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.