Как онихофоры ловят добычу слизью

Онихофоры, которых называют бархатными червями, ловят небольших животных струями белковой слизи. Выделения выходят из парных придатков возле головы и создают запутывающую сеть. Чтобы объяснить эту охоту, нужно разделить два процесса: движение выбрасываемой жидкости и превращение её компонентов в волокна. Каждый из них исследуют своими методами.

Почему струя меняет направление

В работе о крупных онихофорах из Центральной Америки исследователи снимали выброс слизи с высокой скоростью. Быстро двигалась не только жидкость: колебались и придатки, из которых она выходила. В результате струя покрывала область, а не оставляла единственную прямую линию.

Предположение об отдельном быстром мышечном движении для каждого колебания оказалось недостаточным. Исследование связывало движение с взаимодействием потока и упругости придатка. Здесь полезно сравнение с гибким шлангом, который начинает извиваться при достаточно сильном потоке воды.

Мышцы сокращают вместилище слизи, а узкий выходной канал ускоряет жидкость. Дальше поток может сам раскачивать гибкий придаток. Поэтому медленное сокращение и быстрые колебания не требуют одинаковой частоты мышечной работы.

Объяснение проверяли сочетанием анатомических наблюдений, видеозаписей, расчётов и физической модели. Оно не означает, что мышцы вообще не участвуют в выбросе. Различаются запуск потока и механизм быстрого раскачивания выходного придатка. Изученные движения также не доказывают одинаковую дальность или частоту выброса у всех онихофор.

Как жидкость становится волокнами

В другом исследовании изучали слизь австралийского вида. В покое материал оставался похожим на жидкость, но механическое воздействие позволяло вытягивать из него липкие волокна. При высыхании они становились жёстче и утрачивали липкость. Поэтому «клейкая слизь» не сохраняет одно неизменное состояние на каждом этапе.

Исследователи обнаружили в исходном материале очень маленькие округлые частицы из белков и жировых компонентов. Сдвиг, при котором соседние слои материала движутся относительно друг друга, помогал частицам собираться в более длинные структуры. Из них можно было вытянуть видимую нить.

У готового волокна различали сердцевину, обогащённую белком, и наружный слой с большей долей жировых компонентов. После длительного пребывания в воде волокна растворялись. Из полученного раствора снова удавалось вытянуть волокна, что показывало обратимость сборки в исследованных условиях.

Это наблюдение не устанавливает, зачем обратимость нужна животному в природе. Возможная биологическая роль оставалась вопросом. Кроме того, измерения высушенной нити не описывают автоматически липкость свежей струи. Важно различать исходную жидкость, формирующееся волокно и уже высохший материал.

Что уточнили исследования белков

Позднее учёные исследовали онихофор, найденных в Сингапуре. Они сопоставили сведения о работе генов с составом белков слизи и получили полные последовательности её крупных белковых компонентов. Это позволило проверять устройство материала точнее, чем по одним коротким фрагментам.

На концах некоторых крупных белков обнаружили участки, способные соединяться через связи между атомами серы. Биохимические проверки подтвердили участие таких связей в объединении белков в большие комплексы. Но наличие комплекса ещё не раскрывает все условия образования готовой нити.

Когда эти связи разрушали специальной обработкой, способность вытягивать волокна не исчезала сама по себе. Нагрев сильнее мешал образованию нитей, а сочетание воздействий подавляло его наиболее эффективно. Значит, нельзя считать один тип связи единственной причиной превращения слизи в волокно.

Авторы также изучали гибкие и более жёсткие области белков. Предложенная модель включала несколько особенностей молекулярного строения. Результаты разных видов и методов уточняют общую картину, но не составляют окончательный универсальный рецепт природного клея. Быстрый выброс, сборка частиц и свойства белковых комплексов остаются разными уровнями объяснения.

Что показано на иллюстрации

На иллюстрации изображён австралийский онихофор на влажной древесине. Видны мягкое вытянутое тело, короткие ножки и две антенны. Животное не показано во время охоты: обычный портрет не измеряет движение струи и не позволяет увидеть белковые частицы. Эти свойства изучают съёмкой и анализом самого материала.