Найти в Дзене
уральская горка

Кристаллический кальцит из... внутреннего уха.

Отолиты. Фото, полученное в 2013 г. со сканирующего электронного микроскопа.
Прекрасно виден набор граней, очень характерный для голов кристаллов кальцита.
Автор: Susumu Nishinaga
Отолиты. Фото, полученное в 2013 г. со сканирующего электронного микроскопа. Прекрасно виден набор граней, очень характерный для голов кристаллов кальцита. Автор: Susumu Nishinaga
Сравните: один из габитусов кристаллов кальцита, образовавшегося вне живых организмов.
Сравните: один из габитусов кристаллов кальцита, образовавшегося вне живых организмов.

На фотографиях с просторов всемирной сети мы можем рассмотреть изображения кристаллических отолитов, не случайно напоминающих хорошо сформированные двухголовые кристаллики кальцита. В действительности, размеры этих кристаллов (у млекопитающих) не превышают 10 мкм в длину и 1—3 мкм в ширину. Итак, отолиты представляют собой кальцинированные камешки - кристаллы CaCO3, которые находятся во внутреннем ухе (у высших позвоночных). Конечно, с добавлением органических соединений. Отолиты могут быть продуктом секреторной деятельности клеток (человек) или заносятся извне — например, у рака отолитами служат песчинки.

Сотрудники Института биологии развития в Тюбингене (Германия) изучают отолиты распространенной аквариумной рыбки – данио. Ушные камешки этой рыбки состоят из кристалликов карбоната кальция, скрепленных специальным белком. Генетики обнаружили ген этого белка. Благодаря ему отолиты становятся округлыми как морские голыши. Если затормозить активность данного гена, отолиты становятся звездообразными. Если же ген отключить совсем, камешек выглядит как скопление грубых кристаллов неопределенной формы.
Сотрудники Института биологии развития в Тюбингене (Германия) изучают отолиты распространенной аквариумной рыбки – данио. Ушные камешки этой рыбки состоят из кристалликов карбоната кальция, скрепленных специальным белком. Генетики обнаружили ген этого белка. Благодаря ему отолиты становятся округлыми как морские голыши. Если затормозить активность данного гена, отолиты становятся звездообразными. Если же ген отключить совсем, камешек выглядит как скопление грубых кристаллов неопределенной формы.
Фото кристалликов-отолитов, полученное со сканирующего электронного микроскопа. 
Источник: https://tr.toluna.com/polls/8429410/Gli-otoliti-sono...
Фото кристалликов-отолитов, полученное со сканирующего электронного микроскопа. Источник: https://tr.toluna.com/polls/8429410/Gli-otoliti-sono...

Термин "отолиты" пришел из греческого языка: (οὖς, (род. п. ωτος) — «ухо» и λἰθος — «камень») - дословно, "ушные камни". Ещё одно название этих образований - "статолиты" (от греч. στατός — «неподвижный»). В интернет-ресурсах часто эти названия употребляются в качестве синонимов, хотя исследователи - палеонтологи и биологи предлагают различать эти два понятия. Ещё одно близкое слово "отоконии". Ими называют мелкие отложения известковых солей, заменяющие собой крупные отолиты или слуховые камешки в органе слуха, или отоцисте, у моллюсков и др.

-5
Схема строения macula (по Клара): 1 — отолиты;
2 — желатинообразная масса;
3 — волоски;
4 — чувствительные клетки;
5 — опорные клетки;
6 — миелиновые нервные волокна.
Схема строения macula (по Клара): 1 — отолиты; 2 — желатинообразная масса; 3 — волоски; 4 — чувствительные клетки; 5 — опорные клетки; 6 — миелиновые нервные волокна.
-7

Отолиты играют огромную роль в работе вестибулярного аппарата многих беспозвоночных и всех позвоночных. Так, смещение отолитов при изменении положения тела и влиянии ускорений вызывает механическое раздражение подлежащих волосковых рецепторных клеток и появление соответствующих нервных импульсов, поступающих в мозг.

Отолитовый аппарат занимает область так называемых слуховых пятен внутри перепончатых мешочков преддверия (maculae utriculi et sacculi) и представлен чувствительными волосковыми клетками, между которыми располагаются опорные клетки. Протоплазматические отростки последних, как и волоски нервных клеток, погружены в желатинообразную субстанцию — отолитовую мембрану, покрывающую клеточные образования. В верхнюю часть мембраны вкраплены кристаллы бикарбоната кальция, что увеличивает ее удельный вес по сравнению с удельным весом окружающей эндолимфы более чем в два раза. В этой разнице веса заключается физический принцип нормального функционирования рецепторов.

Отолиты тихоокеанской трески Gadus macrocephalus
Отолиты тихоокеанской трески Gadus macrocephalus
Отолиты рыб и статолит (внизу справа).  
Фото из публикации Hart et al. 2009 Microfaunal analysis of the Wattonensis Beds (Upper Bathonian) of South Dorset
Отолиты рыб и статолит (внизу справа). Фото из публикации Hart et al. 2009 Microfaunal analysis of the Wattonensis Beds (Upper Bathonian) of South Dorset

"Значительных размеров (относительно человеческих) отолиты достигают(-али) у некоторых рыб, в том числе, у ископаемых. Ископаемые отолитыморской фауны встречаются не очень часто, но регулярно и практически во всех юрских слоях (см. литературу - ист. 1). Но, как недавно выяснилось, далеко не все похожие на отолиты образования в нашей юре принадлежали именно рыбам.

Рассматривая отолиты, попадающиеся в келловейских глинах, я заметил, что они очень четко разделяются на две группы - проще говоря есть образцы "с носиком" и "без носика". Поиск в литературе дал неожиданный результат — оказалось, что "отолиты с носиком" и не отолиты вовсе, а статолиты - "ушные камешки" головоногих моллюсков-колеоидей.

Палеонтологическая находка:  Кальмар со статолитами с фотографии Кальмар и рыба-сабля Anenchelum angustum
Палеонтологическая находка: Кальмар со статолитами с фотографии Кальмар и рыба-сабля Anenchelum angustum

Статолиты у головоногих моллюсков выполняют ту же самую функцию, что и отолиты у рыб. Это замечательный пример конвергенции. Статолиты располагаются в специальных полостях внутри хрящевого черепа колеоидей и, соприкасаясь с выложенными специальной тканью стенками этих полостей (которые называются статоцисты), помогают мозгу моллюска определять положение тела в пространстве. Чем более подвижными и маневренными становятся головоногие, тем более сложную форму имеют их статолиты".

ЭТО ИНТЕРЕСНО:
Действие отолитов наглядно показано в опытах с речным раком. При линьке животному заменяли песчинки железными опилками и помещали над ним магнит, который притягивал опилки кверху. Рак принимал верх за низ, переворачивался и плавал брюшком вверх.

Сотрудники Института биологии развития в Тюбингене (Германия) изучают отолиты распространенной аквариумной рыбки – данио. Ушные камешки этой рыбки состоят из кристалликов карбоната кальция, скрепленных специальным белком. Генетики обнаружили ген этого белка. Благодаря ему отолиты становятся округлыми как морские голыши. Если затормозить активность данного гена, отолиты становятся звездообразными. Если же ген отключить совсем, камешек выглядит как скопление грубых кристаллов неопределенной формы (рис. 2).

_______________________
Литература:
1.
https://www.ammonit.ru/text/1638.htm - "Келловейские статолиты из Михайлова"
2.
https://www.ammonit.ru/foto/42089.htm - "Кальмар и рыба-сабля Anenchelum angustum"
3.
https://pixels.com/featured/9-balancing-stone-from-in..
4.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Отолиты
5.
https://www.lesvertiges.com/en/inner-ear/vestibular-s.. - "FUNCTIONAL ANATOMY OF THE INNER EAR"
6.
http://www.medical-enc.ru/m/14/otolitovyj-apparat.shtml - "Отолитовый аппарат"

#геология #минералогия #химия #кальцит #карбонаты #анатомия #ЛОР#палеонтология #биология

Наука
7 млн интересуются