Паракатенула
| Паракатенула | |
|---|---|
| Научная классификация | |
| Королевство: | |
| Тип: | |
| Сорт: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | Паракатенула Стеррер и Ригер, 1974 год. [Ссылка 1] |
Paracatenula — род свободноживущих морских бескишечных катенулид плоских червей миллиметрового размера . [Ссылка 1]
Виды Paracatenula . встречаются по всему миру в отложениях от умеренного до тропического климата сублиторальных . Они входят в состав интерстициальной мейофауны песчаных отложений. Взрослые Paracatenula лишены рта и кишечника и связаны с внутриклеточными симбиотическими альфапротеобактериями рода Candidatus Riegeria . [Ссылка 2] [Ссылка 3] Симбионты обитают в бактериоцитах в специализированном органе — трофосоме (греч. τροφος трофос — «пища»). ок. Ригерия может составлять половину биомассы червей. [Ссылка 3] [Ссылка 4] Благоприятный , симбиоз с фиксирующими углекислый газ и окисляющими серу, эндосимбионтами позволяет морским плоским червям жить в среде с низким содержанием питательных веществ . Симбионты не только обеспечивают питание, но и поддерживают первичные запасы энергии в симбиозе. [Ссылка 5]
Разнообразие
[ редактировать ]пять видов Paracatenula Описано — P.erato , P.kalliope , P.polyhymnia , P.urania и P.galateia , названных в честь муз и нимф греческой мифологии . [Ссылка 1] [Ссылка 6] Еще несколько видов были идентифицированы морфологически и молекулярно, но формально не описаны. [Ссылка 3] Наиболее изученными видами являются P. galateia с барьерного рифа Белиза и еще не описанный вид P. sp. Сантадреа с итальянского острова Эльба. [Ссылка 5]
Распределение
[ редактировать ]Паракатенулы распространены по всему миру от умеренно- теплых до тропических регионов и были собраны в Белизе ( Карибское море ), Египте ( Красное море ), Австралии ( Тихий океан ) и Италии ( Средиземное море ). Они встречаются на границе кислородно -бескислородных песков сублиторальной зоны и обнаруживаются на глубине до 40 м. [Ссылка 3]
Анатомия
[ редактировать ]Паракатенулы могут достигать длины до 15 мм и ширины 0,4 мм. Некоторые более крупные виды Paracatenula , такие как P. galateia, сплюснуты, как лист, а все более мелкие виды имеют круглую форму. Было обнаружено, что все исследованные на данный момент виды Paracatenula содержат бактериальных симбионтов в специализированных клетках, содержащих симбионты, которые образуют орган питания - трофосому . [Ссылка 3] [Ссылка 7] Передняя часть червей — рострум — прозрачна и свободна от бактерий, в ней находится мозг, а трофосомная область кажется белой из-за светопреломляющих включений в бактериальных симбионтах. [Ссылка 1] [Ссылка 3] Некоторые виды Paracatenula, такие как P. galateia, обладают статоцистой с одним статолитом. [Ссылка 6]
Жизненный цикл и размножение
[ редактировать ]Хотя Paracatenula производят сперму и яйцеклетки, которые могут быть очень информативными для дифференциации видов, половое размножение не наблюдалось. [Ссылка 5] Вместо этого черви размножаются путем бесполого деления или фрагментации — процесса, называемого паратомией . Черви Paracatenula обладают высокими регенеративными способностями и могут регенерировать утраченную голову, включая мозг, в течение 10–14 дней. [Ссылка 8] [Ссылка 9] Бактериоциты . делящихся червей в процессе деления расщепляются, и популяция симбиотических бактерий распределяется между двумя дочерними особями [Ссылка 8]
Отношения хозяин-симбионт
[ редактировать ]Паракатенулы размещают своих симбионтов в бактериоцитах в трофосоме . Эти бактерии, названные Ca. Ригерии принадлежат к линии альфапротеобактерий, образующих монофилетическую группу в отряде Rhodospirillales. [Ссылка 3] и семейство Родоспирилловые . [Ссылка 5] Совместное видообразование между хозяином и бактериями предполагает строгую вертикальную передачу бактерий, при которой эндосимбионты передаются непосредственно от родителей к потомству. [Ссылка 3] [Ссылка 8] [Ссылка 10] Показано, что симбиоз выгоден обоим партнерам . [Ссылка 3] [Ссылка 4] [Ссылка 5] Отсутствие просвета кишечника и рта указывает на то, что хозяин получает большую часть своего питания от своих симбионтов, которые обладают потенциалом для фиксации углекислого газа и окисления серы . [Ссылка 2] [Ссылка 3] [Ссылка 5] В свою очередь, хозяин обеспечивает своим симбионтам стабильный запас доноров электронов, таких как сульфид и кислород, в динамической и гетерогенной среде. [Ссылка 2] [Ссылка 3] [Ссылка 5] Более того, симбионты, живущие внутри клеток червей, защищены от хищничества, а также от конкуренции за питательные вещества со стороны других бактерий. [Ссылка 3]
Физиология симбионтов
[ редактировать ]Несмотря на уменьшенный геном, содержащий примерно 1400 генов Ca. , Симбионты ригерии сохранили широкий физиологический репертуар, который отличается от всех других редуцированных симбионтов, передающихся вертикально в течение сотен миллионов лет. Ка . Симбионты R. santandreae фиксируют углекислый газ, хранят углерод в многочисленных запасных соединениях и производят все необходимые строительные блоки для клеточной жизни, включая сахара, нуклеотиды, аминокислоты, витамины и кофакторы. [Ссылка 5]
Предоставление хоста
[ редактировать ]У паракатенулы нет рта и кишечника, и они в питании зависят от своих симбионтов. Во всех других хемосинтетических симбиозах хозяин получает питание путем переваривания симбионтов. В отличие от этого, у Paracatenula симбионты обслуживают своего хозяина, секретируя везикулы внешней мембраны (OMV) , и симбионтное пищеварение происходит редко. [Ссылка 5] Предполагается, что благодаря своим огромным возможностям хранения и элегантному способу обеспечения питания через OMV симбионты образуют «бактериальную печень» и своеобразную «батарею» в интегрированном Paracatenula. симбиозе [Ссылка 5] [Ссылка 11] [Ссылка 12]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Стеррер, В.; Ригер, Р.М. (1974). «Retronectidae - новое космополитическое морское семейство Catenulida (Turbellaria)». В Райзере, Н.; Морс, М. (ред.). Биология турбеллярий . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. стр. 63–92.
- ^ Jump up to: а б с Отт, Дж.; Ригер, Г.; Ригер, Р.; Эндерес, Ф. (1982). «Новые интерстициальные черви без рта из сульфидной системы: симбиоз с прокариотами». Морская экология . 3 (4): 313–333. Бибкод : 1982MarEc...3..313O . дои : 10.1111/j.1439-0485.1982.tb00282.x .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Грубер-Водицка, HR; Диркс, У.; Лейш, Н.; Бараньи, К.; Стокер, К.; Булгереси, С.; Хейндл, Северная Каролина; Хорн, М.; Лотт, К.; Лой, А.; Вагнер, М.; Отт, Дж. (27 июня 2011 г.). « Паракатенула , древний симбиоз тиотрофных альфапротеобактерий и плоских червей катенулид» . Труды Национальной академии наук . 108 (29): 12078–12083. Бибкод : 2011PNAS..10812078G . дои : 10.1073/pnas.1105347108 . ПМК 3141929 . ПМИД 21709249 .
- ^ Jump up to: а б Лейш, Н; Диркс, У.; Грубер-Водицка, HR; Шмид, М.; Стеррер, В.; Отт, Дж. А. (2011). «Микроанатомия трофосомной области Paracatenula cf. Polyhymnia (Catenulida, Platyhelminthes) и ее внутриклеточных симбионтов» . Зооморфология . 130 (4): 261–271. дои : 10.1007/s00435-011-0135-y . ПМК 3213344 . ПМИД 22131640 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Джекле, О.; Сеа, БКБ; Титджен, М.; Лейш, Н.; Либеке, М.; Кляйнер, М.; Берг, Дж. С.; Грубер-Водицка, HR (8 апреля 2019 г.). «Хемосинтетический симбионт с резко уменьшенным геномом служит первичным хранилищем энергии у морского плоского червя Paracatenula » . Труды Национальной академии наук . 116 (17): 8505–8514. Бибкод : 2019PNAS..116.8505J . дои : 10.1073/pnas.1818995116 . ПМК 6486704 . ПМИД 30962361 .
- ^ Jump up to: а б Диркс, У.; Грубер-Водицка, HR; Лейш, Н.; Стеррер, В.; Отт, Дж. А. (2011). «Новый вид симбиотических плоских червей Paracatenula galateia sp. nov. (Platyhelminthes: Catenulida: Retronectidae) из Белиза (Центральная Америка)». Исследования морской биологии . 7 (8): 769–777. дои : 10.1080/17451000.2011.574880 . S2CID 85133741 .
- ^ Шехтер, Э. (11 июля 2019 г.). «Из терминов биологии: трофосома» .
- ^ Jump up to: а б с Диркс, У.; Грубер-Водицка, HR; Лейш, Н.; Булгереси, С.; Эггер, Б.; Ладурнер П. и Отт Дж. А. (2012). «Поддержание бактериального симбиоза у бесполого размножения и регенерации плоских червей Paracatenula galateia » . ПЛОС ОДИН . 7 (4): e34709. Бибкод : 2012PLoSO...734709D . дои : 10.1371/journal.pone.0034709 . ПМЦ 3317999 . ПМИД 22509347 .
- ^ Джекль, Оливер (ноябрь 2018 г.). «Глава IV» . Эволюция и физиология Paracatenula симбиоза (Докторская диссертация).
- ^ Брайт, М.; Булгереси, С. (2010). «Сложное путешествие: передача микробных симбионтов» . Обзоры природы Микробиология . 8 (3): 218–230. дои : 10.1038/nrmicro2262 . ПМЦ 2967712 . ПМИД 20157340 .
- ^ Раканиелло В., Шехтер Э.; Суонсон, М.; Шмидт, М. (26 апреля 2019 г.). «Межклеточная микробная торговля» . Эта неделя по микробиологии (Подкаст).
{{cite podcast}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ «Безжалостные черви полагаются на подачки внутренних микробов». Природа . 568 (7752): 278. 10 апреля 2019 г. Бибкод : 2019Natur.568R.278. . дои : 10.1038/d41586-019-01147-0 . S2CID 115153189 .