Группа исследователей из Университета штата Аризона и Департамента дикой природы и рыболовства Луизианы обнаружила, что молодые аллигаторы способны отращивать хвосты до трех четвертей фута – около 18% от общей длины их тела. Они предполагают, что отращивание хвоста дает аллигаторам функциональное преимущество в их темной водной среде обитания.
Команда объединила передовые методы визуализации с продемонстрированными методами изучения анатомии и организации тканей, чтобы изучить структуру этих отросших хвостов. Они обнаружили, что эти новые хвосты представляют собой сложные структуры с центральным скелетом, состоящим из хряща, окруженного соединительной тканью, которая переплетена с кровеносными сосудами и нервами. Их выводы опубликованы в журнале Scientific Reports.
«Что делает аллигатора интересным, помимо его размера, так это то, что отросший хвост демонстрирует признаки регенерации и заживления ран в пределах одной и той же структуры», – сказала Синди Сюй, недавний выпускник программы молекулярной и клеточной биологии Школы наук о жизни АГУ. и ведущий автор статьи.
«Восстановление хряща, кровеносных сосудов, нервов и чешуек соответствовало предыдущим исследованиям регенерации хвоста ящерицы, проведенным в нашей и других лабораториях», – сказала она. «Однако мы были удивлены, обнаружив шрамоподобную соединительную ткань вместо скелетных мышц в отросшем хвосте аллигатора. Будущие сравнительные исследования будут важны для понимания того, почему регенерационная способность различна у разных групп рептилий и животных."
«Спектр регенеративных способностей у разных видов поражает, очевидно, что создание новых мышц связано с высокими затратами», – сказала Джин Уилсон-Роулз, соавтор и доцент Школы наук о жизни АГУ.
Аллигаторы, ящерицы и люди принадлежат к группе животных с позвоночником, называемых амниотами.
В дополнение к предыдущим исследованиям способности ящериц отращивать хвосты, открытие таких больших и сложных новых хвостов у аллигаторов дает значительную новую информацию о регенеративных процессах в более крупной классификации животных – амниотах.
Это также приводит к новым вопросам об истории этих возможностей и возможностях на будущее.
«Предки аллигаторов, динозавров и птиц отделились около 250 миллионов лет назад», – сказал соавтор исследования Кенро Кусуми, профессор и директор Школы наук о жизни АГУ и заместитель декана Колледжа свободных искусств и наук.
"Наше открытие о том, что аллигаторы сохранили клеточный механизм для восстановления сложных хвостов, в то время как птицы потеряли эту способность, поднимает вопрос о том, когда во время эволюции эта способность была потеряна. Существуют ли окаменелости динозавров, происхождение которых привело к современным птицам, с отросшими хвостами??
Мы не нашли никаких доказательств этого в опубликованной литературе."
Исследователи надеются, что их результаты помогут открыть новые терапевтические подходы к восстановлению травм и лечению таких заболеваний, как артрит.
«Если мы поймем, как разные животные способны восстанавливать и регенерировать ткани, эти знания затем могут быть использованы для разработки медицинских методов лечения», – сказала Ребекка Фишер, соавтор и профессор Медицинского колледжа Университета Аризоны в Фениксе и Школы медицины ASU. Науки о жизни.
В исследовательскую группу входили Кусуми, Сюй, Уилсон-Ролз и Алан Ролз из Школы естественных наук Университета штата Калифорния; Рут Элси из Департамента дикой природы и рыболовства Луизианы; и Фишер из Медицинского колледжа Университета Аризоны в Фениксе. Это исследование финансировалось при поддержке Колледжа свободных искусств и наук АГУ.
Школа естественных наук АГУ является академическим подразделением Колледжа свободных искусств и наук.