Как морская звезда удерживается на поверхности

Морская звезда опирается на множество трубчатых ножек, расположенных на нижней стороне лучей. Их окончания часто напоминают маленькие присоски. Однако внешнее сходство не объясняет крепление: в изученных случаях важную роль играют выделения, склеивающие ножку с поверхностью. Такое прикрепление допускает последующее отделение и перемещение животного.

Почему окончания ножек различаются

В исследовании 2005 года сравнили трубчатые ножки четырнадцати видов морских звёзд. Эти животные представляли пять отрядов и десять семейств. Поэтому наблюдения позволили сопоставить устройство нескольких групп, а не описать всю разнообразную систему по единственному образцу.

Исследователи различили окончания в форме небольшого утолщения, обычного диска и укреплённого диска. Устройство было связано с образом жизни, хотя происхождение отдельных групп также ограничивало возможные варианты. Ножки участвуют в передвижении, удержании и других действиях, поэтому единая форма не обязательна для каждой звезды.

Для проверки выделяющих клеток использовали антитела к клейкому материалу одного вида. Они отчётливо отмечали соответствующие клетки у всех изученных животных. Такой результат указывает на родство состава и общие распознаваемые участки веществ.

Но совпадение реакции антител не доказывает полного молекулярного тождества. Нельзя из этих данных заключить, что все звёзды выделяют одинаковое количество одного и того же клея. Сравнение устанавливает общность определённых признаков, сохраняя различия строения между видами.

Что остаётся после отделения ножки

В работе 2008 года исследовали материал, выделяемый ножками обыкновенной морской звезды. В коже конечного диска находились два типа клеток, связанных с прикреплением. Между диском и опорой они формировали прослойку, благодаря которой возникал контакт.

После самостоятельного отделения ножки на поверхности оставался след выделений. Его изучали световой, электронной и атомно-силовой микроскопией. Это позволило рассматривать материал на разных уровнях: от общего рисунка отпечатка до мельчайших деталей его структуры.

Исследователи увидели сетчатую организацию из очень маленьких округлых элементов поверх тонкой однородной плёнки. Сходное устройство обнаруживали у влажных и сухих образцов, а также при разных способах подготовки. Значит, речь шла о материальном слое, который можно наблюдать после прекращения контакта.

Авторы предложили связать образование плёнки и сетки с разными типами клеток. Это объяснение опиралось на наблюдения, но оставалось моделью происхождения слоёв. Оно не означает, что последовательность выделения каждой молекулы уже прослежена у живой звезды.

След клея также не измеряет сам по себе силу удержания всего животного. Для этого нужны отдельные механические испытания.

Как проверяли объяснение через присасывание

В исследовании 2012 года проверяли прикрепление обыкновенной морской звезды и одного вида морского ежа. Учёные сравнивали строение контакта и механические признаки, которые ожидались бы при работе обычной присоски с пониженным давлением внутри.

При микроскопическом исследовании прикреплённые окончания ножек выглядели плоскими. Центральной полости, необходимой для такого объяснения, не обнаружили. Кроме того, устойчивость контакта не зависела от направления, в котором тянули ножку. Для присоски боковая составляющая нагрузки должна была бы заметно изменить удержание.

Дополнительную проверку на поверхности с отверстиями удалось выполнить для морского ежа. Его ножки удерживались независимо от расположения относительно отверстия, хотя открытый проход мешал бы поддерживать разницу давления. У звезды это испытание не дало сопоставимого измерения: она недостаточно прочно прикреплялась к выбранным материалам даже без отверстий.

Поэтому результат с отверстиями нельзя выдавать за непосредственный опыт на звезде. Вывод о её прикреплении опирается на другие проверки этой работы и наблюдения клейких выделений. Он относится к исследованным животным, а не автоматически ко всем морским обитателям с похожими ножками.

Что видно на изображении

На портрете показана верхняя сторона целой пятилучевой морской звезды, лежащей на подводном камне. Рабочая нижняя поверхность скрыта естественным положением тела. По такому виду нельзя различить клетки, измерить прочность контакта или подтвердить состав выделений.