земноводное, представитель рода собственно тритонов из семейства саламандровых и безлёгочных тритонов из семейства углозубов. Само слово «тритон» пошло из античной мифологии, так называлось морское божество. Тритоны могут достигать 20 сантиметров, хотя средняя длина тритона всего 9 см. Спины самцов тритона оливково-бурые или коричневые с тёмными пятнами, спины самок песочно-жёлтые На голове имеются продольные тёмные полосы. Брюшко - желтоватое, с мелкими тёмными пятнами. Кожа обычно гладкая, но встречаются некоторые виды, у которых кожа крупнозернистая, шершавая.

Где живут тритоны?

Живут тритоны в лесах, в горах, поднимаясь до 2700 м, в водоёмах (мелкие озера, старицы, пруды, канавы, ручьи, ямы с водой). Днём тритоны прячутся под корой упавших деревьев, в трухлявых пнях, под упавшими листьями, иногда в норах грызунов. Ночью питаются на суше.

Питаются тритоны личинками комаров, червями, слизнями, мокрицами, мухами, сверчками и улитками, стрекозами. Большое значение в питании тритонов имеют низшие ракообразные. В водоёмах могут находиться круглые сутки. В октябре тритоны уходят на зимовку по 3-5 особей (в кучи листвы, норы грызунов и кротов недалеко от водоёмов). После зимовки они отправляются в водоёмы, где через 5-10 дней и приступают к размножению.

Профессор, доктор биологических наук Л. Полежаев (Институт биологии развития АН СССР)

Регенерация конечности метаморфозирующей лягушки (слева). Справа - контроль, после обычной ампутации идет гладкое заживление.

Регенерация обеих передних конечностей у взрослой лягушки после экспериментального воздействия.

Опыт по восстановлению конечности у новорожденного опоссума.

Регенерация ткани зуба у собаки через 100 дней после операции. На фотографии показан продольный срез зуба; перпендикулярно к зубному каналу, слева - область дефекта с восстанавливающейся тканью.

Регенерация папиллярной мышцы сердца у собаки, оперированной по методу Н. П. Синицына.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Как восстановить поврежденный орган или ткань, как вернуть им утраченную функцию? Хотя проблема эта чисто медицинская, основа ее биологическая. В настоящее время есть три пути ее решения: протезирование, пересадка (трансплантация) и регенерация.

Протезы, заменяющие утраченные руки, ноги, зубы, применяются уже давно и очень помогают людям. Но протез - все же не настоящий орган и функция его неполноценна.

Трансплантация, в наше время широко применяемая в хирургии, особенно больших успехов достигла в пересадке костей. В последние годы стали известны операции по пересадке почки и даже сердца у человека. И тем не менее, несмотря на значительные успехи, проблема трансплантации далеко не разрешена. Науке предстоит преодолеть на этом пути еще немалые трудности, главная из которых - биологическая (иммунологиче-ская) несовместимость тканей донора и нового «хозяина» - реципиента. В большинстве случаев пересаженный орган спустя некоторое время, иногда через один-два-три года после пересадки отторгается. Таким образом, цель остается не достигнутой.

Третий путь - регенерация, полное восстановление у граченных или поврежденных органов и тканен. Этот путь - в значительной степени путь будущего, но путь перспективный. Рассмотрим его детальнее.

Есть три основные формы восстановления поврежденной ткани: рубцевание, гипертрофия и регенерация. Заживают, рубцуются раны, образуется рубец или шрам, но поврежденные специфические ткани не восстанавливаются. При гипертрофии ткань, оставшаяся после частичного удаления органа, например, почки или печени, разрастается, приближаясь по величине к исходной, но прежняя форма, а главное, внутренняя структура органа не восстанавливается. Такое восстановление (более или менее полное, типичное или не совсем типичное) может дать лишь регенерация. Именно поэтому этот путь более всего и привлекает исследователей, занимающихся проблемой восстановления утраченных в результате болезни или травмы органов тела человека.

Сама мысль вырастить, например, новую руку, ногу или даже палец на месте ампутированных кажется фантастической. Но исследования последних лет и некоторые удачные опыты позволяют надеяться, что она в принципе осуществима и, может быть, не в столь уж отдалённом будущем.

Со времен Чарлза Дарвина известны основные правила регенерации: способность к регенерации понижается по мере усложнения организации животного, снижается она и с возрастом. У низших животных - гидр, плоских ресничных червей (планарий), дождевых червей - из отдельных кусочков тела восстанавливается целое животное. У низших позвоночных - тритонов, аксолотлей, саламандр - регенерируют уже только отдельные органы (конечности, хвосты, жабры, челюсти, нос). У млекопитающих и человека не восстанавливаются даже отдельные участки органов - части пальцев, уха, носа и др.

Но если природа не предусмотрела у высших организмов эту способность, то, может быть, ее можно вызвать искусственно?

Работа по этой интересной теоретически и практически чрезвычайно важной проблеме началась давно, причем в основном в Советском Союзе (хотя сейчас над ней работают многие ученые и за рубежом) и в настоящее время вылилась в особое направление - в учение о регенерации.

Как уже было сказано, у хвостатых земноводных утраченные конечности и другие органы после ампутации восстанавливаются. У пресмыкающихся (у ящерицы вновь отрастает только хвост), у птиц и млекопитающих регенерация органов не происходит. Но есть особая, промежуточная группа животных - бесхвостые амфибии (это лягушки, жабы, жерлянки), у которых конечности хорошо регенерируют в «молодости», то есть на ранних стадиях их развития, позднее они эту способность утрачивают.

В чем же состоит суть дела? Оказывается, у животных, от природы способных к регенерации конечностей (тритонов, аксолотлей, головастиков ранних стадий развития), оставшиеся после ампутации основные ткани органа или культи, то есть мышцы, хрящ, кость, соединительная ткань не рубцуются, не заживают обыкновенным образом, а начинают видоизменяться: они саморазрушаются и дедифференцируются. Иначе говоря, организация этих тканей упрощается, их клетки уподобляются молодым, эмбриональным, утратившим свою специфическую принадлежность к определенной ткани, но зато обладающим высокой способностью к клеточному размножению. В результате такого превращения клеток и их «омоложения» на поверхности раны начинает расти и развиваться ткань, образуется зачаток, который, развивается затем в конечность У прочих же позвоночных этого не происходит: ткани культи не разрушаются и не теряют дифференцировки, на раневой поверхности просто возникает рубец, и она гладко заживает.

Вот эти наблюдения и натолкнули ученых на мысль попробовать искусственно разрушить ткани культи животного, не обладающего способностью к регенерации, искусственно заставить ее клетки упроститься, потерять свою специфику Может быть, тогда начнется регенерация?

Первые опыты такого рода были поставлены в нашей Лаборатории экспериментальной морфологии животных Института биологии развития АН СССР сначала на головастиках поздних стадий развития, на взрослых лягушках и, наконец, на новорожденных крысятах (за рубежом эти опыты идут также и на опоссумах). В опыте культю ампутированной конечности механически травмировали или подвергали специальному химическому воздействию, в результате чего клетки этой ткани теряли свою специфику, свою дифференцировку (впоследствии были найдены и другие способы создавать в организме животного способность к регенерации), и начиналось биологическое восстановление утраченной конечности. Подобные эксперименты проводились во многих лабораториях в нашей стране и за рубежом, и достоверность их не вызывает сомнений.

Установив закономерность воссоздания регенерационной способности конечностей у позвоночных, можно было перейти к работе над получением регенерации других органов и тканей у млекопитающих.

Известно, что длинные трубчатые кости в руках, ногах, пальцах после перелома хорошо восстанавливаются. Регенерация кости в данном случае происходит за счет надкостницы и идет путем так называемого эпиморфоза - ткань отрастает от краев области костного дефекта. А вот удаленный кусок черепной кости никогда не восстанавливается, даже если на месте остаются надкостница и вторая надкостница - твердая мозговая оболочка, и мозг остается незащищенным. Здесь обычно не помогает и трансплантация: пересаженная кость быстро рассасывается. Поэтому хирурги, как правило, закрывают отверстие в черепе неживыми материалами: танталом, органическим стеклом и другими. Однако это небезразлично для соседних с ними живых тканей.

Нашей лабораторией были предложены четыре новых биологических метода, которые позволили добиться полной регенерации черепной кости. Наиболее простой и эффективный из них - метод деструкции. Уже говорилось: чтобы вызвать регенерацию ткани, которая в обычных условиях не регенерирует, ее необходимо сильно разрушить. Так и в данном случае кусок костной ткани, размельченный до состояния опилок и смоченныи кровью реципиента, накладывается на твердую мозговую оболочку. После этого рану зашивают. Опилки быстро, в течение семи дней, полностью растворяются. Из них выделяются костеобразующие вещества, которые действуют на соседние клетки соединительной ткани, побуждая ее к превращению в типичную кость черепа, или, иначе говоря, индуцируют в ней костеобразование.

Регенерация здесь идет не обычным путем, когда кость отрастает от краев костного дефекта, или от надкостницы, или твердой мозговой обохочки, а путем индукции. Костные опилки являются индуктором, клетки молодой соединительной ткани - реагирующим материалом, а процесс регенерации кости идет по типу эмбриональной индукции, при которой зачаток одного развивающегося органа индуцирует образование другого. Без индуктора - костных опилок - молодая соединительная ткань превращается в рубец, под влиянием индуктора - в кость, заполняющую отверстие в черепе.

Подобный метод вызывает - пока еще в опытах на собаках - регенерацию разрушенных тканей зуба.

Эксперименты показали, что костные опилки можно помчать не только из черепных, но и из трубчатых, реберных и других костей. Мало того, эти опилки можно получать из кости другого животного и не только такого же вида (от одной собаки к другой), но даже от животного другого вида (например, кости кролика или коровы годятся для пересадки собаке).

Индуцируют регенерацию кости как свежеприготовленные костные опилки, так и консервированные, например, быстро замороженные при очень низкой температуре (минус 78° по Цельсию). Несколько слабее «работают» лиофилизированные опилки, то есть замороженные и высушенные под вакуумом.

Успешные эксперименты на собаках позволили перейти к операциям, с помощью которых удалось помочь людям. Сейчас уже прослежены отдаленные результаты операций, длительность некоторых наблюдений достигает 7-8 лет.

Цель дальнейших наших исследований - вызвать регенерацию мышечных волокон в поврежденной мышце сердца у млекопитающих.

И биологи, и врачи знают, что различного рода травмы мышцы сердца, залечиваясь, обязательно дают рубцы, не обладающие способностью к сокращению. Кроме того, в местах повреждения сердца, особенно при инфарктах миокарда, образуются очаги мертвой некротизированной ткани, которая неблагоприятно действует на сердце и его работу. Следовательно, чем быстрее рассосется некротизированная ткань и заживет очаг повреждения миокарда, тем это лучше для здоровья человека.

В нашей лаборатории, а затем и в ряде других лабораторий было показано, что при определенных условиях можно получить регенерацию мышечных волокон сердца у крыс, кроликов и собак. При восстановлении миокарда нормализуется электрокардиограмма и ряд физиологических и биохимических показателей.

Однако проблема эта остается все еще не решенной. В тех случаях, когда сердечная мышца восстанавливается в довольно большом объеме, эффект оказывается временным: через два месяца новообразованная ткань распадается. Если и удается добиться длительного сохранения мышечных волокон, то лишь в том случае, когда объем восстановленного участка весьма невелик.

Многое в проблеме по регенерации миокарда остается неясным, поэтому возбуждает споры и требует дальнейших исследований и проверки. Но работа в этой области продолжается, и есть уже опыты, когда удается получить длительное восстановление участков сердечных мышц, даже папиллярных или сосочковых.

В ходе этих исследовании было проведено специальное изыскание веществ, стимулирующих регенерацию миокарда, и средств, тормозящих и стимулирующих развитие рубца. При этом выявились весьма интересные и важные данные. Оказалось, например, что, применяя эти средства - каждое отдельно или в определенном сочетании,- удается увеличить время сохранения регенерированных сердечных мышечных волокон и их объем. Эти же средства ускоряют рассасывание некротизированной ткани и заживление мест повреждения, иначе говоря, значительно быстрее ликвидируют последствия инфарктов миокарда и некоторых других заболеваний мышцы сердца (в течение ряда лет такие исследования мы проводили в содружестве с другими институтами). Бесспорно, дальнейшая работа в этом направлении может иметь серьезное значение для лечения инфарктов миокарда, для быстрейшего восстановления работоспособности сердца.

Наконец, нельзя не упомянуть еще об одном направлении исследовании До сих пор многие медики и биологи убеждены в том, что нервные клетки не только у человека, но и у любых животных ни при каких условиях не могут восстанавливаться. А это значит что любая травма спинного или головного мозга обязательно влечет за собой неизлечимые, как правило, нарушения в деятельности организма - это может быть частичная или полная потеря способности двигаться, потеря речи, изменения в психике человека и т. д. Однако за последние годы наука обогатилась принципиально новыми данными на этот счёт.

Оказалось, что удаленные в эксперименте большие участки головного мозга рыб, тритонов, аксолотлей, личинок лягушек при наличии определенных условий полностью восстанавливаются. Удалось добиться (это сделали и американские и советские исследователи) и регенерации нервных проводников поврежденного спинного мозга у крыс, кошек собак. Позже удалось получить известный положительный результат при восстановлении поврежденного спинного мозга у людей. Это открывает новый путь для лечения параличей, вызванных травмой спинного мозга.

Однако надо сразу же оговориться, что эти методы пока еще недостаточно разработаны, их применение встречается с большими трудностями. Нужны еще многочисленные опыты на животных, прежде чем метод можно будет считать отработанным.

В нашей лаборатории поставлены опыты, которые показывают возможность стимулировать деление нервных клеток в головном мозге взрослых крыс, что сопровождается изменениями в работе высшей нервной деятельности, Делаются попытки вызвать подобного рода изменения в условиях патологии - при гипоксии. Гипоксия - это недостаточность кислорода в тканях. Нервные клетки очень чувствительны к недостатку кислорода и при значительной или длительной гипоксии погибают. Наши опыты показали, что при определенных условиях опыта даже в условиях гипоксии можно стимулировать восстановительные процессы в нервной ткани мозга у крыс. Пока применяемые нами методы еще очень несовершенны. Однако мы полагаем, эти первые данные могут послужить началом для новых и весьма важных исследований в биологии и медицине.

Конечно, сегодня можно пока говорить лишь об определенном направлении исследований в области регенерации, о перспективах. Реальной возможности и выращивать у человека ампутированные руки, ноги или хотя бы пальцы пока еще нет. Также рано говорить о регенерации мышцы сердца или нервной ткани головного мозга у человека. Однако все больше данных говорит за то, что проблема восстановления поврежденных или утраченных тканей, конечностей и участков жизненно важных органов у высших животных и человека в принципе разрешима. Над ней работают, над ней надо работать, и это может привести к важнейшим результатам, значение которых трудно переоценить.

Литература

Полежаев Л. В. и др. Стимуляция регенерации мышцы сердца . «Наука», 1965.

Полежаев Л. В. Утрата и восстановление регенерационной способности органов и тканей у животных . «Наука», 1968.

Аксолотль, как было установлено учеными, является личинкой мексиканской амбистомы. Амбистомы (Ambystomatidae), семейство хвостатых амфибий. Амбистома — сухопутное животное, внешне похожая на крупную саламандру, но более скромной расцветки.

У аксолотля есть фантастическая способность отращивать утраченные органы.

Мы, конечно, знаем и других животных, которые могут отращивать новые хвосты или лапы, но всем им до аксолотля очень-очень далеко: он умеет полностью восстанавливать не только конечности, но и глаза, челюсти, сердце. И наконец - это единственное позвоночное, которое может заново отрастить повреждённые фрагменты своего мозга.

Как же это происходит?

Исследователи из Института Броуда (Broad Institute of MIT and Harvard) обнаружили, что частично разрушенный паллиум (часть переднего мозга, которая у человека образует кору больших полушарий) аксолотля способен образовывать все типы нейронов, которые были в нём до повреждения. Это означает, что вновь сформированная ткань мозга амфибии может подавать все те же сигналы, что были в её "арсенале" до ранения. Однако есть и ограничения: аксоны (длинные отростки нейронов), связывающие паллиум с другими частями мозга при регенерации, у аксолотлей образуются достаточно плохо. Работа опубликована в журнале eLife.

Ранее уже было известно, что личинки саламандр — аксолотли — могут отращивать не только утраченные конечности, но и некоторые более экзотические части тела — например, участки мозга. Однако не было понятно, насколько правильно при этом происходит регенерация. Ведь для нервной ткани важно не только число и соотношение различных типов клеток, но и порядок их связей друг с другом. Чтобы его определить, американские нейробиологи использовали методы электрофизиологии, а также красители, меняющие цвет нейронов в зависимости от того, как часто они посылают сигналы определённой интенсивности.

Авторы предполагают, что способность аксолотля регенерировать различные типы нейронов связана с его личиночным состоянием. Саламандры могут жить в форме аксолотля до смерти и при этом способны к размножению (размножение на стадии личинки называется неотения). Тем не менее при выполнении определённых условий (например, при добавлении йода в воду) аксолотль в любом возрасте может превратиться во взрослую саламандру. Это означает, что все клетки его тела постоянно готовы к метаморфозу. Грубо говоря, они по свойствам достаточно близки к стволовым клеткам.

Что касается проблем с восстановлением длинных отростков, исследователи считают, что тут дело не в неспособности новых нейронов образовывать аксоны, а в отсутствии соответствующих сигналов со стороны окружающей нервной ткани. При эмбриональном развитии судьба каждой клетки определяется сигнальными веществами, которые выделяют её соседи — другие развивающиеся клетки. Нейроны мозга взрослого аксолотля таких веществ не образуют, поэтому новопришедшие клетки "не понимают", куда направлять аксоны. Однако если в ткань добавить такие вещества, новые аксоны наверняка удастся отрастить.

Механизм регенерации саламандрами утерянных конечностей не имеет ничего общего с действием стволовых клеток, выяснили ученые.

Магические способности саламандр

Способность этих хвостатых земноводных отращивать себе лапы, легкие, мозг волновала человечество на протяжении тысячелетий -- ее изучали Аристотель, Вольтер, Дарвин.

Когда животное теряет часть тела, клетки поверхностного слоя кожи быстро покрывают рану так называемой эпителиальной крышкой, фибробласты разрывают связи с соединительной тканью и образуют на месте раны бластему, из которой формируется новая конечность. К примеру, на новую лапу уходит всего три недели.

В конце XX века ученые предполагали, что клетки саламандр похожи на стволовые, то есть могут превращаться в любой орган.
Мартин Крагль из немецкого Института Макса Планка выяснил, что это не так. Вместе с американскими коллегами он исследовал, как мексиканская саламандра аксолотль Ambystoma mexicanum отращивает себе конечности и ткани. Крагль воспользовался открытиями сотрудников Калифорнийского университета, которые доказали, что клетки бластемы саламандр подобны клеткам в развивающихся конечностях эмбрионов млекопитающих, которые способны обновлять свои конечности, однако теряют эти навыки перед появлением на свет.

Эксперимент в ультрафиолете

Исходя из идеи, что развитие конечностей из бластемы практически повторяет в кратком виде их естественное развитие у растущих существ, немецкие и американские ученые разделили животных на две группы. Первой ввели протеин GFP, полученный из флюоресцирующей медузы. В ультрафиолете этот протеин подсвечивает клетки зеленым цветом, что позволяет ученым проследить происхождение различных клеток и их предназначение. Во вторую группу вошли как взрослые аксолотли, так и личинки. Им ученые ввели клетки с протеином, взятые у генно-модифицированных особей. Личинкам вещество вкалывали туда, откуда, как знали биологи, должны были вырасти различные ткани и органы, в частности нервная система. Взрослым особям сначала вводили клетки с протеином, а потом отрезали от тела по кусочку.

Несколько недель пронаблюдав за подопечными, биологи выяснили, что клетки ведут себя весьма консервативно -- они вырастают лишь в те органы и ткани, из которых произошли. «Главный вывод исследователей: новые клетки мышц производят лишь старые клетки мышц, новые клетки кожи производят лишь старые клетки кожи, новые нейроны производят только старые нервные клетки», -- пишет издание Science Daily.

Нагляднее всего этот процесс наблюдался у личинок: вколотые в область, откуда должна была вырасти нервная система, подсвеченные зеленым клетки распространялись по растущему аксолотлю в точности по схеме нервной системы.

«По всей вероятности, клетки близ ампутированного органа перепрограммируются, что позволяет им запускать эмбриональные программы формирования тканей без возврата к изначальной полипотенциальной клетке», -- отметили исследователи в статье, опубликованной в престижном журнале Nature.

Другими словами, клетки саламандр ведут себя принципиально иным образом, нежели стволовые. Если последние способны получать специализацию и развиваться в практически любые органы, то в клетках саламандр заложен механизм четкой преемственности.

От саламандры к супермену

Преимущество клеток саламандр в том, что для начала процесса регенерации им не нужно доходить до эмбрионального состояния -- они отлично работают будучи взрослыми. Раскрыв тайну «активных клеток», врачи смогут выращивать человеку оторванную руку или ногу по примеру саламандры.

«Однажды мы сможет регенерировать ткани людей», -- верит один из авторов исследования Малькольм Меден. Надежды американских ученых во многом объясняются личностью заказчиков исследования: его проспонсировал департамент обороны США, представители которого хотят помочь перенесшим ампутацию ветеранам Ирака и Афганистана.

В некоторых источниках даже пишут, что Аксолотли могут буквально собирать себя по частям - присоединяя к себе освободившиеся части других сородичей - включая головы.

Грубо говоря, если взять куски аксолотлей, сложить вместе и перемешать, то вполне возможно (утверждать наверняка не берёмся), что этот винегрет вскоре срастётся в нечто единое, поднимется на лапы и отправится по своим аксолотским делам.

Благодаря своим уникальным способностям, эти животные водятся теперь не только в Мексике - их можно найти в научных лабораториях по всему миру, где учёные беспрестанно режут их на кусочки и потом опять складывают, как мозаику, надеясь разгадать этот фокус-покус.