Фагомимикрия - Википедия - Phagomimicry

Аплизия калифорнийская отображение фагомимикрии в ответ на угрозу хищника.

Фагомимикрия это защитное поведение из морские зайцы, в котором животное выбрасывает смесь химикатов, имитировать еды и сокрушить чувства их хищника, давая возможность морскому зайцу спастись.[1][2][3] Типичная защитная реакция морского зайца на хищника - выброс двух химических веществ: чернила от чернильной железы и опаловый из опаловой железы. В то время как чернила создают в воде темное диффузное облако, которое нарушает сенсорное восприятие хищника, действуя как дымовая завеса и как приманка, опалин, который влияет на органы чувств, связанные с кормлением, заставляет хищника инстинктивно атаковать облако химических веществ. как будто это действительно еда.[1] Эти чернила способны имитировать пищу за счет высокой концентрации аминокислот и других соединений, которые обычно содержатся в пище, а агрессивное поведение хищника дает возможность морским зайцам сбежать.[4]

Чернильное поведение

Чернильное поведение, проявляющееся в фагомимикрии, является ответом на угрозу хищника. Морские зайцы есть много естественных хищников, таких как морская звезда, лобстеры, и другие ракообразные. Когда ему угрожает хищник, начинается фагомимикрия. Чернильный раствор выделяется как из опаловый и чернильные железы по отдельности, затем соединения смешиваются в мантии морского зайца, образуя чернильную смесь. Когда чернила выпускаются, они создают дымовую завесу, похожую на защитный механизм позволяя морским зайцам сбежать, а также влияя на обонятельный и вкус чувства своего хищника.[1] Хищников обманывают, заставляя думать, что они поймали свою добычу из-за особого химического состава выпущенных чернил. Это вызывает у хищника пищевое поведение и снова дает морским зайцам больше шансов избежать хищников.

Опаловая железа

Опаловая железа представляет собой структуру, напоминающую гроздь винограда, прикрепленную к центральному каналу, состоящему из эпителиальный клетки. Синтез опалового вещества происходит в самих опаловых везикулах, поскольку в опалиновой железе есть только опаловые везикулы и мышечные клетки.[5] Железа иннервируется тремя отдельными двигательные нейроны, и состоит из отдельных крупных клеток и везикулярных клеток, каждая из которых имеет увеличенное ядро. Эти клетки заключены во внешний слой мышцы. Когда сенсорный нейрон обнаруживает угрозу хищника, дофамин высвобождается на один из трех мотонейронов. Высвобождение дофамина вызывает сокращение железы, которое затем вызывает выброс опалинового вещества.[6]

Чернильная железа

Чернильная железа меньше по размеру, чем опаловая железа, и состоит из двух типов клеток: шероховатой эндоплазматической ретиклум (RER) и гранулированных клеток. Клетки окружены слоем мускулов, сокращающихся и вытесняющих их содержимое. RER - это место формирования белка против хищников, а гранулированные клетки служат для хранения дополнительного пигмента. Пигмент зависит от количества красных водорослей, доступных морским зайцам, чем выше потребление красных водорослей, тем темнее цвет их чернил.[7] Это смешивание может вызвать другую цепочку реакций между соединениями, которые в дальнейшем влияют на эффект, который секреция чернил оказывает на хищников.[5]

Химический состав чернил

И опал, и чернильная железа выделяют разные вещества, которые при смешивании образуют чернила, выделяемые во время фагомимикрии. Секрет очень кислый (чернила с pH 4,9 и опалин с pH 5,8) и содержат высокие уровни биоактивных молекул, которые могут служить стимуляторами питания, сдерживающими факторами питания и отталкивающими соединениями. Стимуляторы питания можно найти как в чернилах, так и в выделениях опалина в виде аминокислоты (Такие как лизин и аргинин ) и служат для того, чтобы обмануть хищников, заставляя их думать, что выделение чернил является источником пищи.[8][4] Чтобы вызвать у хищников неприятный эффект кормления, чернила содержат соединение опалиновой железы, образовавшееся в результате окисления L-лизин, который затем смешивается в мантии с L-аминокислотная оксидаза из чернильной железы.[8] Вместе это соединение, называемое эскапином, секретируется в чернила и является сдерживающим фактором при кормлении.[9] Секреция чернил может иметь длительный эффект на хищников, поскольку химические фагомимы могут вызывать химио-механосенсорную стимуляцию, которая подавляет сенсорную систему и приводит к замешательству и, в конечном итоге, к прекращению атаки.[7][8]

Физические свойства чернил

Чернила, выделяемые из чернильной железы, имеют темно-фиолетовый цвет, цвет зависит от типа водорослей, потребляемых морским зайцем.[7] Опаловые чернила имеют белый цвет, и когда они смешиваются с чернилами на основе чернильных желез, они образуют соединение, которое взвешивается в воде (полидисперсный подвеска), создавая механизм защиты от дымовой завесы.[7] Плотность частиц чернил аналогична плотности частиц, таких как каракатица частицы имеют размер 80–150 нм, при плотности 1,27 см-3, что позволяет суспендировать чернила в воде [10].

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Kicklighter, Синтия Э .; Шабани, Шкельзен; Джонсон, Пол М .; Дерби, Чарльз Д. (2005). «Морские зайцы используют новые химические средства защиты от хищников». Текущая биология. 15 (6): 549–554. Дои:10.1016 / j.cub.2005.01.057. PMID  15797024. S2CID  11562464.
  2. ^ Шабани, Шкельзен; Ялдиз, Сейманур; Ву, Луан; Дерби, Чарльз Д. (2 октября 2007 г.). «Кислотность повышает эффективность активных химических защитных секретов морских зайцев, Aplysia californica, против колючих лобстеров, Panulirus interruptus». Журнал сравнительной физиологии А. 193 (12): 1195–1204. Дои:10.1007 / s00359-007-0271-5. PMID  17912533. S2CID  529097.
  3. ^ Нуснбаум, Мэтью; Дерби, Чарльз Д. (май 2010 г.). «Чернильный секрет защищает морских зайцев, воздействуя на обонятельные и неольфакторные химические органы чувств хищных рыб». Поведение животных. 79 (5): 1067–1076. Дои:10.1016 / j.anbehav.2010.01.022. S2CID  53155121.
  4. ^ а б НУСНБАУМ, МЭТЬЮ; ДЕРБИ, ЧАРЛЬЗ Д. (2010). «Влияние секреции чернил морского зайца и его компонентов, вырабатываемых эскапином, на множество хищных рыб». Биологический бюллетень. 218 (3): 282–292. Дои:10.1086 / BBLv218n3p282. JSTOR  27822920. PMID  20570851.
  5. ^ а б Принц, Джеффри С. (2007-05-01). «Ультраструктура опаловой железы у Aplysia californica (Gastropoda: Anaspidea)». Журнал исследований моллюсков. 73 (2): 199–204. Дои:10.1093 / mollus / eym016. ISSN  0260-1230.
  6. ^ Брунелли, М .; Castellucci, V .; Кандел, Э. Р. (1976). «Синаптическое облегчение и поведенческая сенсибилизация при аплизии: возможная роль серотонина и циклического AMP». Наука. 194 (4270): 1178–1181. Bibcode:1976Научный ... 194.1178Б. Дои:10.1126 / science.186870. JSTOR  1743647. PMID  186870.
  7. ^ а б c d Камио, Мичия; Grimes, Tiphani V .; Hutchins, Melissa H .; Дамба, Робин Ван; Дерби, Чарльз Д. (2010). «Фиолетовый пигмент aplysioviolin в чернилах морского зайца отпугивает хищных синих крабов с помощью их химических чувств». Поведение животных. 80 (1): 89–100. Дои:10.1016 / j.anbehav.2010.04.003. S2CID  53162083.
  8. ^ а б c Дерби, Чарльз Д .; Kicklighter, Синтия Э .; Johnson, P.M .; Чжан, Сюй (01.05.2007). «Химический состав чернил различных морских моллюсков предполагает конвергентную химическую защиту». Журнал химической экологии. 33 (5): 1105–1113. Дои:10.1007 / s10886-007-9279-0. ISSN  0098-0331. PMID  17393278. S2CID  92064.
  9. ^ Ко, Ко-Чун; Tai, Phang C .; Дерби, Чарльз Д. (2012-04-01). «Механизмы действия Escapin, бактерицидного агента в секрете чернил морского зайца Aplysia californica: быстрая и длительная конденсация ДНК и участие регулируемого OxyR пути окислительного стресса». Противомикробные препараты и химиотерапия. 56 (4): 1725–1734. Дои:10.1128 / aac.05874-11. ISSN  0066-4804. ЧВК  3318362. PMID  22232273.
  10. ^ Сото-Гомес, Диего; Перес-Родригес, Паула; Лопес-Периаго, Х. Эухенио; Парадело, Маркос (2016). «Сепия чернила как заменитель коллоидных транспортных тестов в пористой среде». Журнал гидрологии загрязнителей. 191: 88–98. Bibcode:2016JCHyd.191 ... 88S. Дои:10.1016 / j.jconhyd.2016.05.005. PMID  27294674.