Salamandrose gyvenantys dumbliai nėra patenkinti tokia situacija

Salamandrose gyvenantys dumbliai nėra patenkinti tokia situacija

Koralinis rifas yra nepagaunamas gyvūnas, gaudantis dumblių kooperatyvą.

Kiekviename efektyviame kalcio karbonato komplekso bute yra įkurdintas galingas su medūzomis susijęs gyvūnas ir dumbliai. Dumbliai naudoja šviesą maistui gaminti, kurį dalijasi su savo kambario draugu. Šis gyvūnas maistą gaudo urvinėmis palapinėmis, kuriomis tręšia dumblius ir kuria buveinę.

Tačiau koralai iš tikrųjų nesukuria „gyvūno“, todėl daugeliui žmonių gali būti sunku juos atpažinti kaip tokius. Tačiau stebėtinai ten tai yra gyvūnas-rėkiantis-gyvūnas, kuriame gyvena dumbliai. Tai būtų nematoma salamandra Ambystoma maculatum. Embrione ląstelės yra embrionai Ophila amblystomatis kažkaip jie jame atsiduria. Techniškai salamandra dabar yra fotosintetinis gyvūnas.

Ši salamandra yra vienintelis žinomas stuburinio gyvūno, kuris vaidina bet kokios rūšies simbioziniuose mikroorganizmuose, fotosintezės ar ne, pavyzdys. Ir nereikia sakyti, kad tai labai įdomus dalykas – niekas nėra visiškai tikras, kas vyksta tarp jūsų. Ankstesni eksperimentai parodė, kad salamandrai naudinga neįprasta buveinė. Neaišku, kaip dumbliai jaučiasi dėl šios būklės.

Koraluose augintiniai išeikvoja savo imuninę sistemą, kad gamintų dumblius ir baltymus, kurie perneša maistines medžiagas į jų simbiontus arba iš jų. Dumbliai taip pat keičia savo kūną taip, kad būtų naudingi jiems ir jų agentams. Ar kas nors, kas vyksta šiuose embrionuose, yra salamandra kaip koralų simbiozė? Ar tai daugiau nei parazitavimas? O gal jis per vidurį?

Neseniai mokslininkų komanda iš Amerikos gamtos istorijos muziejaus ir Getisburgo koledžo nusprendė ištirti abiejų organizmų genetinę sandarą, bandydama atsakyti į šiuos klausimus. Kurie genai gamino daugiausia baltymų simbiotinėje tautoje, o kurie buvo nedaug? Ką tai gali mums pasakyti apie tai, kas atsitiko? Praėjusiais metais jie paskelbė savo rezultatus žurnale eGyvenimas.

Iš tikrųjų yra dviejų tipų simbiozė tarp dumblių ir salamandros. Arba dumbliai lieka salamandros kiaušinių kapsulėse, kuriose yra besivystantys embrionai, bet nepuola ląstelių, kaip matote aukščiau esančiame paveikslėlyje. Kita vertus, dumbliai įsiveržia į embriono ląsteles.

Ankstesni eksperimentai atskleidė, kad pirmajame junginyje, vadinamame ektosimbiotiniu, dumbliai gauna naudos iš augančio embriono šlapimo – azoto atliekų – ekvivalento, galbūt todėl, kad jis veikia kaip trąša. Panašiai dumbliai aprūpina vaisius deguonimi ir cukrumi.

Antroji simbiozės rūšis – viduląstelinė – buvo diagnozuota tik 2011 m., praėjus maždaug 122 metams po to, kai pirmą kartą buvo paskelbta pirmoji ataskaita apie didelį žalių salamandrų kiaušinių skaičių. Antakiai, be jokios abejonės, pakelti.

Šio eksperimento metu mokslininkai paėmė ląsteles iš laukinėje gamtoje įstrigusių salamandrų ir jų dumblių bei išmatavo genetinį naudojimą tarp dumblių ir salamandrų leidimų.

Jų duomenys atskleidė, kad tarpląsteliniai dumbliai parodė aiškius depresijos požymius ir deguonies bei sieros trūkumą, gamindami per didelę šilumą ir su autofagija susijusius baltymus, reaguodami į nepaaiškinamą poveikį salamandroms.

Nors fotosintezės metu dumbliai gamina deguonį, jie taip pat turi gaminti energiją savo maiste, kaip tai daro gyvūnai, kvėpuodami deguonimi. Atrodo, kad salamandros ląstelėse įstrigusios membranos negali pagaminti pakankamai deguonies, kad patenkintų tiek individualius, tiek salamandros poreikius. Problemą didina ir tai, kad buvimas gyvūno viduje dažniausiai užgožia saulę.

Vietoj to, salamandros lervų viduje esantys dumbliai virsta mielėmis. Šis procesas yra energijos – šieno, tikrai – būdas gauti iš dietos, kurioje nėra deguonies. Fermentacija yra tas pats procesas, kuris mieles paverčia kylančia duona ir verdančiu alumi bei mūsų pavargusiais raumenimis, kai deguonies poreikis viršija tiekimą.

Dar blogiau yra tai, kad fermentacija jūsų kurui sukelia daug mažesnį sprogimą nei kvėpavimas. Paprastai tai nėra pirmas dalykas, kurį pasirenka mikrobas (ar bet kuris kitas gyvas daiktas). Kadangi fermentacija yra mažiau efektyvi nei aerobinis kvėpavimas, dumbliai taip pat nerimą keliančiu greičiu degina savo krakmolo atsargas. Mokslininkai apskaičiavo, kad dumbliai, esantys salamandros ląstelėse, turėjo tik 42% dumblių, laikomų už kapsulės ribų.

Ne visos blogos naujienos. Atrodo, kad dumbliai turi naudos iš azoto ir fosforo gausos surišančioje ląstelėje, todėl maistinėms medžiagoms transportuoti jiems nereikia gaminti tiek baltymų, kiek galėtų be jų.

Kita vertus, salamandrai ne itin trukdė netoliese esantis augalas jos ląstelėse: tik 0,64% mokslininkų ištirtų genų rodo, kad salamandros ląstelėse, kurias užpuola arba užplūsta dumbliai, yra modifikuotas naudojimas. . Koraluose šis skaičius yra 3%.

Reaguodamas į nykstančius dumblius, embrionas padidino genų, slopinančių imuninį atsaką į įsibrovėjus, gamybą, o tai taip pat būdinga koraliniams rifams. Salamandro ląstelės neparodė jokių ląstelių mirties (apoptozės), ląstelių organelių rekonstrukcijos (autofagijos) ar kitų žalingų įsibrovėlių reakcijų požymių. Gyvūnų ląstelės dažnai reaguoja į savižudybės išpuolį. Salamandrų embrionų ląstelės, sprendžiant iš jų genetinės sandaros, to nedaro.

Salamandrai tam tikra prasme gali būti naudinga ankstyvoji dumblių romantika. Ataka gali padėti sustiprinti salamandros imuninę sistemą jos per daug nestimuliuojant ir pagerinti gyvūno gebėjimą kovoti su agresyviais įsibrovėliais vėliau. Dumbliai taip pat gali maitinti vaisius – bent iš dalies – fermentuotais produktais ar kitaip, nors tai lieka neaišku. Yra žinoma, kad salamandra geriausiai auga su dumbliais.

Įdomu tai, kad koraluose sistema greičiausiai bus apmokestinta gyvūnu, todėl aplinkos stresą patiriantys koralai gali išskirti dumblius (procesas vadinamas balinimu), kad pagerintų trumpalaikį išgyvenimą. Tačiau jei jie tam tikru momentu nesuras naujų darbdavių, jie mirs.

Kodėl Jis yra gyvas, salamandra, toleruoja iš pažiūros apgailėtinas gyvenimo sąlygas šio konflikto viduryje? Įdomus klausimas, į kurį nėra aiškaus atsakymo, bet yra užuominų. Dumblių nėra niekur kitur gamtoje, išskyrus salamandrų kiaušinių kapsules. Dumblių ląstelės jaunose salamandrose išlieka matomos ilgą laiką. Net tada, kai dumblių DNR nebesimato, senosiose salamandrose kiaušintakiuose ir vyrų reprodukciniame trakte lieka matoma. Šviežiai padėtų kiaušinių sudėtyje yra dumblių ląstelių. Ir neatrodo, kad tos dumblių ląstelės kapsulėje būtų tokios didelės kaip embrionų viduje. Iš kur jie gali atsirasti?

Ar dumblius iš kartos į kartą gali perduoti salamandra, patvari gyvūno dalis? Jei taip, salamandra padovanojo sąjungininkui geriausias dovanas: nemokamą važiavimą, namus ir nemirtingumą, bent jau šeimininkės rūšies gyvybę.

Jei taip, tai tikriausiai buvo geras kompromisas. Kaip rodo „savanaudiškos genetikos“ sąvoka, dumblių genomas gali būti tiek susijaudinęs dėl savo reprodukcinės funkcijos, kiek genomo genetinė sandara yra prislėgta ir nepatogi. Liūdna mums, gyvoms būtybėms, atrodo, kad mūsų genų išlikimas, o ne mūsų komfortas, yra svarbiausias natūralios atrankos veiksnys.

Nuoroda

Johnas A Burnsas, Huanjia Zhang, Elizabeth Hill, Eunsoo Kim, Ryanas Kerney. Transkripto analizė atskleidžia tarpląstelinės sąveikos pobūdį stuburinių ir dumblių simbiozėje. eGyvenimas, 2017 m.; 6 DOI: 10.7554 / eLife.22054

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *