Στα βάθη του ωκεανού, ξεδιπλώνεται ένας συναρπαστικός κόσμος, γεμάτος με ποικίλη θαλάσσια ζωή. Τα θαλάσσια σκουλήκια, γνωστά και ως ασκιδοειδή, ξεχωρίζουν σε αυτό το υποβρύχιο θέαμα. Μια πρόσφατη μελέτη από την ομάδα Heisenberg του Ινστιτούτου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Αυστρίας (ISTA), η οποία παρουσιάζεται στο Nature Physics, εμβαθύνει στο μοναδικό αναπτυξιακό ταξίδι των ωοκυττάρων των θαλάσσιων σκουληκιών και στον καθοριστικό ρόλο που παίζουν οι δυνάμεις τριβής στη διαμόρφωση των περίπλοκων μορφών τους.
Τα θαλάσσια σκουλήκια υφίστανται μια αξιοσημείωτη μεταμόρφωση μετά από ένα κινητό προνυμφικό στάδιο, εγκαθίστανται σε στερεές επιφάνειες για να αναπτύξουν σωλήνες, καθορίζοντας τη χαρακτηριστική τους εμφάνιση. Παρά το γεγονός ότι μοιάζουν με ελαστικές σταγόνες ως ενήλικα, τα θαλάσσια σκουλήκια μοιράζονται εκπληκτικές ομοιότητες με τους ανθρώπους, ιδίως κατά τα προνυμφικά τους στάδια, γεγονός που τα καθιστά πολύτιμους οργανισμούς-μοντέλα για τη μελέτη της πρώιμης ανάπτυξης των σπονδυλωτών.
Η έρευνα της ομάδας Heisenberg ρίχνει φως στη μηχανική της ανάπτυξης των ωοκυττάρων των θαλάσσιων ιχθύων. Μετά τη γονιμοποίηση, οι δυνάμεις τριβής στο εσωτερικό των ωοκυττάρων προκαλούν σημαντική αναδιαμόρφωση και αναδιοργάνωση, σηματοδοτώντας την έναρξη κρίσιμων αναπτυξιακών διεργασιών.
Τα ωάρια, αναπόσπαστο στοιχείο της αναπαραγωγής, υφίστανται κυτταροπλασματική αναδιοργάνωση μετά τη γονιμοποίηση, θέτοντας τις βάσεις για την ανάπτυξη του εμβρύου. Στους θαλάσσιους ιχθύες, η διαδικασία αυτή οδηγεί στο σχηματισμό ενός πόλου συστολής, μιας δομής-κλειδί που διευκολύνει την ωρίμανση. Η μελέτη αποκαλύπτει τον άγνωστο μέχρι σήμερα ρόλο των δυνάμεων τριβής στην καθοδήγηση αυτών των μετασχηματιστικών αλλαγών.
Μάθαμε, επιτέλους, πώς οι μέδουσες αναγεννούν τα κατεστραμμένα πλοκάμια τους
Η μικροσκοπική ανάλυση γονιμοποιημένων ωοκυττάρων αποκαλύπτει αναπαραγώγιμες αλλαγές στο σχήμα των κυττάρων που προηγούνται του σχηματισμού του πόλου συστολής. Η μελέτη επικεντρώνεται στον φλοιό της ακτομυοσίνης, ανακαλύπτοντας ότι η αυξημένη τάση σε αυτή τη δυναμική δομή ξεκινά τις αρχικές αλλαγές στο σχήμα των κυττάρων κατά τη γονιμοποίηση.
Οι ερευνητές αναδεικνύουν τη σημασία των δυνάμεων τριβής μεταξύ του φλοιού της ακτομυοσίνης και του μυοπλάσματος, ενός ελαστικού στερεού στρώματος στην κατώτερη περιοχή του ωοκυττάρου. Καθώς η ακτομυοσίνη ρέει και οι δυνάμεις τριβής εντείνονται, το μυόπλασμα αναδιπλώνεται σε πολυάριθμες πτυχές. Η επακόλουθη παύση της κίνησης της ακτομυοσίνης οδηγεί στην εξαφάνιση των δυνάμεων τριβής, επιτρέποντας τη διαστολή του πόλου συστολής.
Αυτή η πρωτοποριακή μελέτη παρέχει νέες γνώσεις σχετικά με τις μηχανικές δυνάμεις που καθοδηγούν το σχήμα των κυττάρων και των οργανισμών. Ενώ οι δυνάμεις τριβής αναδεικνύονται ως κρίσιμοι παράγοντες στην ανάπτυξη των ωοκυττάρων του θαλάσσιου σκουληκιού, οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι η κατανόηση του συγκεκριμένου ρόλου της τριβής στην εμβρυϊκή ανάπτυξη βρίσκεται μόλις σε αρχικό στάδιο.
Οι ενδιαφέρουσες ιδιότητες του μυοπλάσματος προσφέρουν δρόμους για περαιτέρω διερεύνηση της διαμόρφωσης των θαλάσσιων ιχθύων και των εμβρυϊκών διαδικασιών τους.
