Ученые выяснили биохимический процесс, который позволяет червям, заботящимся о дерне, отращивать острые зубы, используя очень простые материалы.
Glycera dibranchiata - именно то существо, которое вы не хотели бы найти на дне своего пляжного ведра. Их называют кровавыми червями за полупрозрачную кожу. Эти длинные и ядовитые черви обитают на обоих побережьях Северной Америки, имеют четыре острых клыка и несколько сварливый нрав: Зарываясь в песок, они нападают на все, что чувствуют поблизости.
"Они очень защищают свою территорию", - говорит Герберт Уэйт, профессор Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, изучающий этих существ. "Я думаю, что они в основном интроверты".
Когда черви недовольны, они выпускают хоботок необычной конструкции, чтобы схватить свою добычу.
"Вы можете представить, если бы ваша голова была воздушным шариком, обычно он всасывается внутрь вашего тела. Затем, когда вы хотите поесть, вы надуваете его, кусаете, а потом втягиваете обратно", - говорит Уильям Уондерли, химик из Санта-Барбары, который вместе с доктором Уэйтом изучал этих существ. Это очень напоминает мне пришельцев из фильма "Чужой", где у них есть маленький рот, который они открывают и закрывают".
У червей есть еще одна особенность, менее очевидная, но столь же странная. Их клыки, которые вырастают из специализированных клеток на коже, дьявольски твердые и состоят всего из трех компонентов, включая меланин. Меланин является одним из пигментов, определяющих цвет кожи и волос человека, но кровяные черви каким-то образом превращают его в прочный материал с добавлением меди, которая составляет около 10 процентов клыков по весу. Но как червям удается осуществить это химическое превращение, раньше оставалось загадкой.
В статье, опубликованной в понедельник в журнале Matter, доктор Уондерли, доктор Уэйт и их коллеги показали, что существа делают это, полагаясь на третий ингредиент клыков - обманчиво простой белок с множеством талантов. Находка раскрывает биохимический секрет этого необычного существа и подчеркивает, как природа находит удивительно простые способы создания сложных анатомических особенностей.
По словам доктора Уондерли, клыки червя вырастают из множества клеток, которые работают как воронки, хранящие материалы для их сборки. Команда исследовала белки, используемые в этих клетках, и определила один из них, названный многозадачным белком, как основной компонент конечного продукта. Этот белок, как сообщается в новой статье, состоит в основном всего из двух аминокислот - небольшое количество, но он играет решающую роль в сборке клыка.
Ученые обнаружили, что белок катализирует реакцию образования меланина и привлекает ионы меди. Затем он соединяет меланин в полимеры, собирает себя и меланин в структуру и использует медь, чтобы соединить все вместе. По сути, многозадачный белок, похоже, направляет меланин в сторону от его склонности к формированию в шарики, которые можно увидеть микроскопически в волосах и коже человека, сказал доктор Вандерли. Это позволяет ему стать чем-то совершенно иным: частью смертоносной машины для убийства, которая прячется в песке.
Не все загадки кровяного червя раскрыты: Мало что понятно о том, как организм впервые развил эту систему и как медь обрабатывается в теле червя.
"Огромный вопрос - как медь концентрируется в челюстях", - сказал доктор Вандерли. "Чтобы понять это, вам нужны детеныши червей. Но поскольку у них сложный нерестовый цикл, их трудно вырастить в лаборатории".
Команда надеется узнать больше о том, как черви собирают этот необычный полимер, проследив, как производится меланин и как червь строит его из предшественников в своем теле.
"Есть так много вещей, которые природа придумала, как делать очень эффективным и умным способом", - сказал доктор Уэйт. "Для того чтобы это раскрыть, нужны фундаментальная наука и детское любопытство".