Обыкновенная лесная улитка удивила ученых способностью менять свойства своей слизи в зависимости от обстоятельств

Обыкновенная лесная улитка (Cepaea nemoralis), встречающаяся почти по всей Европе, оказалась способна производить пять принципиально разных типов слизи, используя практически одинаковый набор строительных блоков. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Science, данный моллюск использует единый набор компонентов для создания жидких, твердых, липких и скользких материалов. Изучение данного процесса формирует базу для разработки новых экологически чистых клеев и медицинских полимеров.

Работу выполнила команда ученых под руководством доктора Франциски Йеле и аспирантки Мариэллы Габлер из Института коллоидов и поверхностей Общества Макса Планка. По словам биологов, такое разнообразие свойств слизи делает улитку удобной модельной системой для изучения того, как организм подстраивает разные виды секрета под свои нужды. Сообщается, что улиток для эксперимента собирали в дождливые дни на территории кампуса в Потсдам-Гольме, а затем кормили огурцами, салатом и лишайником.

Всего у Cepaea nemoralis обнаружено пять типов секрета. Один служит смазкой для передвижения, второй — клеем, которым улитка фиксирует край раковины на поверхности, третий содержит карбонат кальция и выполняет защитную функцию, четвёртый — жёлтый и очень липкий, способный сильно растягиваться, не разрываясь, а пятый выделяется в виде пены и, предположительно, отпугивает хищников. Для сбора образцов исследователи применяли разные методы: клейкую и защитную слизь собирали тонким пинцетом, смазочную — когда улитки перемещались по влажной стеклянной чаше, а для получения защитного секрета животных слегка тревожили и снимали выделения миниатюрной лопаточкой.

Главным открытием стало то, что все пять видов слизи химически гораздо более схожи, чем можно было предположить по их внешне различному поведению. Состав всех пяти типов секрета оказался очень близким, несмотря на то что внешне и по своим свойствам они выглядят совершенно по-разному. Ключевую структурную роль во всех вариантах играет один и тот же белок — коллаген VI, который у человека входит в состав кожи, костей и суставов, обеспечивая прочность тканей. Обнаружение этого белка в качестве основного компонента слизи стало для исследователей неожиданностью.

Как показал анализ, улитка регулирует свойства секрета всего двумя параметрами: общим количеством белка в выделениях и долей коллагена VI среди этого белка. Дополнительную роль играет обработка компонентов: например, хотя два типа защитной слизи имеют схожий белковый состав, в одном случае формируется волокнистая структура, а в другом коллаген концентрируется вокруг пузырьков воздуха, образуя пену — учёные полагают, что пену улитка создаёт, прогоняя воздух через дыхательное отверстие в процессе секреции.

Помимо белков, значительную часть состава слизи составляют углеводные цепи и ионы кальция, влияющие на вязкость и клейкость материала. При этом сама слизь почти полностью состоит из воды, а её консистенция определяется соотношением белковых и минеральных компонентов.

Учёные рассматривают слизь улитки как модельный биоматериал: понимание того, как из ограниченного набора молекулярных «деталей» можно собирать вещества с настолько разными механическими свойствами, может найти применение при разработке новых видов клеёв, смазочных материалов и раневых покрытий на биологической основе.

Источник: phys.org