Вчені вивчили механізм роботи стрікальних клітин медуз і з'ясували, як саме тваринам вдається вражати видобуток або агресора в соті частки секунди.
Судома - занадто делікатне слово для агонії, яка охоплює людину при контакті з щупальцями тропічних медуз. Ті, кому траплялося вижити після зіткнення з твариною, описують подію так, немов з них живцем здирали шкіру. На щастя, більшість різновидів медуз не небезпечні для людини, а їхня отрута викликає хіба що незначні опіки.
Але як же цим безмозким (у буквальному сенсі) істотам вдається завдавати стільки болю? Медузи належать до типу стрільців, або книдарій (Cnidaria) і, за фактом, є однією зі стадій життєвого циклу цих дивовижних істот. Більшість з них мають нематоцити - стрікальні клітини, свого роду біологічні шприци з отрутою. Ці клітини можуть використовуватися як для полювання, так і для захисту від ворогів. Спеціальна органела в клітці, нематоцист, являє собою колбовидну капсулу, до якої приєднана пустотіла витова нитевидна структура. На зовнішній частині нематоциту знаходиться книдоциль - «спусковий механізм», голкоподібний джгутик з комірцем з мікроворсинок. Варто зачепити його, і нематоцист вистрілить, протикаючи оболонку цілі і впроваджуючи в її тканині напівю стрікальну нитку. У результаті токсичний вміст нематоцисту впорскується в тканини мішені.
Цей процес займає мікросекунди і вважається одним з найшвидших органічних дій. Рухлива частина органели відчуває прискорення, що досягає, за словами дослідника Урі Шавіта, 50 000 000 м/с2! Разом з колегами з Хайфського університету і Техніон-Ізраїльського технологічного інституту Шавіт розробив експеримент, щоб з'ясувати, як цей механізм працює в товщі води. Вчені опублікували результати своїх досліджень у Journal of the Royal Society Interface.
Попередні дослідження показали, що капсула отримує таке прискорення від т. зв. осмотичного потенціалу, коли крихітна - всього 10 мікрон в поперечнику, - структура використовує різницю між хімічними властивостями води поза і всередині тіла медузи. Однак нова робота доводить, що справа не тільки в цьому: важливий і сам механізм. Під мікроскопом дослідники спостерігали, як нематоцисти медузи Rhopilema nomadica реагують на подразник спочатку у воді, а потім в олії. Олія не володіє підходящим осмотичним потенціалом, а тому голки рухалися на три порядку повільніше, ніж у воді. В результаті, вчені побачили, що голка насправді не вилітає з клітини як з кулі, але тягнеться на стрікальній нитці подібно гарпуну.
Розуміння роботи цього механізму допоможе біологам розробити засоби захисту людини від впливу медуз. Тамар Лотан, один з авторів статті, запустила стартап Nidaria, що виробляє сонцезахисний крем, який також призначений для захисту шкіри від нейротоксинів книдарій. Інша компанія, заснована Lotan-Monterey Bay Labs, працює над гелем, який містить нематоцисти морських анемонів і дозволяє доставити ліки в організм через шкіру замість використання шприца. Автори відзначають, що дослідження біомеханіки медуз також будуть використані для створення осмотичних нанотрубок, які можуть мати застосування в медичній області або навіть використовуватися для вироблення електроенергії.