Равная победа
| Равная победа | |
|---|---|
 | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Книдарийцы |
| Сорт: | Гидрозоа |
| Заказ: | Лептотеката |
| Семья: | Aequoreidae |
| Род: | Равноденствие |
| Разновидность: | А. победа |
| Биномиальное имя | |
| Равная победа | |
| Синонимы | |
| |
Aequorea victoria , также иногда называемая кристаллическим желе , представляет собой биолюминесцентную гидрозойную медузу , или гидромедузу, обитающую у западного побережья Северной Америки.
Этот вид наиболее известен как источник экворина ( фотопротеина ) и зеленого флуоресцентного белка (GFP) ; два белка, участвующие в биолюминесценции. Их первооткрыватели, Осаму Симомура и его коллеги, получили Нобелевскую премию по химии 2008 года за работу над GFP.
Описание
[ редактировать ]
Почти полностью прозрачная и бесцветная, иногда трудно различимая, Aequorea victoria обладает сильно сокращающимся ртом и рукояткой в центре до 100 радиальных каналов, доходящих до края колокольчика. Край колокольчика окружен неровными щупальцами, у взрослых экземпляров их до 150. В щупальцах есть нематоцисты , которые помогают захватывать добычу, но не оказывают никакого влияния на человека. Особи размером более 3 см обычно обладают гонадами полового размножения, которые проходят на большей части длины радиальных каналов и видны на фотографиях в этой статье как беловатые утолщения вдоль радиальных каналов. Край колокольчика окружен мышечным парусом, типичным для гидромедуз, который способствует передвижению за счет мышечного сокращения колокола. Более крупные экземпляры часто встречаются с симбиотическими гипериидными амфиподами, прикрепленными к субзонтику или даже иногда живущими внутри кишечника или радиальных каналов.
Распределение
[ редактировать ]Aequorea victoria встречается вдоль североамериканского западного побережья Тихого океана от Берингова моря до южной Калифорнии. Часть жизненного цикла медузы представляет собой пелагический организм, который поздней весной отпочковывается от донного полипа. Медуз можно найти плавающими и плавающими как у берега, так и в море в восточной части Тихого океана; [1] этот вид особенно распространен в Пьюджет-Саунде .
Идентификация
[ редактировать ]Виды Aequorea отличить друг от друга довольно сложно, поскольку морфологические признаки, по которым проводится идентификация, в основном включают количество щупалец, количество радиальных каналов, количество краевых статоцистов и размер. Эти особенности достаточно пластичны: число щупалец и радиальных каналов увеличивается у всех видов Aequorea с увеличением размера. Еще один вид иногда встречается в том же географическом ареале, что и Aequorea victoria ; эту другую форму назвали Aequorea coerulescens . Хотя A. coerulescens, по-видимому, обычно встречается в прибрежных водах восточной части Тихого океана, редкие экземпляры были собраны в центральной Калифорнии и в Фрайдей-Харборе , Северный Пьюджет-Саунд. [2] морфологически похожа на Aequorea victoria , Хотя форма Aequorea coerulescens она крупнее (примерно размером с обеденную тарелку) и имеет гораздо больше радиальных каналов. Животные размеров, промежуточных между этими двумя формами, также имеют довольно промежуточный внешний вид, что затрудняет морфологическую идентификацию.
Считается, что этот вид является синонимом Aequorea aequorea Осаму Шимомура , первооткрывателя зеленого флуоресцентного белка (GFP) . Шимомура вместе с Мартином Чалфи и Роджером Ю. Цзяном были удостоены Нобелевской премии по химии 2008 года. [3] за открытие и развитие этого белка как важного инструмента биологических исследований. Первоначально название A. victoria использовалось для обозначения варианта, обнаруженного в Тихом океане, а обозначение A. aequorea использовалось для экземпляров, обнаруженных в Атлантике и Средиземноморье. Название вида, использованное при очистке GFP, позже было оспорено М. Н. Араи и А. Бринкманн-Фоссом (1980). [4] который решил разделить их на основе 40 экземпляров, собранных вокруг острова Ванкувер. Шимомура отмечает, что этот вид в целом демонстрирует большое разнообразие: с 1961 по 1988 год он собрал около 1 миллиона особей в водах, окружающих лаборатории Фрайдей-Харбор , Вашингтонского университета и во многих случаях наблюдались ярко выраженные вариации в форме медуз.
История жизни
[ редактировать ]Aequorea victoria имеет диморфную историю жизни, в которой в сезонном порядке чередуются бесполые донные полипы и половые планктонные медузы. [5] Молодые медузы Aequorea victoria отпочковываются бесполым путем от колоний гидроидов поздней весной; эти свободноживущие гидромедузы проведут всю свою жизнь в планктоне. Свой первый этап жизни медуза проводит быстро, растущая, и, достигнув примерно 3 см, начинает производить гаметы для размножения. Каждая медуза — либо самец, либо самка. Яйца и сперматозоиды ежедневно созревают в половых железах медузы при достаточном питании 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 твердых или каменистых грунтах на дне, где каждую весну бесполым образом откладывают новые крошечные медузы в ответ на некоторые (пока неизвестные) сигналы окружающей среды. Форма медузы обычно живет около 6 месяцев, примерно с поздней весны до осени. [2]
Естественная история
[ редактировать ]Aequorea victoria обычно питается мягкотелыми организмами, но в рацион могут также входить некоторые ракообразные зоопланктон, такие как копеподы , крабовые зоали, ракообразных науплии и другие личиночные планктонные организмы. К потребляемым желеобразным организмам относятся гребневики , аппендикулярии и другие гидромедузы , в том числе редко другие Aequorea victoria , если условия соответствующие. [6] Добыча захватывается длинными щупальцами, содержащими нематоцисты, и проглатывается сильно сокращающимся ртом, который может расширяться, чтобы поглотить организмы вдвое меньше медузы. Из-за своей прожорливости плотность Aequorea victoria обратно пропорциональна плотности зоопланктона, что указывает на конкурентное присутствие в общей среде обитания. [6]
Скорость плавания Aequorea victoria не увеличивается по мере увеличения размера их тела, что делает их неэффективными пловцами. Следовательно, для питания им требуется прямой контакт со своей добычей, что эффективно достигается за счет энергичного движения, при котором давление позволяет им пассивно перемещаться в окружающей среде. [7]
Хищники
[ редактировать ]Aequorea medusae поедается прожорливым сцифозоем Cyanea capillata , обычно называемым студнем из львиной гривы, а также гребневиками , сифонофорами и другими гидромедузами, включая документально подтвержденные случаи каннибализма. [6] У многих более крупных экземпляров встречается паразитический гиперидный амфипод Hyperia medusarum, прикрепленный либо к субзонтику, либо к эксумбрелле; эти амфиподы могут зарываться в желе, но такие действия не смертельны для медуз.
Люминесценция
[ редактировать ]
Эта медуза способна производить вспышки синего света за счет быстрого высвобождения кальция (Ca 2+ ), который взаимодействует с фотобелком экворином . Создаваемый синий свет, в свою очередь, преобразуется в зеленый с помощью теперь известного зеленого флуоресцентного белка (GFP). Эта трансдукция энергии называется резонансной передачей энергии Фёрстера (FRET). И экворин, и GFP являются важными флуоресцентными маркерами, часто используемыми в биохимических исследованиях.
В 1961 году Шимомура и Джонсон выделили белок экворин и его низкомолекулярный кофактор целентеразин из большого количества медуз Aequorea в лабораториях Фрайдей-Харбор. [9] После первоначального обнаружения яркой люминесценции при добавлении морской воды к очищенному образцу они обнаружили, что ионы кальция (Ca 2+ ) были необходимы для запуска биолюминесценции . Это исследование также ознаменовало начало исследований зеленого флуоресцентного белка, которые были обобщены Шимомурой . [9] В 1967 году Риджуэй и Эшли микроинъецировали экворин в отдельные мышечные волокна ракушек и наблюдали временные сигналы, зависящие от ионов кальция, во время мышечного сокращения.
За исследования GFP Осаму Симомура был удостоен Нобелевской премии по химии 2008 года вместе с Мартином Чалфи и Роджером Циеном . [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]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Козлов, Юджин Н. Морские беспозвоночные северо-запада Тихого океана. 2-й. Сиэтл: Вашингтонский университет Press, 1996. [ нужна страница ]
- ^ Jump up to: а б Миллс, CE (2009). «Биолюминесценция Эквореи» .
- ^ Нобелевская премия по химии 2008 года .
- ^ Арай, Мэри Н. (1980). Hydromedusae Британской Колумбии и Пьюджет-Саунда . Канадский бюллетень рыболовства и водных наук. ISBN 978-0-660-10494-2 . OCLC 6972148 . [ нужна страница ]
- ^ Бруска, Ричард К. и Бруска, Гэри Дж. Беспозвоночные. 2-й. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc., 2003. [ нужна страница ]
- ^ Jump up to: а б с Пюред, Дже (1991). «Хищничество Aequorea victoria на другие виды потенциально конкурирующих пелагических гидрозойных» . Серия «Прогресс в области морской экологии» . 72 : 255–260. Бибкод : 1991MEPS...72..255P . дои : 10.3354/meps072255 .
- ^ Геммелл, Брэд Дж.; Костелло, Джон Х.; Колин, Шон П.; Стюарт, Колин Дж.; Дабири, Джон О.; Тафти, Данеш; Прия, Шашанк (2013). «Пассивный возврат энергии медузами способствует их движущему преимуществу перед другими многоклеточными животными» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (44): 17904–17909. Бибкод : 2013PNAS..11017904G . дои : 10.1073/pnas.1306983110 . JSTOR 23754410 . ПМЦ 3816424 . ПМИД 24101461 .
- ^ PDB : 1EMA
- ^ Jump up to: а б Шимомура О (август 1995 г.). «Краткая история экворина». Биологический вестник . 189 (1): 1–5. дои : 10.2307/1542194 . JSTOR 1542194 . PMID 7654844 .
- ^ Амос, Джонатан (8 октября 2008 г.). « Светящаяся медуза схватила Нобеля» . Новости Би-би-си .
- ^ Грэм, Уильям М; Гельчих, Стефан; Робинсон, Келли Л; Дуарте, Карлос М; Бротц, Лукас; Перселл, Дженнифер Э; Мадин, Лоуренс П; Мианзан, Гермес; Сазерленд, Келли Р.; Уе, Синъити; Питт, Кайли А; Лукас, Кэти Х; Бегеберг, Молли; Бродер, Ричард Д.; Кондон, Роберт Х (2014). «Связь благополучия человека и медуз: экосистемные услуги, воздействие и реакция общества». Границы в экологии и окружающей среде . 12 (9): 515–523. дои : 10.1890/130298 . hdl : 10072/65212 . JSTOR 43187881 .