Фрагматопома калифорнийская - Phragmatopoma californica

Фрагматопома калифорнийская
Червь из песчаного замка в лаборатории крупным планом.jpg
Червь песчаного замка в неволе строит свою трубку из песка и белых керамических бусин
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Аннелида
Класс:
Полихеты
Порядок:
Каналипальпата
Подотряд:
Сабеллида
Семья:
Sabellarididae
Род:
Фрагматопома
Виды:
P. californica
Биномиальное имя
Фрагматопома калифорнийская
Кинберг, 1867 г.

Фрагматопома калифорнийская, широко известный как червь из песчаного замка, то сотовый червь[1] или червяк сотовой трубки,[2] рифообразующий морской полихета червь принадлежность к семье Sabellarididae. Он темно-коричневого цвета с короной из лаванды. щупальца и имеет длину примерно до 7,5 см (3,0 дюйма).[3] Червь обитает в Калифорнийское побережье, от Округ Сонома на север Нижняя Калифорния.[4]

Черви песчаного замка живут колониями, строящими трубками рифы несколько похоже на замки из песка (отсюда и название), которые часто можно увидеть на каменистых пляжах во время среднего и отлива. Песочные замки, у которых есть соты -подобный внешний вид, может охватывать площадь до 2 метров (6,6 футов) со стороны.[3] Они могут делить области с мидия кровати и встречаются в любом месте, которое обеспечивает какое-то укрытие, например, на скалах, выступающих уступах и вогнутых береговых линиях.[4]

Черви остаются в своих трубках и их почти не видно. Во время отлива, находясь над водой, они закрывают вход в свои трубы щитком. крышка сделанный из темного щетинки. Когда они погружаются в воду, они вытягивают щупальца из трубки, чтобы улавливать частицы пищи и песчинки. Зерна отсортированы, лучшие из них используются для ремонта трубки.[3] а остальные катапультировались. Колонии образованы общительный урегулирование личинки, которые требуют контакта с существующей колонией, чтобы метаморфоза во взрослых червей.[4] Стационарное поселение этого вида связано со специфическими свободными жирными кислотами, связанными с трубками взрослых червей.[5] На каменистых пляжах поселение зависит от поведения личинок в толще воды и восприятия химических сигналов, когда личинки контактируют с трубками.[6]

Черви песчаного замка не следует путать с аналогичными, но более северными Цементарий сабеллария которые встречаются от Аляски до южной Калифорнии и имеют янтарную крышечку.[4] в отличие P. californica, С. цементариум редко образует колонии, не оседает стадно, личинки не реагируют на свободные жирные кислоты.[7]

Подводный клей

Колония под водой
Колония обнажена во время отлива

В 2004 году исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB) обнаружили, что клей, используемый Фрагматопома Червь, построивший свою защитную трубку, был сделан из определенных белков с противоположными зарядами.[8] Эти белки называются полифенольные белки[9] которые используются как биоадгезивы.[10] Им удалось получить последовательность этих адгезивных белков.[11] Вдохновленный этими результатами Университет Юты исследователи сообщили в 2009 году, что им удалось дублировать клей что черви выделяют и используют, чтобы склеивать песчинки под водой.[12] Типичное количество клея, которое производит червь за один раз, составляет примерно 100 пиколитры, требуя 50 миллионов для заполнения чайной ложки.[13]

Они считают, что клей имеет применение в качестве биосовместимый медицинский клей, например, чтобы восстановить сломанные кости.[14] Если будет установлено, что синтетический клей на основе сложных коацерваты,[15] может использоваться для фиксации небольших костных фрагментов вместо металлических стабилизирующих устройств, таких как штифты и винты, которые сложно использовать.[14] Другие потенциальные медицинские применения включают герметизацию порезов кожи, восстановление черепно-лицевых костей и роговица разрезы.[13]

Препятствия включают обеспечение сцепления с субстратом, а не с поверхностным слоем воды. Другой заключается в том, что для отверждения клею необходимо высохнуть. Большинство из них либо не затвердевает под водой, либо схватывается слишком быстро.[13]

В белки которые являются основой его клея, содержат боковые цепи фосфат и амин группы, которые являются хорошо известными промоторами адгезии, которые, вероятно, помогают намочить поверхность. Клей состоит из двух частей, каждая с разными белками и боковыми группами. Оба они сделаны отдельно в сальнике, как и эпоксидная смола, и смешивать по мере их выделения.[16][17] Клей схватывается примерно за 30 секунд, вероятно, из-за большой разницы в кислотности между кислым клеем и морской водой.[18] Отверждение занимает около шести часов, так как белки сшиваются, достигая консистенции обувь кожа.[13]

Существующие медицинские суперклейки очень иммуногенный. Первоначальные эксперименты с новым синтетическим веществом на животных не показали иммунного ответа. Но внутри тела клей должен со временем разложиться, в идеале примерно с той же скоростью, с какой восстанавливается кость или ткань. Таким образом, разлагаемые версии включают белки, которые расщепляются специализированными клетками.[13]

Другие виды, которые производят подводный клей, включают определенные виды моллюски, устрицы, ракушки и ручейник личинки.[13]

Сноски

  1. ^ Хинтон, Сэм (1987). Морская жизнь южной Калифорнии: знакомство с животным миром калифорнийских пляжей к югу от Санта-Барбары. Гиды по естественной истории Калифорнии. 26. Калифорнийский университет Press. п. 48. ISBN  978-0-520-05924-5.
  2. ^ «Сотовый трубчатый червь». ЛИМПЕТЫ. Архивировано из оригинал на 2011-03-13. Получено 2009-10-31.
  3. ^ а б c Хинтон, Сэм (1988-01-26). Морская жизнь Южной Калифорнии: знакомство с жизнью животных на пляжах Калифорнии к югу от Санта-Барбары. ISBN  9780520059245. Стр.31.
  4. ^ а б c d Между тихоокеанскими приливами (5-е изд.). Stanford University Press. 1992. стр. 233. ISBN  978-0-8047-2068-7.
  5. ^ Павлик, Дж. Р. (1986). «Химическая индукция расселения личинок и метаморфоза у трубчатого червя, строящего рифы, Phragmatopoma californica (Sabellariidae: Polychaeta)». Морская биология. 91: 59–68. Дои:10.1007 / BF00397571. S2CID  87087873.
  6. ^ Павлик-младший; Бутман, Калифорния; Старчак, В. Р. (1991). «Гидродинамическое облегчение массового оседания рифообразующего трубчатого червя». Наука. 251 (4992): 421–424. Bibcode:1991Научный ... 251..421П. Дои:10.1126 / science.251.4992.421. PMID  17775107. S2CID  981815.
  7. ^ Павлик-младший; Чиа, Ф-С (1991). «Личиночное поселение Sabellaria Cementarium Moore и сравнения с другими видами полихет сабеллариид». Канадский журнал зоологии. 69 (3): 765–770. Дои:10.1139 / z91-110.
  8. ^ Стюарт, Р.Дж.; Weaver, J .; Морс, Германия; Подождите, JH (2004). «Цемент трубок Phragmatopoma californica: твердая пена» (PDF). J. Exp. Биол. 207 (26): 4727–4734. Дои:10.1242 / jeb.01330. PMID  15579565. S2CID  1104838.
  9. ^ Дженсен, Ребекка А .; Морс, Дэниел Э. (1988). "Биоадгезив Фрагматопома калифорнийская тюбики: шелкоподобный цемент, содержащий L-DOPA ». Журнал сравнительной физиологии B. 158 (3): 317–24. Дои:10.1007 / BF00695330. S2CID  25457825.
  10. ^ Rzepecki, L.M .; Chin, S. S .; Waite, J. H .; Лавин, М. Ф. (1991). «Молекулярное разнообразие морских клеев: полифенольные белки пяти видов мидий». Молекулярная морская биология и биотехнология. 1 (1): 78–88. PMID  1845474.
  11. ^ Чжао, H; Вс, ц; Стюарт, Р.Дж.; Уэйт, JH (2005). "Цементные белки трубчатой ​​полихеты Phragmatopoma californica". J. Biol. Chem. 280 (52): 42938–42944. Дои:10.1074 / jbc.M508457200. PMID  16227622.
  12. ^ Shao, H; Бах, KN; Стюарт, RJ (2009). «Водоразбавляемый клей, созданный по образцу песчаного клея P. californica». Макромол. Biosci. 9 (5): 464–471. Дои:10.1002 / mabi.200800252. ЧВК  2848666. PMID  19040222.
  13. ^ а б c d е ж Фонтан, Генри (12 апреля 2010 г.). «Изучение морской жизни в поисках клея, который помогает людям». Газета "Нью-Йорк Таймс. Получено 13 апреля, 2010.
  14. ^ а б «Секреты червя из песчаного замка могут дать мощный медицинский клей». ScienceDaily. 27 сен.2009. Получено 2009-10-31.
  15. ^ Стюарт, Р.Дж.; Ван, CS; Шао, Х (2011). «Комплексные коацерваты как основа для синтетических подводных клеев». Достижения в области коллоидов и интерфейсной науки. 167 (1–2): 85–93. Дои:10.1016 / j.cis.2010.10.009. ЧВК  3130813. PMID  21081223.
  16. ^ Ван, CS; Стюарт, RJ (2013). «Многокомпонентный кополиэлектролитный адгезив песчаного червя, Phragmatopoma californica (Fewkes): отверждение, катализируемое катехолоксидазой с помощью пептидил-дофа». Биомакромолекулы. 14 (5): 1607–1617. Дои:10.1021 / bm400251k. PMID  23530959.
  17. ^ Ван, CS; Стюарт, RJ (2012). «Локализация биоадгезивных предшественников песчаного червя, Phragmatopoma californica (Fewkes)». J. Exp. Биол. 215 (2): 351–361. Дои:10.1242 / jeb.065011. PMID  22189779.
  18. ^ Стивенс, MJ; Steren, RE; Hlady, V; Стюарт, RJ (2007). «Мультимасштабная структура подводного адгезива Phragmatopoma Californica: наноструктурированный латекс с крутым градиентом микропористости». Langmuir. 23 (9): 5045–5049. Дои:10.1021 / la063765e. ЧВК  3974424. PMID  17394366.

внешние ссылки

Колония червячных трубок удалена с пляжа