Мало известно о том, что едят акулы. Еще меньше сведений о том, как они переваривают пищу, и какую роль играют в экосистеме океана.
На протяжении более столетия исследователи опирались на плоские наброски пищеварительной системы акул, чтобы понять, как она функционирует и как то, что они едят и выделяют, влияет на другие виды в океане. Теперь исследователи произвели серию 3D-сканирований с высоким разрешением кишечника почти трех десятков видов акул, которые помогут лучше понять, как акулы едят и переваривают пищу.
Исследовательская группа из Калифорнийского государственного университета Домингес-Хиллз, Вашингтонского университета и Калифорнийского университета в Ирвине опубликовала свои выводы в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Сообщается, что учёные в основном использовали компьютерную томографию (КТ) в лабораториях UW Friday Harbor Laboratories для создания 3D-изображений кишечника акулы, которые были получены из образцов, хранящихся в Музее естественной истории Лос-Анджелеса. Машина работает как стандартный компьютерный томограф, используемый в больницах: серия рентгеновских снимков берется под разными углами, а затем объединяется с помощью компьютерной обработки для создания трехмерных изображений. Это позволяет увидеть сложности кишечника акулы без необходимости его вскрывать.
В результате сканирования ученые обнаружили несколько новых аспектов функционирования кишечника акулы. Оказывается, эти спиралевидные органы замедляют движение пищи и направляют ее вниз по кишечнику, полагаясь на гравитацию в дополнение к перистальтике, ритмичному сокращению гладкой мускулатуры кишечника. Его функция напоминает односторонний клапан, разработанный Николой Теслой более века назад, который позволяет жидкости течь в одном направлении, без обратного потока или помощи со стороны каких-либо движущихся частей.
Это открытие может пролить новый свет на то, как акулы едят и перерабатывают свою пищу. Большинство акул обычно проводят дни или даже недели между большими приемами пищи, поэтому они полагаются на способность удерживать пищу в своем организме и поглощать как можно больше питательных веществ. Замедленное движение пищи через их кишечник, вызванное спиральным кишечником, вероятно, позволяет акулам дольше удерживать пищу, и они также используют меньше энергии для обработки этой пищи.
Поскольку акулы являются главными хищниками в океане, а также едят много всего – беспозвоночных, рыб, млекопитающих и даже морские водоросли – они, естественно, контролируют биологическое разнообразие многих видов. Знание того, как акулы перерабатывают то, что они едят, и как они выделяют отходы, важно для понимания более крупной экосистемы.
Авторы планируют использовать 3D-принтер для создания моделей нескольких различных кишок акул, чтобы проверить, как материалы перемещаются через структуры в режиме реального времени. Они также надеются наладить сотрудничество с инженерами, чтобы использовать кишечник акулы в качестве образца для промышленных применений, таких как очистка сточных вод или фильтрация микропластика из водной толщи.
