Turritopsis dohrnii

редактировать
Это последняя принятая редакция, обзор на 14 октября 2021 года.

Бессмертная медуза
Turritopsis dohrnii.jpg
Turritopsis dohrnii medusa
Научная классификация редактировать
Королевство: Animalia
Тип: Книдария
Класс: Hydrozoa
Порядок: Антоатеката
Семья: Oceaniidae
Род: Турритопсис
Разновидность: T. dohrnii
Биномиальное имя
Turritopsis dohrnii ( Вейсманн, 1883 г.)

Turritopsis dohrnii, также известный как бессмертная медуза, представляет собой вид небольших, биологически бессмертных медуз, обитающих во всем мире в водах умеренного или тропического климата. Это один из немногих известных случаев, когда животные способны полностью вернуться к половому незрелому, колониальному состоянию после достижения половой зрелости в качестве одиночной особи. Другие включают медузу Laodicea undulata  [ sv ] и виды рода Aurelia.

Как и большинство других гидрозоидов, T. dohrnii начинают свою жизнь в виде крошечных свободно плавающих личинок, известных как планулы. Когда планула оседает, она дает начало колонии полипов, прикрепленных к морскому дну. Все полипы и медузы, возникающие из одной планулы, являются генетически идентичными клонами. Полипы образуют сильно разветвленную форму, которая обычно не наблюдается у большинства медуз. Медузы, также известные как медузы, затем отпочковываются от этих полипов и продолжают свою жизнь в форме свободного плавания, в конечном итоге становясь половозрелыми. Когда они достигли половой зрелости, они, как известно, быстро охотятся на другие виды медуз. Если медуза T. dohrnii подвергается стрессу окружающей среды, физическому насилию, болеет или стареет, она может вернуться в стадию полипа, образуя новую колонию полипов. Он делает это посредством процесса трансдифференцировки, который изменяет дифференцированное состояние клеток и превращает их в новые типы клеток.

Теоретически этот процесс может продолжаться бесконечно, фактически делая медузу биологически бессмертной, хотя на практике люди все еще могут умирать. В природе большинство Turritopsis dohrnii, вероятно, погибнет от хищников или болезней на стадии медузы, не вернувшись в форму полипа.

Способность к биологическому бессмертию без максимальной продолжительности жизни делает T. dohrnii важной целью фундаментальных биологических, старческих и фармацевтических исследований.

«Бессмертная медуза» ранее была классифицирована как T. nutricula.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Описание
  • 2 Распространение и вторжение
  • 3 Жизненный цикл
    • 3.1 Биологическое бессмертие
  • 4 Экология
    • 4.1 Диета
    • 4.2 Хищничество
    • 4.3 Среда обитания
  • 5 Геномный анализ
  • 6 Культивирование
  • 7 См. Также
  • 8 ссылки
  • 9 Дальнейшее чтение
  • 10 Внешние ссылки

Описание

Медуза Turritopsis dohrnii имеет форму колокола с максимальным диаметром около 4,5 миллиметров (0,18 дюйма) и примерно такой же высоты, как и ширины. Мезоглея в стенках колокола равномерно тонкая, для некоторого утолщения на вершине, за исключением. Относительно большой желудок ярко-красного цвета и имеет крестообразную форму в поперечном сечении. У молодых особей диаметром 1 мм всего восемь щупалец, равномерно расположенных по краю, тогда как у взрослых особей 80–90 щупалец. Медуза (медуза) живет в планктоне свободно. Плотные клетки нервной сети также присутствуют в эпидермисе в колпачке. Они образуют большую кольцевидную структуру над радиальным каналом, обычно присутствующую у книдарий.

Turritopsis dohrnii также имеет форму донного полипа, или гидроида, который состоит из столонов, которые проходят вдоль субстрата, и вертикальных ветвей с питающимися полипами, которые могут производить почки медузы. Эти полипы развиваются в течение нескольких дней в крошечные медузы размером 1 мм, которые высвобождаются и плавают вдали от родительской колонии гидроидов.

Изображения медузы и полипа близкородственного вида Turritopsis rubra из Новой Зеландии можно найти в Интернете. До недавнего генетического исследования считалось, что Turritopsis rubra и Turritopsis nutricula - одно и то же. Неизвестно, может ли T. rubra medusae также трансформироваться обратно в полипы.

Распространение и вторжение

Turritopsis, как полагает, возник в районе Тихого океана, но распространился по всему миру через транс-арктические миграции, и видообразование на несколько групп населения, которые легко отличить морфологический, но чьи виды различия недавно были подтверждены в исследовании и сравнением последовательности митохондриальных рибосомных генов. Турритопсис встречается в регионах с умеренным и тропическим климатом во всех океанах мира. Считается, что турритопсис распространяется по миру через сброс водяного балласта. В отличие от вторжений других видов, которые вызвали серьезные экономические и экологические последствия, вторжение T. dohrnii по всему миру осталось незамеченным из-за их крошечных размеров и безвредности. «Мы наблюдаем безмолвное вторжение во всем мире», - сказала ученый Смитсоновского института тропического моря доктор Мария Мильетта.

Жизненный цикл

Яйца развиваются в гонадах медуз самок, которые располагаются в стенках манубрия (желудка). Зрелые яйца предположительно нерестятся и оплодотворяются в море спермой, производимой и выделяемой самцами медуз, как и в случае большинства гидромедуз. Однако родственный вид Turritopsis rubra, по- видимому, сохраняет оплодотворенные яйца до стадии планулы. Оплодотворенные яйца развиваются в личинок планулы, которые оседают на морском дне (или даже в богатых морских сообществах, обитающих в плавучих доках) и развиваются в колонии полипов ( гидроидов ). Гидроиды отпочковывают новых медуз, которые выпускаются размером около одного миллиметра, а затем растут и питаются планктоном, становясь половозрелыми через несколько недель (точная продолжительность зависит от температуры океана; при 20 ° C (68 ° F) это от 25 до 30 дней, а при 22 ° C (72 ° F) от 18 до 22 дней). Медузы T. dohrnii способны выжить при температуре от 14 ° C до 25 ° C.

Биологическое бессмертие

Большинство видов медуз имеют относительно фиксированную продолжительность жизни, которая варьируется в зависимости от вида от часов до многих месяцев (долгоживущие половозрелые медузы нерестятся каждый день или ночь; время также довольно фиксировано и зависит от вида). Медуза Turritopsis dohrnii - единственная известная форма, которая развила способность возвращаться в состояние полипа посредством специфического процесса трансформации, который требует присутствия определенных типов клеток (ткани как поверхности колокола медузы, так и системы кровеносных каналов).

Эксперименты показали, что все стадии медуз, от недавно выпущенных до полностью зрелых особей, могут снова превращаться в полипы в условиях голодания, резкого изменения температуры, снижения солености и искусственного повреждения колокола щипцами или ножницами. Трансформирующаяся медуза характеризуется прежде всего разрушением колокольчика, мезоглеи и щупалец. Все незрелые медузы (12 щупальца максимума) затем превратились в кисту -подобных стадии, а затем превращаются в столоны и полип. Однако около 20-40% зрелой медузы перешли в стадию столонов и полипов, не пройдя цистоподобную стадию. Полипы образовались через 2 дня после того, как столоны развились и питались пищей. Далее полипы размножаются за счет роста дополнительных столонов, ветвей, а затем полипов с образованием колониальных гидроидов. В эксперименте они в конечном итоге превратятся в столоны и полипы и снова начнут свою жизнь, даже без изменений окружающей среды или травм.

Эта способность обращать вспять биотический цикл (в ответ на неблагоприятные условия) уникальна в животном мире. Это позволяет медузе избежать смерти, делая Turritopsis dohrnii потенциально биологически бессмертным. Этот процесс не наблюдался в их естественной среде обитания, отчасти потому, что процесс довольно быстрый и потому что полевые наблюдения в нужный момент маловероятны. Тем не менее, большинство отдельных медуз могут стать жертвами общих опасностей для жизни, таких как мезопланктон, в том числе быть съеденными хищниками или погибнуть от болезней.

Метод трансдифференцировки, разработанный этим видом клеток, вдохновил ученых на поиск способа создания стволовых клеток с использованием этого процесса для обновления поврежденных или мертвых тканей человека.

Экология

Диета

Turritopsis dohrnii - хищный вид, который обычно питается зоопланктоном. Их рацион в основном состоит из планктона, икры рыб и мелких моллюсков. T. dohrnii проглатывает пищу и выводит отходы через рот. T. dohrnii во время охоты использует свои щупальца во время плавания по воде. Его щупальца, содержащие жалящие клетки, называемые нематоцистами, распространяются и жалят свою добычу. Щупальца могут согнуться, чтобы направить жертву ко рту. T. dohrnii, как и другие медузы, может ловить добычу своим колоколом. Колокольчик T. dohrnii расширяется, всасывая воду, поскольку он заставляет себя плавать. Это расширение колокольчика приближает потенциальную добычу к щупальцам.

Хищничество

Turritopsis dohrnii, как и другие медузы, чаще всего становятся жертвами других медуз. Другие хищники T. dohrnii включают морских анемонов, тунца, акул, рыбу-меч, морских черепах и пингвинов. Многие виды охотятся на T. dohrnii и других медуз из-за их простого состава. Они состоят всего на 5% из вещества, а остальная часть состоит из воды. Они состоят из трех слоев. Внешний слой (эпидермис), средний слой (мезоглея; толстое желеобразное вещество) и внутренний слой (гастродерма).

Естественная среда

Turritopsis dohrnii был впервые обнаружен в Средиземном море, но с тех пор распространился по всему миру. T. dohrnii обычно обитает в водах умеренного и тропического климата. Их можно найти в маринах или доках, в корпусах судов и на дне (дне океана). Обычно они живут в диапазоне солености от полигалина (18-30 PSU) и эухалина (30-40 PSU).

Геномный анализ

Геномные анализы, такие как анализ последовательности на мРНК или митохондрии ДНК были использованы, чтобы исследовать его жизненный цикл. Анализ мРНК каждой стадии жизни показал, что специфический ген на стадии медуз экспрессируется в десять раз больше, чем на других стадиях. Этот ген относится к сигналу Wnt, который может вызывать процесс регенерации при травме.

Анализ гомологов нуклеотидных последовательностей и гомологов белков выявил Nemopsis bachei как ближайшего родственника вида. Ни один из близкородственных видов не проявляет биологического бессмертия.

Культивирование

Содержать T. dohrnii в неволе довольно сложно. В настоящее время только одному ученому, Шину Куботе из Киотского университета, удалось удержать группу этих медуз в течение длительного периода времени. Планктон необходимо проверять ежедневно, чтобы убедиться, что он должным образом переваривает цисты артемии, которыми питается. Кубота сообщил, что за двухлетний период его колония переродилась 11 раз. Кубота регулярно появляется на японском телевидении, чтобы рассказать о своих бессмертных медузах, и записал о них несколько песен.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки

Последняя правка сделана 2023-04-13 05:13:57
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте