Как морская звезда переваривает пищу снаружи тела

Некоторые морские звёзды, в том числе обыкновенная морская звезда, выворачивают часть желудка через рот и обволакивают ею добычу. Пищеварение начинается снаружи тела, после чего желудок возвращается внутрь. Это работа собственного органа животного, а не появление нового рта на поверхности каждого луча.

Желудок достигает мягких тканей добычи

Рот обыкновенной морской звезды расположен на нижней стороне центрального участка тела. Он не находится на отдельной голове, похожей на голову рыбы. Через это отверстие желудок может выходить наружу.

При питании двустворчатым моллюском звезда удерживает его и раздвигает створки. Ей не обязательно открывать раковину настолько широко, чтобы проглотить моллюска целиком. Вывернутый желудок проходит в промежуток между створками и соприкасается с мягкими тканями.

Пищеварительные выделения помогают разрушать ткани добычи. Затем размягчённое содержимое становится доступным животному. Поэтому место начала переваривания отличается от привычной картины: сначала проглотить кусок, а потом обработать его внутри закрытого желудка.

Описанный способ нельзя автоматически приписывать каждой морской звезде. У разных видов питание различается, и само наличие лучей не определяет одну обязательную добычу или одинаковую последовательность действий.

Расслабление мышц помогает органу выйти

Выворачивание и обратное втягивание требуют согласованного изменения состояния тканей. Поэтому для понимания важен не только внешний вид желудка, но и сигналы, меняющие работу его мышц.

В исследовании обыкновенной морской звезды изучали два небольших вещества, вырабатываемых нервной системой. Такие вещества называют нейропептидами: они передают сигналы между клетками и могут влиять на мышечную работу.

Содержание веществ измеряли в разных частях тела, включая нервные тяжи, желудок и двигательные структуры. Затем проверяли действие на отдельные тканевые препараты. Один из двух нейропептидов расслаблял желудок, противодействуя сигналу, который вызывал сокращение. В этих же условиях два других тканевых препарата не дали такого ответа. Это не универсальное правило для всех мышц, а результат выбранного сравнения.

Этот результат показывал определённое мышечное действие. Но расслабление изолированного образца само по себе ещё не изображает весь процесс питания целого животного. Наличие вещества в органе, его действие на ткань и согласованное поведение — связанные, но разные уровни проверки.

Обратное движение тоже управляется сигналами

В другой работе искали систему, способную вызвать противоположное действие: сокращение и возвращение желудка. По данным о работающих генах обнаружили белок, из которого образуется подходящий короткий нейропептид. Его наличие подтвердили анализом молекул.

Дальше проверили действие вещества двумя способами. В опыте с тканью оно вызывало сокращение желудка. При введении целой звезде запускало втягивание уже вывернутого органа.

Таким образом, возвращение нельзя считать просто пассивным падением мягкой ткани на место. Исследование показало участие сигнальной системы, влияющей на сокращение. При этом отдельное вещество не становится объяснением всех движений, которые звезда выполняет во время естественной охоты.

Можно вызвать похожее на питание поведение

Ещё одно исследование выявило у обыкновенной морской звезды сигнальное вещество астеротоцин и воспринимающий его рецептор. Рецептор — клеточная структура, через которую соответствующий сигнал воздействует на клетку. Компоненты системы находили в нервной системе, пищеварительных органах и тканях тела.

В тканевых опытах астеротоцин действовал как расслабляющий сигнал. Его введение целому животному вызывало выворачивание желудка вместе с изменениями позы, напоминавшими обычное питание. Авторы называли это искусственно вызванным пищевым поведением.

Такой опыт помогает связать молекулярный сигнал с целой последовательностью действий. Однако похожая поза не означает, что звезда обязательно нашла добычу, получила питательные вещества или закончила нормальное кормление. Движение органа и успешное переваривание пищи не тождественны.

На иллюстрации показана целая морская звезда сверху. Нижняя сторона тела скрыта ракурсом, а желудок снаружи не показан. Поэтому наружный портрет не демонстрирует выворачивание или действие исследовательских веществ.