Слепые черви продемонстрировали способность различать цвета

Подсвеченная культура Pseudomonas aeruginosa / ©Eugene Lee, Yale University

Лишенные глаз нематоды Caenorhabditis elegans по-разному ведут себя в присутствии бактериальных культур разного цвета.

Обитающие в почве и перегное крошечные круглые черви Caenorhabditis elegans — один из классических модельных организмов в биологии. Их геном секвенировали раньше человеческого, а строение изучили «вдоль и поперек». Даже небольшая новая находка становится почти сенсацией — как это было с парой прежде неизвестных нейронов, которые несколько лет назад обнаружили в нервной системе нематод. Тем удивительнее оказалась способность этих червей различать цвета, невзирая на практически абсолютную слепоту. Об этом команда Майкла Нитабаха (Michael Nitabach) из Йельского университета пишет в статье, опубликованной в журнале Science.

Ученые проводили лабораторные эксперименты с C. elegans и бактериями синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa), которые способны вызывать болезни и у людей, и у нематод. В естественных условиях черви стараются избегать их, поэтому авторы решили выяснить механизмы, лежащие в основе этого поведения. Изучив имеющуюся литературу, биологи обнаружили, что один из токсинов, которые производят P. aeruginosa, окрашен синим. В гниющих кучах и неглубоко под поверхностью почвы еще есть немного света — так что, возможно, нематоды распознают именно цвет?

Ученые получили ГМ-штаммы P. aeruginosa, производящие бесцветную версию токсина либо синий, но не токсичный пигмент. При освещении таких бактериальных культур синим спектром черви старались избегать синих, хотя и безвредных бактерий, но спокойно вели себя в присутствии опасных и бесцветных. Меняя цвет освещения, можно было добиться разной реакции нематод. Добавим, что глаз — да и вообще зрения в обычном смысле — у них нет, хотя благодаря необычным фоторецепторам LITE-1 нематоды демонстрируют определенную чувствительность к освещению.

Однако не все линии C. elegans действовали одинаково. Сравнение их геномов показало, что различия коррелируют с генами jkk-1 и lec-3. Ни один из них не кодирует световые рецепторы, и точная функция обоих генов еще не известна. Авторы исследования предполагают, что они могут участвовать в цепочках стрессовых реакций в ответ на изменения освещения и активируются ультрафиолетом. Благодаря им нематоды получают странную способность различать некоторые цвета, невзирая на почти полное отсутствие зрения.