Любовная слизь

Euhadra Peliomphala
Euhadra peliomphala

Назем­ные брю­хо­но­гие улит­ки сами себе Купи­до­ны. У мно­гих из них есть «любов­ные стре­лы», кото­ры­ми они прон­за­ют при­гля­нув­ше­го­ся парт­не­ра. Цель у этой стрель­бы, как ока­за­лось, весь­ма про­за­и­че­ская: улит­ки стре­мят­ся оста­вить как мож­но боль­ше потом­ства.

Брю­хо­но­гие легоч­ные улит­ки – гер­ма­фро­ди­ты. Пред­ста­ви­те­ли неко­то­рых видов, спа­ри­ва­ясь, колют друг дру­га твер­ды­ми ост­ры­ми иго­лоч­ка­ми, состо­я­щи­ми из ара­го­ни­та – кри­стал­ли­че­ской фор­мы кар­бо­на­та каль­ция. Эти иго­лоч­ки назы­ва­ют­ся любов­ны­ми стре­ла­ми. Они нахо­дят­ся в осо­бом мышеч­ном мешоч­ке, кото­рый откры­ва­ет­ся в поло­вую кло­аку. Во вре­мя спа­ри­ва­ния мешо­чек выво­ра­чи­ва­ет­ся нару­жу, и улит­ки тычут друг дру­га стре­ла­ми, про­ты­кая кожу. Такое пове­де­ние не оста­лось без вни­ма­ния, нату­ра­ли­сты обсуж­да­ют его с сере­ди­ны XVII века. Гипо­те­зы они выдви­га­ли доволь­но стран­ные: напри­мер, пред­по­ла­га­ли, что укол ара­го­ни­то­вой иглой снаб­жа­ет улит­ку-реци­пи­ен­та каль­ци­ем, побуж­да­ет ее откла­ды­вать яйца или пода­ет иной сиг­нал. Одна­ко наблю­де­ния пока­зы­ва­ют, что стре­лы прак­ти­че­ски не воз­буж­да­ют ули­ток, их внеш­ний эффект слиш­ком незна­чи­те­лен для тако­го слож­но­го при­спо­соб­ле­ния. Но дей­ствие стрел может быть не толь­ко меха­ни­че­ским, но и хими­че­ским, они покры­ты плот­ным сло­ем сли­зи, кото­рая может содер­жать био­ло­ги­че­ски актив­ные веще­ства, попа­да­ю­щие при уко­ле в кровь мол­люс­ка. Эту гипо­те­зу про­ве­ря­ют с 80-х годов ХХ века.

Репро­дук­тив­ная систе­ма ули­ток име­ет слож­ное стро­е­ние, но все поло­вые отвер­стия, в том чис­ле яйце­вод, семя­про­вод, мешо­чек со стре­ла­ми откры­ва­ют­ся в поло­вую кло­аку. Во вре­мя спа­ри­ва­ния она выво­ра­чи­ва­ет­ся и выгля­дит как белый вырост на пра­вой сто­роне тела. Любов­ные стре­лы покры­ты сли­зью, кото­рую выра­ба­ты­ва­ют паль­це­вид­ные желе­зы. Поты­кав ими друг в дру­га, мол­люс­ки одно­вре­мен­но вво­дят пени­сы в поло­вой канал парт­не­ра и обме­ни­ва­ют­ся спер­ма­то­фо­ра­ми: «пилю­ля­ми» со спер­мой. У спер­ми­ев две судь­бы. Часть из них поки­да­ет спер­ма­то­фор и устрем­ля­ет­ся по яйце­во­ду в спер­ма­те­ку, где хра­нит­ся до опло­до­тво­ре­ния. Соглас­но под­сче­там, спер­ма­те­ки дости­га­ет не более 0,1% спер­мы, все осталь­ное и сам спер­ма­то­фор по спе­ци­аль­но­му про­то­ку попа­да­ют в семя­при­ем­ник (bursa copulatrix), в кото­ром лизи­ру­ют­ся.

Половая система улитки E. peliomphala. После спаривания сперма из половой клоаки (GA) по вагинальному тракту попадает либо в яйцевод (OD) и сперматеку (S), где участвует в оплодотворении, либо по каналу (BT) в семяприемник (BC) — гаметолитический орган. Стрелы любви хранятся в мешочке (DS), слизь для их смазки вырабатывают пальцевидные железы (MG). Длина полоски 10 мм. Фото из [3]
Поло­вая систе­ма улит­ки E. peliomphala. После спа­ри­ва­ния спер­ма из поло­вой кло­аки (GA) по ваги­наль­но­му трак­ту попа­да­ет либо в яйце­вод (OD) и спер­ма­те­ку (S), где участ­ву­ет в опло­до­тво­ре­нии, либо по кана­лу (BT) в семя­при­ем­ник (BC) — гаме­то­ли­ти­че­ский орган. Стре­лы люб­ви хра­нят­ся в мешоч­ке (DS), слизь для их смаз­ки выра­ба­ты­ва­ют паль­це­вид­ные желе­зы (MG). Дли­на полос­ки 10 мм. Фото из [3]

Вли­я­ние сли­зи на репро­дук­тив­ную систе­му про­ве­ря­ли спе­ци­а­ли­сты канад­ско­го уни­вер­си­те­та Мак­Гил­ла (McGill University) Джо­рис Коэн и Рональд Чейз (Joris Koene, Ronald Chase) [1]. Иссле­до­ва­те­ли рабо­та­ли с садо­вой улит­кой Cornu aspersum, она же Helix aspersa. Слизь при­сут­ству­ет в паль­це­вид­ных желе­зах улит­ки в тече­ние все­го сезо­на раз­мно­же­ния. Уче­ные под­счи­та­ли, что каж­дая любов­ная стре­ла несет на себе 2,2 мг сли­зи. Отпре­па­ри­ро­ван­ные орга­ны поло­вой систе­мы поме­ща­ли в малень­кую чаш­ку Пет­ри в соле­вой рас­твор и добав­ля­ли туда экс­тракт паль­це­вид­ной желе­зы. Ока­за­лось, что экс­тракт изме­ня­ет кон­фи­гу­ра­цию жен­ской репро­дук­тив­ной систе­мы таким обра­зом, что она ста­но­вит­ся более удоб­ной для при­ня­тия спер­ма­то­фо­ра, пере­кры­вая ему путь в семя­при­ем­ник. Спу­стя несколь­ко минут вырост поло­вой систе­мы, в кото­рый попа­да­ет спер­ма­то­фор, начи­на­ет сокра­щать­ся. Эта пери­сталь­ти­ка удер­жи­ва­ет спер­ма­то­фор на месте и дает спер­ми­ям боль­ше вре­ме­ни для того, что­бы добрать­ся до спер­ма­те­ки, преж­де чем вос­ста­но­вит­ся исход­ная кон­фи­гу­ра­ция, откро­ет­ся канал в bursa copulatrix и избы­ток спер­мы будет уни­что­жен. В кон­троль­ных пре­па­ра­тах, куда иссле­до­ва­те­ли добав­ля­ли физио­ло­ги­че­ский рас­твор, ника­ких изме­не­ний не про­ис­хо­ди­ло.

Преж­де чем улит­ка отло­жит яйца, она несколь­ко раз спа­ри­ва­ет­ся с раз­ны­ми парт­не­ра­ми. Поэто­му доно­ру спер­мы выгод­но повы­сить сохран­ность сво­их гамет, обес­пе­чить имен­но их уча­стие в опло­до­тво­ре­нии. Слизь, покры­ва­ю­щая любов­ную стре­лу, как раз и облег­ча­ет выпол­не­ние этой зада­чи.

Электронная микрофотографии любовной стрелы: вид сбоку и поперечный срез. Длина полосок 1 мм (А) и 0,1 мм (в). Фото из [3]
Элек­трон­ная мик­ро­фо­то­гра­фии любов­ной стре­лы: вид сбо­ку и попе­реч­ный срез. Дли­на поло­сок 1 мм (А) и 0,1 мм (в). Фото из [3]

Впо­след­ствии дру­гие иссле­до­ва­те­ли неод­но­крат­но дока­зы­ва­ли, что исполь­зо­ва­ние любов­ных стрел или про­сто инъ­ек­ция сли­зи спо­соб­ству­ют сохра­не­нию спер­мы и, сле­до­ва­тель­но, повы­ша­ют шан­сы ее доно­ра на отцов­ство. А спе­ци­а­ли­сты япон­ско­го Уни­вер­си­те­та Тах­оку (Tohoku University) пока­за­ли, что этим дей­ствие сли­зи любов­ных стрел не огра­ни­чи­ва­ет­ся. Рабо­тая с улит­кой Euhadra quaesita из семей­ства Bradybaenidae, они обна­ру­жи­ли, что мол­люс­ки, полу­чив­шие инъ­ек­цию сли­зи, поз­же при­сту­па­ют к сле­ду­ю­ще­му спа­ри­ва­нию, чем кон­троль­ные улит­ки [2].
Исполь­зо­ва­ние стрел – обя­за­тель­ный эле­мент поло­во­го пове­де­ния, но дев­ствен­ные E. quaesita не колют сво­е­го парт­не­ра. Скре­щи­вая ули­ток с опыт­ны­ми и дев­ствен­ны­ми парт­не­ра­ми, иссле­до­ва­те­ли наблю­да­ли, вли­я­ет ли исполь­зо­ва­ние любов­ных стрел на интер­вал меж­ду после­ду­ю­щи­ми спа­ри­ва­ни­я­ми. Кро­ме того, ане­сте­зи­ро­ван­ным улит­кам дела­ли инъ­ек­ции экс­трак­та паль­це­вид­ной желе­зы или соле­во­го рас­тво­ра в область рядом с поло­вой кло­акой, то есть туда, куда сами улит­ки обыч­но вон­за­ют стре­лы. Ока­за­лось, что после уко­ла стре­лой или инъ­ек­ции сли­зи улит­ки воз­дер­жи­ва­ют­ся от после­ду­ю­ще­го спа­ри­ва­ния при­мер­но в три раза доль­ше, чем кон­троль­ные мол­люс­ки. При­чем этот эффект вызы­ва­ет не сам укол, а имен­но слизь, посколь­ку инъ­ек­ции соле­вым рас­тво­ром не вли­я­ют на часто­ту спа­ри­ва­ния. Меха­низм это­го явле­ния еще пред­сто­ит изу­чать.

Хотя любов­ны­ми стре­ла­ми обла­да­ют пред­ста­ви­те­ли по край­ней мере девя­ти семейств легоч­ных ули­ток, боль­шин­ство иссле­до­ва­ний про­ве­де­но на мол­люс­ках семей­ства Helicidae, глав­ным обра­зом на C. aspersum. При­чем ока­за­лось, что у одной из ули­ток это­го семей­ства, Arianta arbustorum, слизь на сохран­ность спер­мы не вли­я­ет.

Сперма после спаривания должна попасть туда же, куда в эксперименте проникает краситель. У улиток, которых слизью не кололи, окрашен гаметолитический семяприемник (BC); у моллюсков, получивших инъекцию слизи — яйцевод (OD). Фото из [3]
Спер­ма после спа­ри­ва­ния долж­на попасть туда же, куда в экс­пе­ри­мен­те про­ни­ка­ет кра­си­тель. У ули­ток, кото­рых сли­зью не коло­ли, окра­шен гаме­то­ли­ти­че­ский семя­при­ем­ник (BC); у мол­люс­ков, полу­чив­ших инъ­ек­цию сли­зи — яйце­вод (OD). Фото из [3]

Что­бы опре­де­лить, насколь­ко дей­ствие сли­зи уни­вер­саль­но для стре­ло­нос­ных назем­ных ули­ток, япон­ские уче­ные объ­еди­ни­ли уси­лия с Джо­ри­сом Коэном, кото­рый к тому вре­ме­ни пере­брал­ся в Амстер­дам­ский сво­бод­ный уни­вер­си­тет (Vrije Universiteit Amsterdam). На сей раз они выбра­ли для иссле­до­ва­ния энде­мич­ную япон­скую сухо­пут­ную улит­ку Euhadra peliomphala из семей­ства Bradybaenidae [3]. Улит­кам, ане­сте­зи­ро­ван­ным инъ­ек­ци­я­ми хло­ри­сто­го маг­ния, вве­ли в поло­вую кло­аку пла­сти­ко­вые тру­боч­ки диа­мет­ром 0,5 мм. В тело улит­ки вокруг поло­во­го отвер­стия вко­ло­ли взвесь гомо­ге­ни­зи­ро­ван­ной паль­це­вид­ной желе­зы дру­гой взрос­лой улит­ки в рас­тво­ре соли. Затем через встав­лен­ную тру­боч­ку вво­ди­ли в поло­вую систе­му рас­твор соли, окра­шен­ный аль­ци­а­но­вым синим. Спу­стя мину­ту ули­ток пре­па­ри­ро­ва­ли и наблю­да­ли за рас­пре­де­ле­ни­ем кра­си­те­ля в поло­вой систе­ме. Где в экс­пе­ри­мен­те ока­за­лась крас­ка, там в реаль­ной жиз­ни долж­на быть спер­ма. У всех 15 ули­ток, кото­рым сде­ла­ли инъ­ек­ции сли­зи, кра­си­тель окра­сил яйце­вод. У 11 из 15 кон­троль­ных мол­люс­ков крас­ка попа­ла в семя­при­ем­ник, где про­ис­хо­дит раз­ру­ше­ние гамет, а у осталь­ных четы­рех и в семя­при­ем­ник, и в яйце­вод. Види­мо, слизь изме­ня­ет фор­му про­то­ков жен­ской поло­вой систе­мы улит­ки. Это озна­ча­ет, что у E. peliomphala, как и у C. aspersum, она обес­пе­чи­ва­ет попа­да­ние семе­ни в яйце­вод и не пус­ка­ет его в гаме­то­ли­ти­че­ский орган. Необ­хо­ди­мая для это­го кон­цен­тра­ция сли­зи при­мер­но оди­на­ко­ва для обо­их видов и состав­ля­ет 1,0−1,75 мг/​мл кро­ви.

Оче­вид­но, воз­ник­но­ве­ние средств, защи­ща­ю­щих спер­му от пере­ва­ри­ва­ния, сыг­ра­ло важ­ную роль в эво­лю­ции легоч­ных назем­ных ули­ток. Не исклю­че­но, что стре­лы и слизь воз­ни­ка­ли в ходе эво­лю­ции несколь­ко раз. Уче­ные при­шли к тако­му мне­нию, посколь­ку у C.aspersum и E. peliomphala раз­ная стра­те­гия «обстре­ла». Садо­вая улит­ка колет парт­не­ра одно­крат­но, а япон­ская дела­ет это несколь­ко раз, при­чем обра­бот­ка про­дол­жа­ет­ся минут 10. Кро­ме того, E. peliomphala исполь­зу­ет стре­лы даже во вре­мя копу­ля­ции, а не толь­ко до нее.

Иссле­до­ва­те­ли пишут, что, посколь­ку гаме­то­ли­ти­че­ским орга­ном обла­да­ют мно­гие гер­ма­фро­ди­ты, сни­же­ние его доступ­но­сти может быть общей стра­те­ги­ей борь­бы за сохра­не­ние спер­мы. Это пред­по­ло­же­ние еще пред­сто­ит про­ве­рить. А сей­час мы, по край­ней мере, зна­ем, что такое любов­ная стре­ла. Про­сто шприц!

  1. Koene, J. M., Chase, R. (1998) «Changes in the reproductive system of the snail Helix aspersa caused by mucus from the love dart», The Journal of Experimental Biology 201, 2313–2319
  2. Kimura, K., Shibuya, K. and Chiba, S. (2013) «The mucus of a land snail love-dart suppresses subsequent matings in darted individuals». Animal Behaviour, 85, 631–635, doi:10.1016/j.anbehav.2012.12.026.
  3. Kimura, K., Chiba, S., Koene, J. M. (2014) «Common effect of the mucus transferred during mating in two dart-shooting snail species from different families», The Journal of Experimental Biology 217, 1150–1153, doi:10.1242/jeb.095935

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: