Aequorea victoria - Aequorea victoria

Aequorea victoria
Aequorea4.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство:Animalia
Тип:Книдария
Учебный класс:Hydrozoa
Заказ:Лептотеката
Семья:Aequoreidae
Род:Aequorea
Разновидность:
А. Виктория
Биномиальное имя
Aequorea victoria
Синонимы
  • Месонема Виктория Мурбах и Ширер, 1902 г.
  • Кампанулина перепончатая Сильный, 1925 г.

Aequorea victoria, также иногда называемый хрустальное желе, это биолюминесцентный гидрозойный медуза, или гидромедуза, которая встречается у западного побережья Северной Америки.

Этот вид наиболее известен как источник двух белков, участвующих в биолюминесценции: экуорин, а фотобелок, и зеленый флуоресцентный белок (GFP). Их первооткрыватели, Осаму Шимомура и его коллеги получили Нобелевскую премию по химии 2008 года за работу над GFP.

Описание

Вентральный вид с гипериид амфипода

Почти полностью прозрачный и бесцветный, иногда трудноразрешимый Aequorea victoria обладают сильно сократительной ротовой полостью и рукояткой в ​​центре до 100 радиальных каналов, доходящих до края раструба. Край раструба окружен неровными щупальцами, до 150 из них у взрослых особей. Щупальца обладают нематоцисты которые помогают в захвате добычи, хотя они не действуют на людей. Образцы размером более 3 см обычно имеют гонады для полового размножения, которые проходят большую часть длины радиальных каналов и видны на фотографиях в этой статье в виде беловатых утолщений вдоль радиальных каналов. Край раструба окружен мускулистым валиком, типичным для гидромедуз, и помогает при передвижении за счет сокращения мускулов раструба. Более крупные экземпляры часто встречаются с симбиотическими гипериидные амфиподы прикреплены к субумбрелле или даже иногда живут внутри кишечника или радиальных каналов.

Распределение

Aequorea victoria Встречаются вдоль североамериканского западного побережья Тихого океана от Берингова моря до южной Калифорнии. Медуза - часть жизненного цикла - это пелагический организм, который отрывается от нижнего полипа в конце весны. Медузы можно найти плавающими и плавающими как у берегов, так и у берегов восточной части Тихого океана;[1] этот вид особенно распространен в Пьюджет-Саунд.

В сентябре 2009 г. Aequorea victoria был замечен в Морей Ферт, необычное явление, поскольку в британских водах никогда не видели и не регистрировали кристаллическое желе. Экземпляр был выставлен в Морском аквариуме Macduff в г. Абердиншир, Шотландия.[нужна цитата ]

Идентификация

Aequorea виды бывает довольно трудно отличить друг от друга, поскольку морфологические признаки, по которым проводится идентификация, в основном состоят из числа щупалец, числа радиальных каналов, числа маргинальных статоцист и размера. Эти черты довольно пластичны, и количество щупалец и радиальных каналов увеличивается у всех видов животных. Aequorea с размером. Еще один вид иногда встречается в том же географическом ареале, что и Aequorea victoria; эта другая форма была названа Aequorea coerulescens. Пока A. coerulescens по всей видимости, обычно встречается в прибрежных водах восточной части Тихого океана, редкие экземпляры были собраны в центральной Калифорнии и в Friday Harbour, Норт-Пьюджет-Саунд.[2] Хотя морфологически похож на Aequorea victoria, то Aequorea coerulescens форма больше (примерно размер обеденной тарелки) с гораздо большим количеством радиальных каналов. Животные промежуточных размеров между этими двумя формами также довольно промежуточны по внешнему виду, что затрудняет морфологическую идентификацию.

Этот вид считается синонимом Aequorea aequorea из Осаму Шимомура, первооткрыватель зеленый флуоресцентный белок (GFP). Шимомура вместе с Мартином Чалфи и Роджером Цзянем были удостоены Нобелевской премии по химии 2008 года.[3] за открытие и развитие этого белка как важного инструмента биологических исследований. Первоначально А. Виктория имя использовалось для обозначения варианта, найденного в Тихом океане, а A. aequorea обозначение использовалось для образцов, найденных в Атлантике и Средиземном море. Название вида, использованное при очистке GFP, позже было оспорено М.Н. Араи и А. Бринкманн-Фосс (1980),[4] которые решили разделить их на основе 40 экземпляров, собранных вокруг острова Ванкувер. Шимомура отмечает, что этот вид в целом сильно варьируется: с 1961 по 1988 год он собрал около 1 миллиона особей в водах, окружающих Friday Harbour Laboratories из Вашингтонский университет, и во многих случаях имели место ярко выраженные вариации формы медузы.

История жизни

Aequorea victoria имеют диморфную историю жизни, чередуя бесполые бентосные полипы и половые планктонные медузы в зависимости от сезона.[5] Aequorea victoria ювенильные медузы отрываются от колоний гидроидов в конце весны бесполым путем; эти свободноживущие гидромедузы будут проводить в планктоне всю свою жизнь. Медуза на первом этапе жизни быстро растет и, достигнув примерно 3 см, начинает производить гаметы для размножения. Каждая медуза может быть мужчиной или женщиной. Яйца и сперматозоиды ежедневно созревают в гонадах медузы, получая достаточное количество пищи, и свободно нерестятся в толще воды в ответ на ежедневный световой сигнал, где они оплодотворяются и в конечном итоге оседают, образуя новую колонию гидроидов. Гидроиды живут на твердом или каменистом субстрате на дне, где каждую весну бесполые зародыши дают новые крошечные медузы в ответ на некоторые (пока неизвестные) сигналы окружающей среды. Форма медузы обычно живет около 6 месяцев, примерно с конца весны до осени.[2]

Естественная история

Aequorea victoria обычно питаются мягкотелыми организмами, но в рацион могут также входить некоторые зоопланктоны ракообразных, такие как копеподы, крабовые зоэлы, ракушка науплии и другие личинки планктонных организмов. Потребляемые студенистые организмы включают: гребневики, аппендикуляры и другие гидромедузы, включая редко другие Aequorea victoria если условия подходящие.[6] Добыча попадает в ловушку в длинных щупальцах, содержащих нематоцисты, и заглатывается сильно сократительным ртом, который может расширяться, чтобы поедать организмы размером в половину медуз. Из-за своей ненасытной натуры, Aequorea victoria Плотность может быть обратно коррелирована с плотностью зоопланктона, что указывает на конкурентное присутствие в общих средах.[6]

Скорость плавания Aequorea victoria не увеличивается по мере увеличения размера их тела, что делает их неэффективными пловцами. Следовательно, для кормления им требуется прямой контакт со своей добычей, что эффективно осуществляется за счет энергетической тяги, в которой давление позволяет им пассивно перемещаться в окружающей среде. [7]

Хищники

Aequorea medusae поедаются прожорливыми сцифозами Cyanea capillata, обычно называемый желе из львиной гривы, а также гребневики, сифонофора и другие гидромедузы, включая задокументированные случаи каннибализма.[6] Многие более крупные экземпляры встречаются с паразитическими гипериид амфипода Hyperia medusarum прикреплен к субумбрелле или эксумбрелле; эти амфиподы могут зарываться в медузу, но такая деятельность не смертельна для медузы.

Люминесценция

Зеленый флуоресцентный белок ленточная диаграмма [8]
Дальнейшая информация: биолюминесценция

Эта медуза способна производить вспышки синего света путем быстрого высвобождения кальций (Ca2+), который взаимодействует с фотобелком экуорин. Излучаемый синий свет, в свою очередь, преобразуется в зеленый благодаря известному ныне зеленый флуоресцентный белок (GFP). Это преобразование энергии называется Фёрстеровский резонансный перенос энергии (FRET). И экворин, и GFP являются важными флуоресцентными маркерами, часто используемыми в биохимических исследованиях.

В 1961 году Шимомура и Джонсон выделили протеин экуорин и его низкомолекулярный кофактор, коэлентеразин, из большого количества Aequorea медузы в Friday Harbour Laboratories.[9] После первоначального обнаружения яркого свечения при добавлении морской воды к очищенному образцу они обнаружили, что ионы кальция (Ca2+) были необходимы для запуска биолюминесценция. Это исследование также положило начало исследованиям зеленого флуоресцентного белка, которые были обобщены Шимомура.[9] В 1967 году Риджуэй и Эшли микроинъектировали эккорин в отдельные мышечные волокна ракушек и наблюдали временные сигналы, зависимые от ионов кальция, во время сокращения мышц.

За свои исследования GFP Осаму Шимомура был удостоен Нобелевской премии по химии 2008 года вместе с Мартин Чалфи и Роджер Цзянь.[10]

Это открытие привело к большим достижениям в области медицины, поскольку оно позволяет глубже понять методы лечения и медицинские диагнозы посредством исследований клеток и бактерий. [11]

Рекомендации

  1. ^ Козлов, Евгений Н. Морские беспозвоночные Тихоокеанского Северо-Запада. 2-й. Сиэтл: Вашингтонский университет Press, 1996.
  2. ^ а б Миллс, C.E.1999 – настоящее время. «Биолюминесценция Aequorea, гидромедузы». Электронный интернет-документ доступен по адресу http://faculty.washington.edu/cemills/Aequorea.html. Опубликовано C. E. Mills, веб-страница создана в июне 1999 г., последнее обновление (15 февраля 2007 г.).
  3. ^ Нобелевская премия по химии 2008 г..
  4. ^ Араи, М. и А. Бринкман-Фосс. 1980. "Гидромедузы Британской Колумбии и Пьюджет-Саунд", Может. Бык. Рыбы. Акват. Набор., 204, 1–192.
  5. ^ Бруска, Ричард К. и Бруска, Гэри Дж. Беспозвоночные. 2-й. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc., 2003.
  6. ^ а б c Перселл, Дженнифер Э .. «Хищничество Aequorea victoria на других видах потенциально конкурирующих пелагических гидрозоидов». Серия «Прогресс морской экологии» 72 (1991): 255–60.
  7. ^ Геммелл, Брэд и др. (2013) «Пассивный возврат энергии у медуз способствует пропульсивному преимуществу над другими многоклеточными животными». Слушания Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 110 (44), 17904–17909. JSTOR, www.jstor.org/stable/23754410
  8. ^ PDB: 1EMA​
  9. ^ а б Шимомура О (август 1995 г.). «Краткий рассказ об экуорине». Биологический бюллетень. 189 (1): 1–5. Дои:10.2307/1542194. JSTOR  1542194. PMID  7654844.
  10. ^ Отчет BBC
  11. ^ Graham, W. et al. (2014). «Связь благополучия человека и медуз: экосистемные услуги, воздействие и реакция общества». 12 (9). 515-523. JSTOR, www.jstor.org/stable/43187881

внешняя ссылка