Аксолотль - странное создание, полное загадок

Он может отрастить новые лапы и хвост, если вдруг лишится их. Он может размножаться, оставаясь ребенком. Он может вообще никогда не взрослеть — и проживет дольше. Да, у аксолотля хватает причин для улыбки — он хорошо приспособился.

Все начиналось с ацтеков

Один из объектов всемирного наследия ЮНЕСКО в Мексике — Сочимилько. Из здешнего озера выходят древние ацтекские каналы. По их глади скользят лодки с туристами, а в глубине вод живет древний и вечно юный эндемик озера — мексиканский аксолотль. Изначально эти животные обитали в двух озерах, Чалько и Сочимилько, и были почитаемы ацтеками как божество: по одной версии, аксолотль назван по имени ацтекского бога смерти и разрушения, по другой — его название переводится как «водяная игрушка».

Божественный статус, впрочем, не мешал аборигенам охотиться на них и использовать в пищу. Но это не было большой проблемой для аксолотлей — плодятся они очень быстро. Гораздо быстрее, чем ацтеки. Сложности у вида начались уже в наше время: озеро Сочимилько, последний приют диких мексиканских аксолотлей, постепенно мелеет — растущий Мехико требует все больше воды. Сейчас им присвоен статус вымирающего вида, и это притом что миллионы мексиканских аксолотлей благоденствуют и плодятся в аквариумах всего мира.

Аквариумные аксолотли отличаются удивительным разнообразием окраски

Взрослые дети

Аксолотль — не отдельный вид животного, а личинка хвостатой амфибии амбистомы. Но в отличие, например, от головастика (личинки лягушки) аксолотль может не превращаться во взрослую форму. Он даже может размножаться, оставаясь личинкой. Эта поразительная способность называется неотенией (от древнегреч. νέος — «юный» и τείνειν — «растягивать»). При неотении только половая система животного достигает взрослого уровня развития, а остальные органы остаются в личиночном состоянии.

Икра аксолотля сутки спустя после выметывания

У аксолотля большая голова с как будто постоянно улыбающимся ртом, полупрозрачная нежная кожа, покрывающая крепко сбитое тельце, гребень на спине, переходящий в хвостовую плавательную перепонку, слабые тонкие лапки и — главное украшение — роскошные внешние жабры в виде трех оперенных веток по бокам головы. Также эти создания дышат и через кожу, а аксолотли в возрасте обязательно имеют и простенькие легкие, которые могут усваивать кислород из воздуха (для амбистомы легкие становятся главным органом дыхания).

Икра на поздней стадии: из нее вот-вот вылупятся юные аксолотли

Выглядит аксолотль трогательно, как и положено детенышам. А его взрослая ипостась амбистома похожа на саламандру. Способ размножения у взрослых и детей один и тот же: самец откладывает компактные сперматофоры, а самка клоакой втягивает их в себя. Через сутки после внутреннего оплодотворения она выметывает на подводные растения крупные, с горошину, желеистые яйца, из которых через 20–30 дней вылупятся личинки. Новорожденный аксолотль оснащен перистыми внешними жабрами, через неделю у него вырастут задние лапы, через три месяца — передние. На этом трансформации аксолотля могут закончиться, и тогда он не станет амбистомой, а могут и не закончиться, это как повезет.

Кстати, когда-то аксолотлей и амбистом описывали как разные виды и даже разные семейства. Но в 1867 году нескольких аксолотлей из холодного горного мексиканского озера привезли и выпустили в теплый, заросший кувшинками пруд Парижского ботанического сада. Часть первого же поколения их потомства сочла такие условия неприемлемыми, превратилась в амбистом и вылезла на сушу к неописуемому изумлению французских зоологов. Систематику хвостатых земноводных пришлось экстренно пересмотреть.

Спустя несколько месяцев после рождения

Переходный возраст

Почему аксолотли не взрослеют? Потому что им это не выгодно, утверждает наиболее популярная гипотеза. Лягушки и саламандры вынуждены выходить на сушу, так как мелкие водоемы, в которые они откладывают икру, мелеют и пересыхают. Аксолотли же живут в горных озерах с очень стабильными условиями: чистая холодная вода, постоянная кормовая база и минимум угроз. Какой смысл менять это благополучие на полную опасностей сушу? Поэтому первая же случайная мутация, позволившая амбистомам не проходить метаморфоз и размножаться в воде, была поддержана естественным отбором и закреплена в генофонде. А их гипофиз стал вырабатывать слишком мало тиреотропного гормона для стимуляции щитовидной железы к производству гормона тироксина, который и должен запускать метаморфоз, но теперь без особого приглашения не запускает.

В аквариумах всего мира проживает подавляющая часть земных аксолотлей, в природе их почти не осталось

Кроме того, метаморфоз — очень энергозатратное предприятие. В воде аксолотль может прожить до 20 лет, но после превращения (особенно искусственно стимулированного) в амбистому живет существенно меньше. Перестройки органов и смена систем жизнеобеспечения — дорогое удовольствие, а природа, как известно, всегда старается сократить расходы.

Родственники

Слепые драконы

Американские и европейские протеи — неотенические личинки хвостатых амфибий, утратившие способность к метаморфозу и перешедшие на водный образ жизни. А европейские протеи, которые живут исключительно в вечной темноте подземных рек и пещерных водоемов Динарского нагорья, утратили еще и зрение. Зато они реагируют на свет всей поверхностью кожи, охотятся с помощью электромагнитной сенсорики, имеют сейсмочувствительные клетки наподобие боковой линии рыб, могут голодать по 10 лет, а продолжительность жизни достигает 70 лет — невероятный срок для 30-сантиметрового животного. Вынесенных на поверхность во время паводка протеев в суровом Средневековье считали детенышами драконов и на всякий случай убивали. Теперь европейский протей под строжайшей охраной.

Согласно другой гипотезе, аксолотли остаются детьми не от хорошей жизни, а из-за дефицита йода в горных водоемах их ареала. Мало йода — низкая активность щитовидной железы и недостаток тироксина. Но если поднять уровень гормонов, добавляя их в воду или корм, то аксолотлю волей-неволей придется попрощаться с детством.

В природе процесс перехода во взрослую форму запускается, только если условия меняются в худшую сторону. В неволе же многие особи полностью утратили способность к метаморфозу, и даже в плохих условиях скорее умрут, чем «повзрослеют». Особенно это касается лабораторных линий животных — ведь именно личиночная стадия представляет наибольший интерес для исследований. И разводить аксолотлей гораздо проще, чем добиваться потомства от взрослых амбистом. Так что особи, подтвердившие на практике свою способность к метаморфозу, имеют мало шансов передать ее следующему поколению, и искусственный отбор закрепляет у аксолотлей постоянную неотению. Не исключено, что в будущем живущие в неволе (а других уже не останется) мексиканские аксолотли окончательно застрянут в детстве.

Особенности

Жизнь в неволе

Аксолотли — малоподвижные, но прожорливые хищники: едят рыб, мелких амфибий, насекомых, ракообразных, дождевых червей. В неволе их кормят полосками сырого мяса, курятиной и субпродуктами, стараясь не перекармливать, но и не оставляя голодными, чтобы они не откусывали друг другу конечности. Температура воды не должна быть выше 22 градусов. Аксолотли избегают света, любят темные уголки. К человеку привыкают быстро, едят с рук, могут давать себя гладить. Живут в неволе до 20 лет.

Органы на потоке

Пожалуй, мексиканский аксолотль — самое лабораторное животное: подавляющая часть его популяции живет в научных лабораториях. За что же ученые так их полюбили? Причин много.

За неприхотливость: содержать аксолотлей проще, чем большинство аквариумных рыб. За плодовитость: неотения позволяет им стать половозрелыми уже в десять месяцев и приносить до полутысячи икринок три раза в год: бесценное качество для генетических исследований. За крупные яйцеклетки: идеальный материал для опытов по эмбриональной трансплантации и пересадке ядер. На эмбрионах аксолотля удобно изучать первичную индукцию, процессы специализации тканей, развития органов чувств и пр.

И конечно же, биологи всего мира обожают аксолотля за его главную тайну — невероятную способность к регенерации. Если аксолотль с чьей-нибудь помощью потеряет хвост, лапу или жабру, то через пару месяцев у него вырастет новый орган, ничуть не хуже старого. Это уникальная для позвоночного способность к репарационной регенерации. Ответ на вопрос, как аксолотлю это удается, может обозначить новую веху в медицине. Но пока что у нас есть только промежуточные результаты.

Изображение аксолотля на стене Биологического института (Национальный автономный университет Мехико). Мексиканские биологи серьезно обеспокоены сокращением численности аксолотля в природном ареале

Например, открытие неожиданно важной роли клеток-макрофагов. Их функция традиционно сводится к пожиранию мертвых и чужеродных клеток, бактерий и прочих нежелательных агентов. Оказалось, что макрофаги аксолотля прибывают в рану быстрее, чем макрофаги млекопитающих. Если же его макрофаги блокировать, то вместо новой конечности у аксолотля образуется культя из рубцовой ткани, как и у нас. Ученые не исключают, что именно молекулы, выделяемые макрофагами, — ключ к регенерации органов.

Место действия

Зона обитания мексиканского аксолотля

А возможно, секрет регенерации аксолотля в его неотении. У взрослых амбистом отрезанное уже не восстанавливается. А у аксолотлей на месте ампутации возникают клетки, подобные клеткам зон роста конечностей у эмбрионов млекопитающих. Мы, люди, ведь тоже «умеем» восстанавливать утерянные органы, но только, увы, до рождения. И нас очень интересует, как аксолотлю удалось сохранить эту способность и после. Вполне возможно, мы сумеем применять ее на практике.

Ведь человек тоже довольно неотеническое существо. Мы на всю жизнь сохраняем многие черты и психическую активность, свойственные предкам-приматам только в детском возрасте. Наше стремление к открытиям, игривость и любопытство — с биологических позиций настоящее щенячество.

«Они не были человеческими существами, но ни в одном животном я не находил такой глубокой связи с собой», — писал в 1952 году аргентинец Хулио Кортасар в рассказе «Аксолотль». Пожалуй, мы неспроста видим в их бесстрастной улыбающейся личине свое отражение.