МЕХАНИЗМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ В ПЛАЗМОДИИ PHYSARUM POLYCEPHALUM . АВТОВОЛНОВЫЕ РЕЖИМЫ СОКРАЩЕНИЯ ПРОТОПЛАЗМАТИЧЕСКИХ ТЯЖЕЙ

Теплов В. А., Морозов М. А., Ильясов Ф. Э.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино
Автоколебательные процессы являются наиболее общими и существенными атрибутами биологической подвижности. На клеточном уровне это особенно наглядно проявляется в плазмодии Physarum polycephalum - гигантской многоядерной клетке с амебоидным типом движения. Обусловленные актомиозином периодические (в минутном диапазоне) локальные сокращения и расслабления гелеобразных стенок (эктоплазмы) вызывают интенсивные возвратно-поступательные потоки жидкой эндоплазмы. Это обеспечивает не только внутриклеточное перемешивание, но также распластывание и миграцию плазмодия, в ходе которой он морфологически дифференцируется на фронтальную пленку и сеть протоплазматических тяжей (вен), по устройству напоминающих сосуды кровеносной системы. Диаметры крупных тяжей могут достигать 2 мм, а длина - десятков сантиметров. Благодаря огромным размерам эта клетка занесена в книгу рекордов Гиннесса и предоставляет уникальные возможности для экспериментального исследования биомеханических аспектов амебоидной подвижности. Регистрация и анализ автоволновых процессов требуют большого числа одновременных измерений механических и химических характеристик во многих точках клетки. В данной работе проведены измерения ритмических радиальных деформаций тяжей плазмодия и их изолированных фрагментов. Деформации оценивались по изменениям в изображении плазмодия, регистрируемого со скоростью 1 кадр/с с помощью цифровой видеокамеры Connectix QuickCam, и последующей компьютерной обработки. Выявлено, что основными режимами эктоплазматических сокращений тяжей являются стоячие волны и синфазные колебания. Зарегистрированные режимы волнообразных сокращений изолированных фрагментов тяжей хорошо описываются представленной нами математической моделью. Работа выполнена при поддержке РФФИ.