Автотомия (от греческого авто- «само-» и фолианта «отрезание», αὐτοτομία ) или самоампутация - это поведение, при котором животное сбрасывает или выбрасывает одно или более его собственных придатков, обычно в качестве механизма самозащиты, чтобы ускользнуть от хватки хищника или отвлечь хищника и тем самым позволить ему убежать. У некоторых животных есть способность регенерировать потерянную часть тела позже. Аутотомия имеет множественное эволюционное происхождение и, как полагают, развивалась как минимум девять раз независимо у животных.
Некоторые ящерицы, саламандры и туатара, когда его поймают за хвост, при попытке к бегству сбрасывает его часть. У многих видов оторванный хвост будет продолжать изгибаться, создавая обманчивое ощущение продолжающейся борьбы и отвлекая внимание хищника от убегающего животного-жертвы. Кроме того, многие виды ящериц, такие как Plestiodon fasciatus, Cordylosaurus subtessellatus, Holaspis guentheri, Phelsuma barbouri и Ameiva Wetmorei имеют тщательно окрашенные синие хвосты, которые, как было показано, отражают атаки хищников в сторону хвоста, а не от тела и головы. В зависимости от вида животное может быть способно частично регенерировать свой хвост, обычно в течение недель или месяцев. Несмотря на функциональность, новая хвостовая часть часто короче и будет содержать хрящ, а не регенерированные позвонки кости, а по цвету и текстуре кожа регенерированного органа как правило, заметно отличается от своего первоначального вида. Однако некоторые саламандры могут регенерировать морфологически полный и идентичный хвост. Некоторые рептилии, такие как хохлатый геккон, не регенерируют хвост после аутотомии.
Технический термин для этой способности опускать хвост - каудальная аутотомия. У большинства ящериц, приносящих в жертву хвост таким образом, ломка происходит только тогда, когда хвост схватывается с достаточной силой, но некоторые животные, такие как некоторые виды гекконов, могут выполнять настоящую аутотомию, отбрасывая хвост при достаточном стрессе, например, когда атакованы муравьями.
Хвостовая аутотомия у ящериц принимает две формы. В первой форме, называемой межпозвонковой аутотомией, хвост разрывается между позвонками. Вторая форма каудальной аутотомии - интравертебральная аутотомия, при которой есть зоны слабости, плоскости перелома поперек каждого позвонка в средней части хвоста. При этом втором типе аутотомии ящерица сокращает мышцу, чтобы сломать позвонок, вместо того, чтобы сломать хвост между двумя позвонками. Сфинктер мышцы хвоста затем сокращаются вокруг хвостовой артерии, чтобы минимизировать кровотечение. Еще одна адаптация, связанная с внутрипозвоночной аутотомией, заключается в том, что кожные лоскуты загибаются над раной в месте аутотомии, чтобы легко закрыть рану, что может минимизировать инфекцию в месте аутотомии. Среди ящериц распространена каудальная аутотомия; он был зарегистрирован в 13 из примерно 20 семейств.
Хвостовая аутотомия присутствует как тактика борьбы с хищниками, но также присутствует у видов с высокими показателями внутривидовой конкуренции и агрессия. Агама агама ящерица сражается, используя свой хвост как кнут против других сородичей. Он может автоматизировать свой хвост, но это связано с социальными издержками - потеря хвоста снижает социальное положение и способность к спариванию. Например, Uta stansburiana страдает пониженным социальным статусом после каудальной аутотомии, в то время как Iberolacerta monticola испытывает снижение успешности спаривания. Среди Coleonyx brevis яйца меньшего размера или яиц совсем не образуются после потери хвоста. Однако регенерированный хвост в Agama agama принимает новую форму, напоминающую булаву, предоставляя самцу лучшее боевое оружие, так что аутотомия и регенерация работают вместе, повышая способность ящерицы выживать и воспроизводиться. Есть также примеры, в которых саламандры атакуют хвосты сородичей, чтобы установить социальное доминирование и снизить приспособленность конкурентов.
Несмотря на эффективность этого механизма, он также очень дорогостоящий и применяется только после того, как другие средства защиты будут приняты. не удалось. Одна из затрат связана с иммунной системой: потеря хвоста приводит к ослаблению иммунной системы, что позволяет клещам и другим вредным организмам оказывать более сильное негативное воздействие на людей и сокращать их здоровье и продолжительность жизни. Поскольку хвост играет важную роль в передвижении и хранении энергии жировых отложений, он слишком ценен, чтобы его случайно бросить. Многие виды после аутотомии развили определенное поведение, такое как снижение активности, чтобы компенсировать негативные последствия, такие как истощение энергетических ресурсов. Некоторые из таких ящериц, у которых хвост является основным хранилищем для накопления запасов, вернутся к опущенному хвосту после того, как угроза миновала, и съедят его, чтобы восстановить часть принесенных в жертву запасов. И наоборот, некоторые виды, как было замечено, нападают на соперников и хватают их за хвосты, которые они съедают после того, как их противники убегают.
Есть также приспособления, которые помогают снизить затраты на аутотомию, как это видно у высокотоксичной саламандры, Bolitoglossa rostrata, при котором особь откладывает аутотомию до тех пор, пока хищник не поднимет челюсти вверх по хвосту или не удержится в течение длительного времени, позволяя саламандре сохранить хвост, когда одна токсичность может отпугнуть хищников. Регенерация является одним из важнейших приоритетов после аутотомии, чтобы оптимизировать двигательные функции и восстановить репродуктивную способность. При регенерации хвостов каудальная аутотомия восстанавливается за счет энергии, которая часто препятствует росту тела или внутривидовому взаимодействию.
Ископаемые останки рептилий, обладающие способностью к аутотомии, которые не являются в пределах семейства ящериц были обнаружены, относящиеся к позднему карбоновому периоду и ранней перми эпохе. Два чешуйчатых вида юрского периода, Eichstaettisaurus schroederi и Ardeosaurus digitatellus, были идентифицированы как имеющие межпозвоночные плоскости аутотомии, и эти виды были помещены в таксономию чешуек как предков существующих ныне гекконов.
По крайней мере два вида африканских колючих мышей, Acomys kempi и Acomys percivali способны к аутотомическому высвобождению кожи, например после захвата хищником. Это первые известные млекопитающие, которые сделали это. Они могут полностью регенерировать аутотомически высвободившуюся или иным образом поврежденную ткань кожи - вырастая волосяные фолликулы, кожа, потовые железы, мех и хрящ с небольшими рубцами или без них. Считается, что соответствующие гены регенерации также могут функционировать у людей.
Более 200 видов беспозвоночных способны использовать аутотомию в качестве поведения избегания или защиты. Эти животные могут добровольно сбрасывать придатки, когда это необходимо для выживания. Аутотомия может происходить в ответ на химическое, термическое и электрическое раздражение, но, возможно, наиболее часто это реакция на механическое раздражение во время поимки хищником. Аутотомия служит либо для увеличения шансов на побег, либо для уменьшения дальнейшего ущерба, наносимого остальной части животного, такого как распространение химического токсина после укуса.
аутотомия возникает у некоторых видов осьминогов для выживания и размножения: специализированная репродуктивная рука (гектокотил ) отделяется от самца во время спаривания и остается внутри женская мантия полость.
Виды (наземных) слизней из рода Prophysaon могут самостоятельно ампутировать часть своего хвоста. Известна аутотомия хвоста морской улитки Oxynoe panamensis при стойком механическом раздражении.
У некоторых морских слизней наблюдается аутотомия. И Discodoris lilacina, и Berthella martensi часто опускают всю юбку своей мантии при обращении с ними, в результате чего Discodoris lilacina также называется Discodoris fragilis. Каждый член Phyllodesmium роняет большое количество своих cerata на кончике, имеющем большую липкую железу, выделяющую липкое вещество.
Аутотомические каменные крабы используются людьми как самовосстанавливающийся источник пищи, особенно во Флориде. Сбор урожая осуществляется путем удаления одного или обоих когтей с живого животного и возвращения его в океан, где оно может отрастить потерянную конечность (и). Однако в экспериментальных условиях, но с использованием коммерчески приемлемых методов, 47% каменных крабов, у которых были удалены оба когтя, умерли после удаления когтей, а 28% людей с ампутированными конечностями с одним когтем умерли; 76% пострадавших умерли в течение 24 часов после удаления когтя. Встречаемость регенерированных когтей в промысловом улове низкая; одно исследование показывает менее 10%, а более недавнее исследование показывает, что только 13% имеют регенерированные когти. (См. Отказ от крабов )
Послеуборочная аутотомия ноги может быть проблематичной при некоторых промыслах крабов и омаров и часто происходит, если эти ракообразные подвергаются воздействию пресной или гиперсоленой воды в виде сушеной соли на сортировочных лотках. рефлекс аутотомии у ракообразных был предложен в качестве примера естественного поведения, которое вызывает вопросы относительно утверждений о том, могут ли рачки «чувствовать боль», которые могут быть основаны на определениях «боли», которые ошибочны из-за отсутствия какого-либо поддающегося фальсификации теста, либо для установления или отрицать значимость концепции в данном контексте.
В естественных условиях пауки, плетущие сферы (Argiope spp.) подвергаются аутотомии, если их ужалили в ногу осы или пчелы. В экспериментальных условиях, когда паукам вводят в ногу пчелиный или осовый яд, они теряют этот придаток. Но если им вводят только физиологический раствор, они редко автоматизируйте ногу, указав, что это не физическая инъекция или попадание жидкости как таковое, вызывающее аутотомию. Кроме того, пауки, которым вводили компоненты яда, которые заставляют введенных людей сообщать о боли (серотонин, гистамин, фосфолипаза A2 и мелиттин ), аутотомизируют ноги, но если инъекции содержат компоненты яда, не причиняющие боли человеку, аутотомия не происходит.
Иногда, когда медоносные пчелы (род Apis ) ужалил жертву, остаётся зазубренное жало. Когда пчела отрывается, жало захватывает с собой весь дистальный сегмент брюшка пчелы вместе с нервом ганглием, различными мышцами, ядовитым мешком и концом пищеварительный тракт пчелы. Этот массивный разрыв брюшной полости убивает пчелу. Хотя широко распространено мнение, что рабочая медоносная пчела может ужалить только один раз, это частичное заблуждение: хотя жало зазубрено, так что оно проникает в кожу жертвы , отрываясь от брюшка пчелы и приводя к ее гибели, это происходит только в том случае, если кожа жертвы достаточно толстая, например, у млекопитающего. Однако укус пчелиной матки не имеет зазубрин и не автоматизируется. Все виды настоящих медоносных пчел имеют эту форму аутотомии жала. Ни у одного другого жалящего насекомого, включая желтобрюшную осу и мексиканскую медовую осу, не было модифицировано таким образом укуса, хотя у них могут быть колючие укусы. Два вида ос, которые используют аутотомию укусом в качестве защитного механизма: Polybia rejecta и Synoeca surinama.
Эндофаллос и части рога гениталий самцов медоносных пчел (трутни ) также автоматизируются во время совокупления и образуют брачную пробку, которая должна удаляться гениталиями последующих трутней, если они также должны спариваться с одной и той же маткой. Дроны умирают через несколько минут после спаривания.
Потрошение, выброс внутренних органов морских огурцов при стрессе, также является формой аутотомии, и они регенерируют утраченные органы.
Некоторые морские звезды сбросили оружие. Сама рука может даже превратиться в новую морскую звезду.