Регенерация у ленточных червей

Обновлено: 27.03.2024

Вопрос: 15 / 20 Выберите 3 верных выражения из 6-ти: 3) К пресмыкающимся относят: ящериц, змей, тритонов, крокодилов и черепах 5) Позвоночник рептилий … состоит из 5 отделов: шейный, грудной, поясничный крестцовый и хвостовой 1) Пресмыкающиеся -первые настоящие наземные позвоночные животные 2) Пресмыкающиеся могут обламывать свой хвост и вновь его восстанавливать 6) К крестцовым позвонкам у ящериц причленен пояс передних конечностей 4) Класс пресмыкающихся включает 4 отряда: змеи, ящерицы, крокодилы и черепахи

1.Сравните признаки растений и животных? Что у них общего и чем они различаются? 2. Какие животные относятся к подцарству одноклеточные? Назови их об … щие признаки. Помогите пожалуйста только кратко если не сложно!)

2 вариант 1. Как называется самый простой увеличительный прибор для изучения растений? а) микроскоп б) лупа в) очки г) монокль 2. Для какой группы рас … тений половое размножение невозможно без воды? а) цветковых б) споровых в) хвойных г) семенных 3. Плод мотыльковых растений: фасоли, гороха называют а) стручок б) семянка в) боб г) ягодой 4. У двудольных растений, в отличие от однодольных а) тело составляют органы и ткани б) оплодотворение происходит при наличии воды в) в семени формируется зародыш г) в семени две семядоли 5. Водный ток в растении идет в восходящем направлении по а) межклетным пространствам б) ситовидным трубкам в) сосудам г) камбию 6. Какое растение имеет стержневую корневую систему? а) осока б) гладиолус в) пшеница г) крапива 7. Какую функцию в клетках растения выполняет вакуоль? а) фотосинтез б) запас питательных веществ в) дыхание г) несет наследственную информацию 8. Какая жизненная форма отсутствует у голосеменных растений? а) дерево б) кустарники в) лианы г) травы 9. По каким клеткам стебля идет нисходящий ток? а) по камбию б) по ситовидным трубкам в) по лубяным волокнам г) по сосудам и трахеям 10. Чем растительная клетка отличается от животной клетки? а) наличием ядра б) наличием хлоропластов в) наличием цитоплазмы г) наличием митохондрий 11. Большинство культурных растений – представители высших растений из отдела: а) голосеменных б) папоротникообразных в) мохообразных г) цветковых (покрытосеменных) 12. Видоизмененный побег - это а) корневище б) корень в) корнеплод г) корнеклубень 13.Установите соответствие между растением и типом подземного побега. 14.Какие из перечисленных органов растений являются видоизменёнными побегами? Выберите ТРИ органа растений из шести. 1) клубенёк гороха 2) корнеплод моркови 3) кочан капусты 4) клубень картофеля 5) луковица тюльпана 6) микориза берёзы 15.Верны ли следующие суждения о процессах жизнедеятельности растений? а) при дыхании растениями поглощается кислород б) органические вещества при дыхании окисляются с выделением энергии 1) верно только А 2) верно только Б 3) верны оба суждения 4) оба суждения неверны 16.Известно, что шиповник майский является листопадным кустарником, нетребовательным к почве. Используя эти сведения, выберите из приведенного ниже списка ТРИ утверждения. а) шиповник имеет несколько стволиков, отходящих от общего основания, все они покрыты острыми шипами, которые защищают растение от поедания травоядными животными б) может произрастать на скалистых и глинистых обрывах в) дикорастущие шиповники морозоустойчивы и засухоустойчивы г) листья шиповника с 5-7 листовыми пластинками, осенью желтеют и опадают д) корневая система проникает на глубину до 5 м е) шиповник является предком всех культурных сортов роз.

Schmidtea mediterranea — один из видов плоских червей планарий, ставших объектом интереснейших исследований по механизмам регенерации. Фото с сайта rna-seqblog.com

Исследование стволовых клеток плоского червя планарии позволило ученым из MIT доказать, что некоторые клетки взрослого червя, так называемые необласты, сохраняют плюрипотентность. Иными словами, они способны давать генерации любых типов клеток, а не только клеток определенного типа ткани. У всех остальных групп животных плюрипотентными бывают только клетки ранних зародышевых стадий, но никак не взрослых организмов. Экспериментально было показано, что животное может полностью регенерировать, имея лишь одну живую стволовую клетку. Кроме того, продолжается расшифровка генетических каскадов, определяющих передне-заднюю полярность тела планарии. По всей видимости, эти регуляторные каскады являются одними из самых базовых механизмов формирования тела многоклеточных животных.

Регенерация — восстановление утерянных или поврежденных тканей — одна из важнейших функций тканей многоклеточных организмов, будь то беспозвоночное животное или человек. Естественно, для людей гораздо важнее уяснить, как происходит регенерация в тканях человека — ведь это путь к быстрому заживлению ран или даже реконструированию утраченных участков тех или иных тканей или органов. Однако до массового практического использования этих важнейших в медицинском отношении сведений еще далеко. Пока же ученые пытаются выстроить механизм — генетический и физиологический — регенерации тканей. И наилучшим образом здесь подходят простейшие модельные организмы, такие как плоские черви планарии. Давно известна их поистине фантастическая способность к восстановлению тела даже из небольшого оставшегося кусочка (здесь можно посмотреть превосходные картинки по регенерации планарий).

Итак, необласты. В теле планарии имеется около 30 различных типов клеток, составляющие энто- экто- и мезодерму; необласты — лишь один из них.

Анатомическое строение планарии. Рисунок с сайта www.geochembio.com

Необласты распределены более или менее равномерно по всему телу, несколько больше их сконцентрировано в переднем конце тела впереди глотки. Перед исследователями стоял вопрос: являются ли необласты плюрипотентными или мультипотентными. Первое означает способность генерировать любые типы клеток, второе — только клетки того или иного органа или ткани. Так, клетки бластулы являются плюрипотентными — из них формируется весь организм со всеми своими специализированными клетками; а клетки, например, костного мозга — мультипотентными. Из них формируются все различные клетки крови, но не других тканей. Если необласты — это пример плюрипотентных клеток, функционирующих на протяжении всей жизни взрослого животного, то планария превращается в объект первостепенной важности для изучения всех вопросов, связанных со стволовыми клетками, — своего рода муха дрозофила или E. coli для науки о стволовых клетках. Если же необласты — это мультипотентные клетки, то планария — всего лишь один из удобных, но весьма многочисленных объектов для исследования биологии развития. Ученым удалось доказать, что необласты — это всё же плюрипотентные клетки, сохраняющие способность к любой дифференциации на протяжении взрослой жизни.

Кластеры необластов на седьмой день после облучения. Маркированы синим продукты экспрессии smedwi-1. Фото из обсуждаемой статьи Clonogenic Neoblasts Are Pluripotent Adult Stem Cells That Underlie Planarian Regeneration в Science

Ученые проследили и дальнейшую судьбу колоний необластов. Они в результате дали предшественников различных типов клеток, в частности нейронов и клеток кишечника. Это было доказано демонстрацией экспрессии генов, специфических для этих типов клеток. Это означает, что необласты способны специализироваться в любом направлении — и в клетки кишечника, и в нервные клетки. Трех необластов, например, всегда достаточно, чтобы восстановить головной отдел червя, восстанавливаются даже глаза-фоторецепторы на головном конце.

Был проделан также исключительно изящный эксперимент по оживлению облученного червя с помощью трансплантации в отмирающую ткань одного единственного необласта. Планарию облучили смертельной дозой в 6000 рад, после чего погибли все необласты и началась дегенерация тканей. Дегенерация тканей у планарий происходит от головного конца к хвостовому, именно это и наблюдали исследователи в эксперименте после облучения. Через 6 недель после облучения погибают все без исключения планарии. Но если облученному червю пересадить один (один!) необласт, то и через 7 недель он не погибнет. И более того, ткани у него начнут регенерацию. Через 8 недель регенерация закончится: планария выжила, сформировались глотка, глаза. Какие клетки послужили источником обновления? Это можно проверить: исследователи протестировали некоторые гены донора трансплантированного необласта и аналогичные гены у счастливо спасенной планарии. Эти гены оказались одинаковыми. Это означает, что единственный пересаженный необласт дал начало всем клеткам выжившего червя. Ученые получили живой клон. Этот клон мог размножаться бесполым путем. Таким образом, эксперимент по трансплантации служит превосходным доказательством плюрипотентности необластов.

Упрощенная схема работы wnt1-каскада при регенерации головы и хвоста; одна из главных ролей отдана гену notum: он останавливает работу wnt1. Схема из обсуждаемой статьи Polarized notum Activation at Wounds Inhibits Wnt Function to Promote Planarian Head Regeneration в Science

Теперь, положим, червь имеет здоровые необласты, может легко восстановить утраченные части тела (или даже полностью обновить мертвые ткани), но как клетки узнают, в каком направлении им специализироваться? Естественно, существует множество механизмов, действующих здесь и сейчас, обусловленных непосредственным биохимическим окружением формирующейся клетки. Но это лишь общий принцип, конкретика остается чаще всего неизвестной. Для планарии удалось показать, как клетки узнают, где передний, а где задний отдел. Иными словами, ученые выяснили, какие биохимические команды указывают клеткам, специализироваться им в передний или в задний отдел тела, отращивать голову или хвост. В процессе регенерации тканей включается совершенно определенный генно-регуляторный каскад, запускаемый экспрессией гена wnt1. Он через посредничество специфических поверхностных белков регулирует количество бета-катенина, контролирующего экспрессию ядерных генов. Экспрессия wnt1 отслежена по краям разрезов, будь они в переднем или заднем конце животного, обращены вперед или назад.

Однако ген notum экспрессируется только с того края надреза (раны), который направлен вперед, к головному концу. Аналог гена notum известен у дрозофилы; у мух он играет важную роль в эмбриональном развитии, подавляя экспрессию wnt, у млекопитающих этот ген работает, контролируя процесс роста. У планарии, как выяснилось, notum также разрушает поверхностные белки, с которыми связывается wnt1, и таким способом ингибирует его работу. В результате там, где экспрессируется notum, формируется голова с глазами-фоторецепторами, а там, где он не экспрессируется, вырастает хвост. Так что notum каким-то образом — напрямую или косвенно — связан с определением передне-задней полярности тела.

Планарии, регенерировавшие в условиях обработки разными ингибиторами. Фото из обсуждаемой статьи Polarized notum Activation at Wounds Inhibits Wnt Function to Promote Planarian Head Regeneration в Science

Планарии, регенерировавшие в условиях обработки разными ингибиторами: слева — схема планарии с местом ампутации переднего конца; на левой фотографии — ингибирование wnt1: планария отрастила вторую голову с двумя фоторецепторами; в центре — ингибирование notum: планария отрастила второй хвост; на правой фотографии — ингибирование бета-катенина и notum: животное отрастило вторую голову. Фото из обсуждаемой статьи Polarized notum Activation at Wounds Inhibits Wnt Function to Promote Planarian Head Regeneration в Science

Вот превосходные эксперименты, в которых ученые манипулировали работой notum. В данном случае использовалось ингибирование при помощи РНК-интерференции. Если подавить экспрессию wnt1, то у животного не вырастет хвост, а вместо этого появится лишняя голова (левая фотография). Если подавить экспрессию notum, то примерно у половины животных вместо головы вырастет хвост (средняя фотография), а у второй половины отрастет дефектная голова с одним фоторецептором вместо двух, и в этом дефектном переднем отделе появятся характерные для хвостового отдела биохимические маркеры и морфологические черты. Участие в рабочей схеме бета-катенина подтверждается двойным ингибированием бета-катенина и notum. В этом случае регенерация идет так, как если бы ингибировали только бета-катенин: отрастает голова с фоторецепторами (самая правая фотография).

Нужно отметить, что определение передне-задней полярности тела даже у таких простых животных, как планарии, осуществляется гораздо более сложной и запутанной системой каскадных регуляций, чем обратная связь через notum. Так, вырастить планарию с двумя головами или двумя хвостами можно с помощью ингибирования и другого гена — Smed-prep. Так что и этот ген вместе со всем своим каскадом подключен к совместному решению, где хвост, а где голова.

Работа гена Smed-prep подавлялась с помощью РНК-интерференции. В результате после ампутации переднего отдела у планарии отрастал дефектный передний отдел с одним глазом (A) или второй хвост (В). Фото из статьи Daniel A. Felix, A. Aziz Aboobaker, 2010

Работа гена Smed-prep подавлялась с помощью РНК-интерференции. В результате после ампутации переднего отдела у планарии отрастал дефектный передний отдел с одним глазом (A) или второй хвост (В). Фото из статьи Daniel A. Felix, A. Aziz Aboobaker, 2010

Биохимическая схема определения передне-задней полярности тела животных, по всей видимости, достаточно единообразна для многоклеточных животных. Ученые продемонстрировали ее работу у плоского червя, подчеркнув высокое сходство с мухами и млекопитающими. Но биохимические механизмы регенерации, так же как и цитологические механизмы, гораздо эффективнее изучать на плоских червях, чем на млекопитающих. Поэтому у белой планарии, по-видимому, большое научное будущее: она станет превосходным модельным объектом для исследования базовых принципов восстановления клеток и тканей у многоклеточных.

Источники:
1) Daniel E. Wagner, Irving E. Wang, Peter W. Reddien. Clonogenic Neoblasts Are Pluripotent Adult Stem Cells That Underlie Planarian Regeneration // Science. 2011. V. 332. P. 811–816. Doi: 10.1126/science.1203983.
2) Christian P. Petersen, Peter W. Reddien. Polarized notum Activation at Wounds Inhibits Wnt Function to Promote Planarian Head Regeneration // Science. 2011. V. 332. P. 852–855. Doi: 10.1126/science.1202143.

Регенерация ампутированных частей тела встречается относительно редко, но существует во всем животном мире


Ленточный червь (Tubulanus sexlineatus) вновь отрастил голову, - она видна как более светлый пигментированный участок слева.
© Terra C. Hiebert

Международная группа исследователей обнаружилf, что как минимум четыре вида морских ленточных червей независимо развили способность отращивать голову после ампутации.

Регенерация ампутированных частей тела встречается редко, но существует во всем животном мире — от саламандр, пауков и морских звезд, которые могут вырастить придатки до ленточного червя, который может регенерировать себя из небольшого кусочка ткани. Но регенеративные способности, как широко предполагалось, были древней чертой, которую некоторым видам удалось сохранить, в то время как большинство других утратило ее в течении эволюции.

Новое исследование, которое было опубликовано 6 марта 2019 года, переворачивает это предположение с ног на голову. В ходе исследования 35 видов морских ленточных червей биологи обнаружили, что способность восстанавливать целую голову, включая мозг, относительно недавно развилась у четырех различных видов.

Все животные имеют некоторую степень регенеративной способности. Даже у людей заново восстанавливается поврежденная кожа поверх раны. Тем не менее, линии животных, которые расходились очень рано в эволюционной истории — такие как губки, гидроидные полипы и гребневики — часто способны вырастить целых особей даже из маленьких ампутированных частей. Поскольку животные развивались с большей сложностью, регенеративные способности стали менее существенными и распространенными.

Оценка того, где и когда произошли изменения регенеративных способностей на древе жизни, имеет основополагающее значение для понимания того, как происходит регенерация и какие факторы влияют на эту черту.

До настоящего времени научное понимание эволюции регенерации основывалось исключительно на исследованиях животных, которые утратили регенеративные способности. Это потому, что все известные улучшения регенеративных способностей произошли слишком далеко в прошлом для сравнительных исследований.

Новое исследование представляет четкую документацию о животных, приобретающих регенеративные способности, и может пролить свет на характеристики, необходимые для развития этой черты.

Чтобы провести исследование, биологи собирали ленточных червей вдоль берегов США, Аргентины, Испании и Новой Зеландии с 2012 по 2014 год. Они провели эксперименты по регенерации 22 видов, разделив их пополам и наблюдая за их способностью к регенерации. Они также получили информацию о 13 других видах морских ленточных червей из предыдущих исследований.

Все виды были в состоянии восстановить свою заднюю часть. Только восемь видов смогли вырастить свои головы и восстановить целую особь только из задней части тела. Четыре из них были известны из предыдущих исследований и четыре были новыми.

Более удивительным, чем количество ленточных червей, способных вырастить головы, было то, что большинство из них не могли этого сделать. Исследования, проведенные в 1930-х годах над ленточным червем Lineus sanguineus, показали, что он является чемпионом в области регенерации животных, способным успешно вырастить все тело и голову от эквивалента всего лишь двухсот тысячных долей особи. (Для сравнения — человек весом 70 кг регенерировал бы с 0,3 грамма ткани).

Естественное предположение состояло в том, что это была древняя черта, переданная от общего предка, и что некоторые ленточные черви начали терять ее по мере расхождения видов. Тем не менее, с их обзором 35 видов, исследователи реконструировали эволюционный паттерн регенерации по всему типу и обнаружили, что это была недавно развитая способность, даже среди супер-регенераторов, таких как Lineus sanguineus.

С точки зрения эволюции, это совсем недавняя история, учитывая, что регенеративные способности, как считается, впервые развились до кембрийского периода более 500 миллионов лет назад.

Eduardo E. Zattara et al, A phylum-wide survey reveals multiple independent gains of head regeneration in Nemertea, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2019). DOI: 10.1098/rspb.2018.2524

Плоские черви, известные невероятной способностью к регенерации утраченных частей тела, обитают в тёмных водных средах, защищённых от прямого солнечного света. По этой причине им не нужны глаза как, например, у людей. Природа одарила их двумя примитивными безлинзовыми глазами, расположенными на головах. Эти органы и помогают им определять интенсивность света.
Однако, как оказалось, они очень чувствительны к свету и избегают его даже будучи обезглавленными. Исследователи предполагают, что у червей есть ещё один способ, помогающий им реагировать на свет без участия глаз.
Исследователю Акашу Гульяни (Akash Gulyani) и его коллегам из Института биологии стволовых клеток и регенеративной медицины в Бангалоре (Индия) было любопытно узнать побольше о зрении этих червей. Они изучили вид Schmidtea mediterranea и выяснили, что их два элементарных глаза помогают существам уклоняться от видимого света.
Вывод, сделанный учёными, был довольно неожиданным: оказалось, вид S. mediterranea обладает в некотором роде цветоощущением (способность различать цвет видимых объектов). И хотя в примитивных глазах плоских червей отсутствуют нужные для этого фоторецепторы, учёные выяснили, что животные активнее уклонялись от синего света, чем от красного.
Исследователи предположили, что такие черви не различают сами цвета, а улавливают разницу между ними, сравнивая количество света, которое было поглощено их примитивными глазами.

Новые вопросы в Биология

1 В организме энергия выделяется в результате А)размножения Б)движения В)обновления клеток Г)расщепления сложных веществ 2.Всасывание воды с растворён … ными минеральными веществами осуществляется в зоне А)деления Б)роста В)всасывания Г)проведения 3.При недостатке фосфора у картофеля А)желтеет край листа Б)бледнеют листья В)появляются бурые пятна Г)увеличивается урожай 4.Необходимым условием для протекания процесса фотосинтеза является: А)хлорофилл и солнечный свет Б)органические вещества и кислород В)вода и углекислый газ Г)А+В 5.Бактерии, получающие органические вещества из отмерших остатков организмов, это- А)автотрофы Б)сапротрофы В)паразиты Г)симбионты 6.Рыбы, личинки земноводных дышат А)всей поверхностью тела Б)жабрами В)трахеями Г)легкими 7.Движение органических веществ в растении осуществляется по А)сердцевине Б)древесине В)коре Г)пробке 8.Транспорт кислорода в организме позвоночных животных обеспечивают А)эритроциты Б)лейкоциты В)тромбоциты Г)плазма 9.Сердце птиц имеет А)1 камеру Б)2 камеры В)3 камеры Г)4 камеры 10.Выделения у млекопитающих осуществляется с помощью А)почек Б)нефридий В)мальпигиевых сосудов Г) всей поверхности тела II.Соотнесите А) Названия животных с типом их питания 1.Растиельноядные 2.Плотоядные 3.Всеядные А)окунь Б)бурый медведь В)шмель Г)волк Б)Названия удобрений и группу к которой они относятся 1.Минеральные 2. Органические А)Торф Б)Навоз В)Калийные Г)Фосфорные III.Закончите предложение 1.Длинные трубки, представляющие собой мертвые клетки растений, поперечные перегородки между которыми растворились, называются ……. 2.Оганизмы использующие в процессе питания готовые органические вещества - …… 3. Специальные образования в кожице листьев и стеблей растений, через которые осуществляется газообмен - ….

Запишіть свої приклади правильного і неправильного тверджень про живі організми.Будь ласка допоможіть

Які риси притаманні хвощам? Виберіть одну відповідь: це вічнозелені однорічні рослини це однорічні трав’янисті рослини це виключно багаторічні трав’ян … исті рослини

Пж поможіть к .р. підпишусьУкажіть правильне твердження1) перевагою насіннєвого розмноження порівняно із розмноженням спорами є листкиособливої форми2 … ) перевагою насіннєвого розмноження порівняно із розмноженням спорами є насінина ізсформованим зародком3) перевагою насіннєвого розмноження порівняно із розмноженням спорами є поява шишок​

Пж прошу До покритонасінних рослин відносяться рослини:Очерешня, щитник чоловічий, соснаО гінкго, груша, ялинаОпшениця, вишня, березамодрина, яблуня, … дуб​ на того хто ответит подпишусь

Кто получил Нобелевскую премию мира за благотворительную деятельность, связанную с заботой о бедных, больных и умирающих людях: Выберите один ответ: В … . Гюго; Г. Сенкевич Л.Н. Толстой Мать Тереза;

Читайте также: