Клития полушария
| Клития полушария | |
|---|---|
| |
| Стадия планулы C. hemisphaerica | |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Книдарийцы |
| Сорт: | Гидрозоа |
| Заказ: | Лептотеката |
| Семья: | Campanulariidae |
| Род: | Патч |
| Разновидность: | С. полушария
|
| Биномиальное имя | |
| Клития полушария (Линней, 1767 г.)
| |
Clytia hemisphaerica — небольшая гидрозоев группы книдария , около 1 см в диаметре, встречающаяся в Средиземном море и северо-восточной части Атлантического океана. [ 1 ] Клиция имеет типичную для Hydrozoa форму свободноплавающей медузы, а также вегетативно размножающиеся полипы .
Clytia hemisphaerica стала многообещающим модельным организмом, поскольку ее жизненный цикл, небольшой размер и относительно простота содержания делают ее пригодной для экспериментальных манипуляций и содержания в лабораторных условиях. [ 2 ] Некоторые примеры исследований, уже проведенных в Клитии, включают исследования эмбрионального развития, [ 3 ] [ 4 ] дифференциальные закономерности экспрессии генов на разных этапах жизни, [ 5 ] и заживление ран. Геном Клитии был полностью секвенирован в марте 2019 года. [ 5 ]
Анатомия и жизненный цикл
[ редактировать ]
Clytia hemisphaerica размножается половым путем. Овулизировавшие яйцеклетки оплодотворяются снаружи, и для их развития в планулу требуется около 24 часов . Ресничная планула будет свободно плавать до тех пор, пока не появятся соответствующие внешние сигналы, например, экспериментальное лечение CsCl. [ 6 ] запустить метаморфический процесс. Планула может превратиться в полип уже через три дня после оплодотворения. Как только правильный внешний сигнал получен, планула перестает плавать и прикрепляется к субстрату через свой аборальный или аборально-латеральный полюс (то, что раньше было передним концом плавательной планулы). После прикрепления к субстрату планула сжимается вдоль своей орально-аборальной оси и таким образом образует уплощенную опору, позволяющую закрепиться на субстрате. Как только планула прочно прикрепляется к субстрату, из опоры вырастает стебель, и, в конечном итоге, на переднем конце стебля формируется гидрант, также известный как гастрозооид (отдельный полип, специализирующийся на питании). На этой стадии планула теперь считается первичным полипом, и этот полип может размножаться вегетативно, расширяя свой столон с образованием связанной колонии из нескольких полипов. Колонии полипов по сути считаются бессмертными; пока они получают необходимые питательные вещества, они могут постоянно заменять свои старые части и распространяться по субстрату. Помимо питающихся гастрозооидов, зрелая колония полипов имеет репродуктивные гонозооиды, которые путем почкования производят детенышей медузы. [ 7 ] Эти медузы достигают зрелости через 2–3 недели.
Как и большинство книдарийцев, Clytia имеет относительно простую морфологию. Однако, несмотря на относительно небольшое количество типов клеток и отсутствие сложных структур органов, медузы имеют гораздо большую анатомическую сложность, чем их полипная форма. Взрослые медузы в среднем имеют диаметр 1 см. Они почти полностью прозрачны, наиболее отчетливо видимыми анатомическими структурами являются гонады, радиальные каналы, короткий желудок и четырехгубый рот. [ 8 ] У каждой медузы есть четыре гонады, расположенные посередине каждого энтодермального радиального канала. Сами гонады прозрачны, что позволяет визуализировать находящиеся внутри них яйцеклетки.
У каждой медузы обычно около 32 щупалец, каждое из которых покрыто стрекательными клетками -нематоцитами . Эти нематоциты считаются специализированными нервными клетками, несмотря на то, что они состоят из герметичной капсулы (нематоцист), скорострельного гарпуноподобного дротика и смертельных токсинов, предназначенных для убийства добычи. [ 9 ] Нервная система Клитии хорошо организована и высокоспециализирована. По периферии колокола медузы проходят два параллельных уплотненных нервных кольца; внешние кольца отвечают за интеграцию сенсорных сигналов, а внутреннее кольцо координирует двигательные реакции. Между щупальцами также расположены специализированные органы равновесия, известные как статоцисты. У Медузы также есть как гладкие, так и поперечно-полосатые мышцы, которые обеспечивают сокращения, необходимые для плавного плавания в воде.
Исследовательское использование
[ редактировать ]Поскольку C. hemisphaerica в течение своего жизненного цикла проходит через стадии планулы, полипа и медузы, она считается хорошей моделью для изучения того, как один геном может производить различные фенотипы. [ 2 ] Это особенно полезно, если учесть, что два из наиболее распространенных модельных организмов Cnidarian, Hydra и Nematostella , не имеют одинакового «полного» жизненного цикла, который чередуется между вегетативным полипом и размножающейся половым путем свободно плавающей формой медузы.
Клития обладает характеристиками, которые делают ее подходящей для лабораторного культивирования и экспериментальных манипуляций. Все этапы жизненного цикла клитии можно воспроизвести в лабораторных условиях; Колонии полипов, благодаря их практически бессмертной природе, легко поддерживать, а взрослых медуз можно кормить личинками артемий . Взрослые самцы и самки медуз нерестятся ежедневно, и их можно увлечь при контролируемых условиях освещения, чтобы они нерестились в определенное время. Ооциты, яйца, эмбрионы и планулы Clytia легко визуализируются под микроскопом и, как и у популярных модельных организмов, таких как морские ежи, [ 10 ] Зиготы C. hemisphaerica относительно большие (около 200 мкм в диаметре) и могут быть подвергнуты микроинъекциям с образованием трансгенных планул, колоний полипов и медуз. Клиция уникальна еще и тем, что ее гонады могут функционировать автономно; гонада, отделенная от взрослой медузы, будет подвергаться развитию ооцитов и овуляции под теми же световыми сигналами, что и гонада, все еще прикрепленная к медузе. [ 11 ] Clytia medusa, полученная из одной колонии полипов, также генетически идентична, что дает огромное преимущество для анализа функций генов, а также секвенирования генома.
Книдарии известны своей способностью быстро заживлять и регенерировать свои ткани. [ 12 ] функцией, которой также обладает C. hemisphaerica . [ 13 ] Это делает Clytia идеальным кандидатом для изучения динамики регенерации тканей и заживления эпителиальных ран in vivo, поскольку небольшой размер организма позволяет снимать процесс его заживления под микроскопом в режиме реального времени. [ 13 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Клития полушария | МАРИМБА» . marimba.obs-vlfr.fr . Проверено 19 ноября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б Хоулистон, Эвелин; Момосе, Цуёси; Мануэль, Микаэль (апрель 2010 г.). «Clytia hemisphaerica: к лаборатории присоединяется двоюродная сестра медузы». Тенденции в генетике . 26 (4): 159–167. дои : 10.1016/j.tig.2010.01.008 . ISSN 0168-9525 . ПМИД 20227783 .
- ^ Чиори, Роксана; Джагер, Мюриэль; Денкер, Эльза; Винкер, Патрик; Да Силва, Коринн; Ле Гюядер, Эрве; Мануэль, Микаэль; Кеннек, Эрик (21 января 2009 г.). «Участвуют ли гены Hox наследственно в формировании осевого паттерна? Данные по гидрозойному организму Clytia hemisphaerica (Cnidaria)» . ПЛОС ОДИН . 4 (1): е4231. Бибкод : 2009PLoSO...4.4231C . дои : 10.1371/journal.pone.0004231 . ISSN 1932-6203 . ПМК 2626245 . ПМИД 19156208 .
- ^ Момосе, Т.; Дерелл, Р.; Хоулистон, Э. (14 мая 2008 г.). «Лиганд Wnt, локализованный у матери, необходимый для формирования осевого паттерна у книдарий Clytia hemisphaerica» . Разработка . 135 (12): 2105–2113. дои : 10.1242/dev.021543 . ISSN 0950-1991 . ПМИД 18480163 .
- ^ Jump up to: а б Леклер, Лукас; Хорин, Корали; Шевалье, Сандра; Лапеби, Паскаль; Дрю, Филип; Перон, Софи; Джагер, Мюриэль; Кондамин, Томас; Поттин, Карен (11 марта 2019 г.). «Геном медузы Clytia hemisphaerica и эволюция жизненного цикла книдарий » Экология и эволюция природы . 3 (5): 801–810. дои : 10.1038/ s41559-019-0833-2 ПМИД 30858591 .
- ^ Фриман, Гэри (март 2005 г.). «Влияние возраста личинок на изменения в развитии полипов планулы гидрозойных». Зоология . 108 (1): 55–73. дои : 10.1016/j.zool.2004.11.002 . ISSN 0944-2006 . ПМИД 16351955 .
- ^ Феррайоли, Анна (25 января 2019 г.). «Клития полусферическая» . ЭвоСелл Проверено 19 ноября 2019 г.
- ^ «Портал по идентификации морских видов: Clytia hemisphaerica» . сайт видовой идентификации.org . Проверено 19 ноября 2019 г.
- ^ Нюхтер, Тимм; Бенуа, Мартин; Энгель, Ульрике; Озбек, Суат; Гольштейн, Томас В. (май 2006 г.). «Наносекундная кинетика выделения нематоцист» . Современная биология . 16 (9): Р316–Р318. дои : 10.1016/j.cub.2006.03.089 . ISSN 0960-9822 . ПМИД 16682335 .
- ^ Степичева Надежда Александровна; Сун, Цзя Л. (21 января 2014 г.). «Высокопроизводительные микроинъекции зигот морских ежей» . Журнал визуализированных экспериментов (83): e50841. дои : 10.3791/50841 . ISSN 1940-087X . ПМК 4089436 . ПМИД 24473085 .
- ^ Верлак, Мари-Элен. (2010). Оогенез: универсальный процесс . Джон Уайли и сыновья. ISBN 9780470687987 . OCLC 609858727 .
- ^ Шмид, Волкер; Оно, Син-Ичи; Ребер-Мюллер, Сюзанна (15 февраля 1999 г.). «Клеточно-субстратные взаимодействия у Cnidaria» . Микроскопические исследования и техника . 44 (4): 254–268. doi : 10.1002/(sici)1097-0029(19990215)44:4<254::aid-jemt5>3.0.co;2-v . ISSN 1059-910X . ПМИД 10098926 . S2CID 3224082 .
- ^ Jump up to: а б Камран, Зак; Зеллнер, Кейт; Кириазес, Гарри; Краус, Кристина; Рейнье, Жан-Батист; Малами, Джоселин (19 декабря 2017 г.). «Визуализация in vivo заживления эпителиальных ран у книдарий Clytia hemisphaerica демонстрирует раннюю эволюцию кисетного механизма и механизмов закрытия ползающих клеток» . Разработчик BMC. Биол . 17 (1): 17. дои : 10.1186/s12861-017-0160-2 . ПМЦ 5735930 . ПМИД 29258421 .