Полибия паулиста
| Полибия паулиста | |
|---|---|
| |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Членистоногие |
| Сорт: | Насекомое |
| Заказ: | Перепончатокрылые |
| Семья: | Веспиды |
| Подсемейство: | Полистина |
| Род: | Полибия |
| Разновидность: | П. Паулиста
|
| Биномиальное имя | |
| Полибия паулиста Иеринг 1896 г.
| |
Polybia paulista — вид эусоциальных ос, обитающий в Бразилии , Парагвае и Аргентине .
Яд P. paulista содержит пептид, который потенциально можно использовать в качестве химиотерапевтического вещества, под названием Polybia-MP1. Этот пептид убивает раковые клетки, оставляя здоровые клетки нетронутыми. [ 1 ]
среда обитания
[ редактировать ]Polybia paulista встречается в тропических районах Аргентины, Парагвая и распространена в Бразилии, особенно в Сан-Паулу. [ 2 ] Гнездование и колонизация, как правило, происходят в районах, защищенных от атмосферных воздействий. [ 3 ] В одном и том же месте может быть до трех колоний, периодически появляются стаи. [ 2 ] Первоначальное развитие гнезда начинается с роения или побега, при котором первая сота используется для прикрепления гнезда к субстрату. [ 3 ] В первом гребне имеются развитые оболочки, но яиц не обнаружено из-за низкой выживаемости. [ 3 ] В этот период большая часть колонии находится снаружи гнезда из-за нехватки свободного места внутри гнезда. Это создает плотное скопление ос вокруг гнезда, что ограничивает доступ к гнезду хищников, таких как муравьи. [ 3 ] Примерно через 10 дней рой на внешней стороне гнезда больше не присутствует. Это время может колебаться в зависимости от сезона: более высокие температуры позволяют осам быстрее работать, что приводит к более быстрому строительству гнезда. [ 3 ]
В строительстве гнезда делается пауза, чтобы дать возможность вылупиться личинкам, это необходимо для распределения ресурсов на развитие личинок. [ 3 ] После появления личинки примерно через 12 дней формируется последний гребешок; с окончательным количеством гребенок 5–6. Размер колонии варьируется на протяжении всего развития гнезда, особенно во время фазы возбуждения, насчитывается около 4500 ос и до 13 000 ос во время производства самцов. [ 4 ] Численность маток также варьируется на протяжении всего развития колонии, поскольку P. paulista полигенны, и происходит постоянный пополнение молодых маток. [ 5 ] Таким образом, на протяжении всего цикла колонии в гнезде обнаруживалось от 10 до 94 маток. [ 4 ]
Социальное поведение
[ редактировать ]
Polybia paulista — это осы, образующие рои, которые представляют собой очень сложные социальные общества. [ 6 ] Разнообразная организация социальной структуры создает различные места разделения, собирая, транспортируя или храня ресурсы. [ 6 ] В колониях существует разделение труда, основанное на возрастной и кастовой дифференциации; молодые касты имеют низкий риск при выполнении обязанностей по гнезду, каста миражей участвует во внешней деятельности гнезда, такой как строительство и защита от хищников или паразитов, а более старые касты выполняют обязанности высокого риска, такие как добыча пищи. [ 6 ] Назначенные рабочие в колонии выполняют задачи по строительству гнезд, добыче пищи, выкармливанию потомства и защите колонии. [ 6 ]
Собирательство
[ редактировать ]Собирательство является важной частью выживания колонии, поскольку оно обеспечивает рост колонии и экологические отношения между колонией и экосистемой. [ 6 ] Основное влияние на поиск пищи оказывает температура: повышение температуры приводит к увеличению количества пищи. Обычно это происходит из-за увеличения потребности в воде для охлаждения гнезда, если рабочие не могут охладить гнездо, размахивая крыльями. [ 6 ] Затем вода распределяется по сотам и конвертам, что позволяет снизить температуру гнезда за счет испарения. [ 6 ] Замечено, что поиск пищи происходит в определенном диапазоне температур: от 19,5 ° C до 32 ° C. [ 6 ] Температура также регулирует поиск пищи посредством полета: осы не могут летать, пока не будет достигнута определенная температура в грудной клетке. Это может быть достигнуто с помощью факторов окружающей среды или за счет того, что рабочие напрягают летательные мышцы для повышения температуры в грудной клетке. [ 6 ] Влажность и интенсивность света оказывают неоднозначное влияние на добычу пищи, но, по-видимому, коррелируют с температурой. [ 6 ]
Есть четыре важных объекта, которые P. paulista предпочитает добывать в пищу. Первый — это вода, которую собирают в течение года и используют для контроля температуры, строительства гнезд и обменных процессов. [ 6 ] Растительное волокно или мякоть также добывают в пищу, и обычно их собирают с августа по сентябрь и с декабря по январь. Мацерированное древесное волокно, превращенное в целлюлозу, используется для ремонта клеток и оболочек, а также строительства гнезд. [ 6 ] Животный белок также собирают круглый год и используют для кормления личинок. Потребность в животном белке зависит от количества неполовозрелых особей в колонии и цикла, в котором в данный момент находится колония. [ 6 ] Наконец, углеводы круглый год используются для получения энергии и играют важную роль в рационе взрослых ос. Судя по всему, осы питаются в основном плодами кактусов и сосредотачиваются на тех видах кактусов, которые в изобилии и легко доступны в это время года. [ 7 ]
Воспроизведение
[ редактировать ]В колонии бумажных ос, образующей рой, бывает несколько королев, в зависимости от цикла и развития колонии. [ 5 ] Молодые матки, как правило, морфологически похожи на маток рабочих, но некоторые различия можно обнаружить у более старых маток, обычно имеющих физический размер. [ 4 ] [ 8 ] Продолжительность жизни королев составляет до 1 года, а жизненный цикл рабочих длится 30 дней, причем первый день полета приходится примерно на 6-й день. [ 4 ] [ 5 ] Доминирование королевы объясняется социальным доминированием, которое, как полагают, является поведением и приводит колонию к моногинии. [ 9 ] А также физический размер матки: замечено, что более молодые матки заменяют старших маток в зависимости от их роста. [ 9 ]
Королевы обладают способностью хранить сперму в сперматеке и использовать ее, когда ее яйцеклетки необходимо оплодотворить. Над сотами создаются конверты для защиты ячеек расплода во время откладки яиц. [ 6 ] Развитие оболочек помогает регулировать распространенную проблему потери воды в яйцах, из-за которой эмбиросгенез переходит в спячку. [ 6 ] Из яиц развиваются рабочие в течение года и происходит в промежуточные периоды. [ 6 ]
Polybia paulista имеет 5 личиночных возрастов и обеспечивает рост и развитие множества морфологических особенностей. [ 10 ] Размер головы обычно увеличивается с возрастом, но степень роста зависит от биотических и абиотических влияний. [ 10 ] С каждым возрастом происходит увеличение массы тела, слюнных и нижнечелюстных желез, а развитие связано с социальными взаимоотношениями и задачами, выполняемыми в колонии. [ 6 ] В частности, в четвертом возрасте развиваются боковые зубцы на нижних челюстях, открываются дыхальца тела во втором возрасте и появляются шипы на верхней челюсти после пятого возраста. [ 4 ]
Оборона
[ редактировать ]Яд Polybia paulista в настоящее время находится в центре внимания исследований из-за его потенциальной способности использоваться в качестве химиотерапевтического вещества. В настоящее время идентифицировано 6 основных пептидов, которые составляют 3% из 70% состава яда. [ 5 ] Шестью пептидами являются mastoparnas Polybia MP-I и -II, которые вызывают дегрануляцию тучных клеток, Polybines-I и -II, которые представляют собой N-концевые ацетилированные пептиды, участвующие в воспалительном процессе, Polybia-CP, который представляет собой хемотаксический пептид для полиморфноядерных лейкоцитов и пептиды дисульфидных мостиков, которые способствуют секреции инсулина бета-клетками. [ 5 ]
Осы используют яд, чтобы вызвать мнемонические действия у ужаленных жертв воспалительной реакцией на токсины и вызвать физический дискомфорт. Токсины продуцируются пептидами, которые имеют множественное действие, такое как образование болевых отеков, гемолиз, хемотаксис ПМЛ и дегрануляция большинства клеток. [ 11 ] Разнообразие пептидного состава яда внутри и между особями обуславливает различную эффективность и токсичность. [ 5 ] Позволяя осам защищаться от огромного количества хищников. [ 5 ]
Низкомолекулярные соединения яда ос оказывают противосудорожное и анксиолитическое действие на биоанализы; который может быть использован для лечения эпилепсии. [ 12 ] Было предложено, что Polybia MP-I станет новой терапевтической стратегией в лечении рака простаты и рака мочевого пузыря из-за ее относительно низкой цитотоксичности для непораженных клеток. [ 13 ]
Исследования также показали, что яд P. paulista содержит противомикробный агент Мастопаран, который подавляет все формы развития Trypanosoma cruzi , паразита, ответственного за болезнь Шагаса . [ 14 ]
Химиотерапевтический потенциал Polybia-MP1
[ редактировать ]Polybia paulista содержит пептид Polybia-MP1, который вызывает повышенную проницаемость клеток, содержащих фосфолипиды фосфатидилсерин (PS) и фосфатидилэтаноламин (PE) на внешней мембране. Поскольку раковые клетки содержат фосфолипиды PS и PE на внешней стороне клеточной мембраны, в отличие от нераковых клеток, где они обычно остаются на внутренней стороне клеточной мембраны, они восприимчивы к пептиду, который вызывает повышенную проницаемость клеток до такой степени, что молекулы, критически важные для функционирования клеток, могут просачиваться наружу. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]
Необходимы дальнейшие исследования, чтобы гарантировать, что Polybia-MP1 безопасен для использования в качестве химиотерапевтического препарата. [ 15 ] [ 17 ]
Паразитизм
[ редактировать ]Polybia paulista заражена паразитами Strepsipteran и неописанным грегарином . [ 8 ] Оба этих паразита вызывают гемоцель у хозяина взрослых особей. [ 8 ] Strepsipteran манипулирует общим размером тела рабочих и заставляет рабочих покидать гнездо после того, как они вылупятся взрослыми особями. [ 8 ] Грегарин обнаружил, что рабочие имеют больший размер тела, но пришел к выводу, что эти паразиты предпочитают более крупный размер тела рабочих и продлевают развитие личинок, что позволяет им расти больше. [ 8 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лейте, Наталья Буэно; Ауфдерхорст-Робертс, Андерс; Пальма, Марио Серджио; Коннелл, Саймон Д.; Нето, Жоау Руджеро; Билз, Пол А. (сентябрь 2015 г.). «Липиды PE и PS синергически усиливают порацию мембраны пептидом с противораковыми свойствами» . Биофизический журнал . 109 (5): 936–947. Бибкод : 2015BpJ...109..936L . дои : 10.1016/j.bpj.2015.07.033 . ПМЦ 4564682 . ПМИД 26331251 .
- ^ Jump up to: а б Каневацци, Наиля Кристина де Соуза; Нолл, Фернандо Барбоза (2011). «Факторы окружающей среды, влияющие на добывающую деятельность социальной осы Polybia paulista (Hymenoptera: Vespidae: Epiponini)» . Психика: журнал энтомологии . 2011 : 1–8. дои : 10.1155/2011/542487 . hdl : 11449/72874 . ISSN 0033-2615 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Цучида, Кодзи; Зукки, Роналду; Кудо, Казуюки (август 2003 г.). «Начальное развитие гнезда у бумажной осы, образующей рой, Polybia Paulista (Hymenoptera: Vespidae, Epiponini): случаи построения нескольких начальных сотов». Энтомология Американа . 111 (2): 151–158. doi : 10.1664/0028-7199(2003)111[0151:INDITS]2.0.CO;2 . ISSN 1947-5136 .
- ^ Jump up to: а б с д и [Гарсия З.Дж. и Нолл Ф.Б., 2013. Возраст и морфологические изменения у осы Epiponini Polybia paulista Von Ihering (Hymenoptera: Vespidae). Неотропическая энтомология, 42(3), стр.293-299.]
- ^ Jump up to: а б с д и ж г [Диас, Н.Б., де Соуза, Б.М., Гомес, ПК и Пальма, М.С., 2014. Пептидное разнообразие в яде социальной осы Polybia paulista (Hymenoptera): сравнение составов внутри и между колониями. Пептиды, 51, стр. 122-130.]
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д [Кудо, К., Зукки, Р. и Цучида, К., 2003. Начальное развитие гнезда у бумажной осы, основавшей рой, Polybia paulista (Hymenoptera: Vespidae, Epiponini): случаи построения нескольких начальных сотов. Журнал Нью-Йоркского энтомологического общества, 111(2), стр.151-158.]
- ^ [Сантос, Г.М., Круз, Д.Д.Д., Бичара Фильо, К.С., Маркес, О.М. и Агиар, К.М., 2007. Использование пищевых ресурсов плодов кактуса социальными осами (Hymenoptera, Vespidae, Polistinae) в районе Каатинга ( Липира, Баия, Бразилия). Бразильский журнал зоологии, 24 (4), стр. 1052–1056. ]
- ^ Jump up to: а б с д и [Кудо, К., Ямане, С., Матеус, С., Цучида, К., Ито, Ю., Мияно, С. и Зукки, Р., 2004. Паразитизм влияет на размер рабочих особей у неотропических социальных ос, образующих рой. , Polybia paulista (Hymenoptera, Vespidae). Социальные насекомые, 51(3), стр.221-225.]
- ^ Jump up to: а б [Нолл, Ф.Б. и Зукки, Р., 2000. Увеличение кастовых различий, связанных с развитием жизненного цикла у некоторых неотропических полигинных полистных ос, образующих рои (Hymenoptera Vespidae Epiponini). Этология, экология и эволюция, 12(1), стр.43-65.]
- ^ Jump up to: а б СОЛИС, Дэниел Расс; ДИАС, Наталия Баптиста; Фокс, Эдуардо Гонсалвес Патерсон (декабрь 2012 г.). «Внешняя морфология неполовозрелых особей Polybia paulista (Hymenoptera: Vespidae)» . Энтомолог из Флориды . 95 (4): 890–899. дои : 10.1653/024.095.0411 . ISSN 0015-4040 .
- ^ [Диас, Н.Б., де Соуза, Б.М., Гомес, ПК, Бригатт, П. и Пальма, М.С., 2015. Пептидомное профилирование яда социальной осы Polybia paulista. Токсикон, 107, стр. 290-303.]
- ^ [до Коуту, Л.Л., душ Аньос, Л.К., Араужо, МДАФ, Мурао, Калифорния, Шварц, Калифорния, Феррейра, Л.Б. и Мортари, М.Р., 2012. Противосудорожная и анксиолитическая активность пептидной фракции, выделенной из яда Polybia paulista. социальная пластинка. Журнал «Фармакогнозия», 8(32), с. ]
- ^ [Ванг, К.Р., Чжан, Б.З., Чжан, В., Ян, Дж.С., Ли, Дж. и Ван, Р., 2008. Противоопухолевые эффекты, клеточная селективность и взаимосвязь структура-активность нового противомикробного пептида полибия-MPI. Пептиды, 29(6), стр.963-968. ]
- ^ Винхот, JFC, Лима, Д.Б., Мелло, CP, де Соуза, Б.М., Хавт, А., Пальма, М.С., ... и Мартинс, AMC (2017). Трипаноцидная активность мастопарана из яда осы Polybia paulista при взаимодействии с TcGAPDH. Токсикон.
- ^ Jump up to: а б Лейте, Наталья Буэно; Ауфдерхорст-Робертс, Андерс; Пальма, Марио Серджио; Коннелл, Саймон Д.; Нето, Жоау Руджеро; Билз, Пол А. (2015). «Липиды PE и PS синергически усиливают порацию мембраны пептидом с противораковыми свойствами» . Биофизический журнал . 109 (5): 936–947. Бибкод : 2015BpJ...109..936L . дои : 10.1016/j.bpj.2015.07.033 . ПМЦ 4564682 . ПМИД 26331251 .
- ^ «Исследование осы обнаружило жало в хвосте раковых клеток» . Биофизический журнал . Хранитель. Сентябрь 2015 года . Проверено 3 сентября 2015 г.
- ^ Jump up to: а б «Яд бразильской осы убивает раковые клетки, открывая их» . Проверено 3 октября 2016 г.