Спиралите на змийските ембриони: Когато физиката определя формата
Има нещо, което ме завладя изцяло: змийските бебета, преди дори да се излюпят, се увиват в перфектни спирали. Като малки навити юфки. И учените най-накрая разбраха защо — и наистина си заслужава да чуете.
Всичко започна с въпрос по време на COVID карантина
Ето нещо, което ще ви накара да се почувствате по-добре за това какво правихте по време на изолацията: докато повечето от нас учеха как да правят квас за хляб, еволюционният биолог д-р Тецуто Мияшита леже буден и мислеше за змийски ембриони.
По-точно, той забелязал нещо странно в научните статии: змийските ембриони винаги са показани увити на спирала. Но винаги ли са се увивали в една и съща посока? Наляво или надясно? Никой никога не бил проверявал.
Затова той помолил студентите си да проучат въпроса. Те преровили научни статии и музейни бази данни, търсейки изображения на развиващи се змийски ембриони. И ето какво откриха — над 900 ембриона от 39 различни вида за изследване.
Мистерията на дясната спирала
Какво откриха? Всеки един ранен ембрион се увивал по един и същи начин — надясно. Не случайно. Не смесено. Винаги надясно.
Ето го странното: тези ембриони дори нямали работещи мускули. Значи не са избирали да се увиват в тази посока. Нещо ги е принуждавало.
И тогава екипът направил откритие, което звучи директно като от научен филм.
Ударът (и то буквално)
Сътрудник използвал КТ скенери, за да надникне вътре в тези развиващи се ембриони с невероятни детайли. Това, което открил, се криело на показ през цялото време.
Вътре в увитото тяло се намирало откъснато черво — всъщност колона от черва, която се била отделила от останалата част на тялото, плаваща там, обградена от кръвоносни съдове от жълтъка.
Можете ли да си го представите? Малко змийско тяло се опитва да расте все по-дълго, но има това инатливо черво, което отказва да се развива с него. Червото действа като котва, като въже. А тъй като останалата част от тялото продължава да се удължава... ами, физиката си казва думата.
Представете си го така
Сложете си, че държите колан или лента, и единият край е фиксиран на място. Продължавате да дърпате другия край все по-надалеч. Какво става?
Той се огъва. Усуква се. Завива се на спирала.
Това по същество се случва вътре в змийски ембрион. Тялото бързо се удължава (змиите все пак се нуждаят от тези дълги тела), но червото не расте с същата скорост. Затова тялото трябва да отиде някъде — и се усуква в спирала.
Но защо винаги надясно?
Ето къде става още по-интересно. Жълтъкът — хранителният източник на ембриона — винаги е разположен отляво на развиващата се змия. Така че тялото се тласка да расте надясно, далеч от жълтъка.
Затова се получава дясна спирала. Спиралата буквално се формира далеч от мястото, където е храната.
После става още по-странно
Бихте си помислили, че щом веднъж са увити, ще останат така, нали? Грешка!
Докато ембрионите се развиват, жълтъкът се свива, осигурявайки им повече място за движение. Мускулите им узряват. И ето тук идва най- fascinating част: някои от тях всъщност се размотават и се намотават в обратната посока!
Когато са почти готови за люпене, около половината са дясновъртещи се, а половината — лявовъртещи се. Ранната спирала не била избор или генетична съдба — била просто физика, която си върши работата, преди змията да има каквото и да е мнение по въпроса.
Природата и обсесията по спиралите
Изследователите отбелязват, че спиралите се появяват навсякъде в природата — нашите собствени черва, охлювени черупки, всякакви структури. И учените все още разкриват как се формират тези форми.
Има нещо почти поетично в това. Змиите са развили този хитър трик, за да решат проблема с отглеждането на невъобразимо дълго тяло в малко яйце. Те по същество отделят част от тялото, за да направят повече място, приемайки усукването като цена на бизнеса.
Не знам как е при вас, но аз вече ще гледам на змийските ембриони съвсем различно. Следващия път, когато видите снимка на едно от тези перфектно навити малки змийчета, ще знаете, че бунтарско черво стои в центъра на цялата тази спирална красота.
Източник: ScienceDaily