Как медуза‑гигант остаётся почти полностью водой

В толще воды плывёт полупрозрачный диск, за которым тянется целый лес щупалец — они могут быть длиннее синего кита. Это медуза «львиная грива». Её огромные размеры поддерживаются за счёт тела, почти полностью состоящего из воды, и редкого «каркаса» из живых клеток.

Ключ к такому устройству — в её межклеточном матриксе: это желеобразная сетка, в которой вода удерживается волокнами коллагена и полисахаридами. Этот матрикс придаёт телу форму и прочность при минимальной массе, естественным образом обеспечивает плавучесть и снижает энергозатраты на базовый обмен веществ. Вместо того чтобы перекачивать кровь, медуза опирается на диффузию и медленные конвективные потоки через тонкий слой эпителия, поэтому транспорт веществ остаётся малозатратным даже при огромной площади поверхности.

Вдоль каждого щупальца цепочки стрекательных клеток и разветвлённая нервная сеть координируют жалящие реакции и движение без единого центрального мозга. Такая децентрализованная схема масштабируется как распределённая вычислительная сеть, только реализованная в виде нейронных цепей и синаптических связей. Рост сводится к наращиванию одинаковых повторяющихся модулей — мышечных волокон, чувствительных клеток и нематоцист — вдоль богатых водой тяжей, за счёт чего щупальца удлиняются, а «стержень» почти не утолщается. В итоге получается крайний пример «малой плотности» в биологической инженерии: вместо того чтобы бороться с ростом энтропии в окружающей воде, организм использует его в своих интересах, и за счёт этого огромные, хрупкие структуры могут существовать в открытом океане.

loading...