Ученые из Института биологии развития имени Н. К. Кольцова РАН доказали, что движение помогает беспозвоночным животным успешно адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Ранее благоприятное влияние локомоции на работу нервной системы было доказано только для позвоночных. Новые данные указывают на то, что этот механизм универсальный и эволюционно более древний, чем считалось. Результаты работы были представлены на XXIV съезде Физиологического общества имени И. П. Павлова в Санкт-Петербурге.
Движение в том или ином виде свойственно всем живым организмам. Многочисленные исследования показали, что у многоклеточных животных движение регулируется нервной системой. Обратная связь, влияние локомоции на активность нервных клеток, стала изучаться относительно недавно. На сегодняшний день для позвоночных, в том числе для человека, достоверно показано, что активная локомоция, например бег, активирует работу головного мозга, способствует улучшению памяти и способности к обучению. Но существует ли подобная связь у беспозвоночных животных, до сих пор было неясно.
Варвара Дьяконова из Института биологии развития имени Кольцова РАН представила участникам XXIV съезда Физиологического общества имени Павлова результаты исследований, которые показали, что выводы, сделанные в отношении позвоночных, справедливы и для беспозвоночных.
Исследователи определили, что у трех крупных и отдаленно родственных групп беспозвоночных — у нематод, моллюсков и членистоногих — движение улучшает функционирование мозга. Так, у нематоды Caenorhabditis elegans плавание защищает от нейродегенерации, улучшает ассоциативное обучение, а также ускоряет регенерацию нервов. У моллюска Lymnaea stagnalis ползание повышает последующую активность и облегчает адаптацию к новой среде. Активные полеты у мухи Drosophila spp. улучшают выносливость и нормализуют сон, а у сверчка Gryllus bimaculatus повышают устойчивость к тревожным сигналам.
Авторы предполагают, что движение может служить для живых организмов сигналом о неких потенциальных изменениях в окружающей среде, в ответ на который нервная система начинает «готовиться», корректируя активность нейронов. Эксперименты показали, что действительно животные после долговременных интенсивных «тренировок» быстрее адаптируются к изменениям в окружающей среде, чем те, что были неподвижны. На молекулярном уровне это выражалось в том, что у исследованных животных в ответ на активную локомоцию изменялась метаболическая активность нервных клеток, экспрессия в них ряда генов, а также активировались нейроны, выделяющие сигнальные молекулы, которые участвуют в половом поведении. Эти данные указывают на то, что влияние движения на работу головного мозга — эволюционно древняя особенность, которая играет определенную биологическую роль в процессе адаптации живых организмов к новизне.
Съезд посвящен 300-летию Российской академии наук и включен в инициативу «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.
Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
