Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Aequorea victoria
Aequorea4.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство:Animalia
Тип:Книдария
Класс:Hydrozoa
Заказ:Лептотеката
Семья:Aequoreidae
Род:Aequorea
Разновидность:
А. Виктория
Биномиальное имя
Aequorea victoria
( Мурбах и Ширер , 1902 г.)
Синонимы
  • Месонема Виктория Мурбах и Ширер, 1902 г.
  • Campanulinambranosa Strong, 1925 г.

Aequorea victoria , также иногда называемая кристаллическим желе , представляет собой биолюминесцентную гидрозойную медузу , или гидромедузу, которая встречается у западного побережья Северной Америки.

Этот вид наиболее известен как источник двух белков, участвующих в биолюминесценции: экуорина , фотопротеина и зеленого флуоресцентного белка (GFP) . Их первооткрыватели, Осаму Шимомура и его коллеги, получили Нобелевскую премию по химии 2008 года за свою работу над GFP.

Описание [ править ]

Вид снизу с гипериидальной амфиподой

Aequorea victoria, почти полностью прозрачная и бесцветная, иногда трудноразрешимая, обладает сильно сократительной ротовой полостью и рукояткой в ​​центре, состоящей из 100 радиальных каналов, доходящих до края колокола. Край раструба окружен неровными щупальцами, у взрослых особей их до 150. Щупальца содержат нематоцисты.которые помогают в захвате добычи, хотя они не действуют на людей. Образцы размером более 3 см обычно имеют гонады для полового размножения, которые проходят большую часть длины лучевых каналов и видны на фотографиях в этой статье в виде беловатых утолщений вдоль лучевых каналов. Край раструба окружен мускулистым валиком, типичным для гидромедуз, и помогает при передвижении за счет сокращения мускулов раструба. Более крупные экземпляры часто встречаются с симбиотическими гипериидными амфиподами, прикрепленными к субумбрелле, или даже иногда живущими внутри кишечника или радиальных каналов.

Распространение [ править ]

Aequorea victoria водится вдоль североамериканского западного побережья Тихого океана от Берингова моря до южной Калифорнии. Медуза - часть жизненного цикла - это пелагический организм, который поздней весной отрастает от донного полипа. Медузы можно найти плавающими и плавающими как у берегов, так и у берегов восточной части Тихого океана; [1] этот вид особенно распространен в Пьюджет-Саунд .

В сентябре 2009 года Aequorea victoria была замечена в Морей-Ферт , что является необычным явлением, поскольку в британских водах никогда не наблюдались и не регистрировались кристаллические желе. Образец был выставлен в Морском аквариуме Macduff в Абердиншире , Шотландия . [ необходима цитата ]

Идентификация [ править ]

Виды Aequorea довольно сложно отличить друг от друга, поскольку морфологические признаки, по которым производится идентификация, в основном - это количество щупалец, количество радиальных каналов, количество маргинальных статоцист и размер. Эти черты довольно пластичны, и количество щупалец и радиальных каналов у всех видов Aequorea увеличивается с размером. Еще один вид иногда встречается в том же географическом ареале, что и Aequorea victoria ; эта другая форма получила название 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-Харбор , Северный Пьюджет-Саунд.[2] Морфологически похожая на Aequorea victoria ,форма Aequorea coerulescens больше (размером примерно с обеденную тарелку) с гораздо большим количеством радиальных каналов. Животные промежуточных размеров между этими двумя формами также довольно промежуточны по внешнему виду, что затрудняет морфологическую идентификацию.

Этот вид считается синонимом Aequorea Aequorea из Симомура , открывателя зеленого флуоресцентного белка (GFP) . Шимомура вместе с Мартином Чалфи и Роджером Циеном были удостоены Нобелевской премии по химии 2008 года [3] за открытие и разработку 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 образцов, найденных в Атлантическом и Средиземноморском регионах . Название вида, использованное при очистке GFP, было позже оспорено М. Н. Араи и А. Бринкманном-Фоссом (1980), [4]которые решили разделить их на основе 40 образцов, собранных вокруг острова Ванкувер. Шимомура отмечает, что этот вид в целом сильно варьируется: с 1961 по 1988 год он собрал около 1 миллиона особей в водах, окружающих лаборатории Фрайдей-Харбор при Вашингтонском университете , и во многих случаях наблюдались явные различия в форме медуз.

История жизни [ править ]

Aequorea victoria имеет диморфную историю жизни, чередуя бесполые бентосные полипы и половые планктонные медузы в зависимости от сезона. [5] Aequorea victoriaмолодые медузы отрождаются бесполым путем из колоний гидроидов в конце весны; эти свободноживущие гидромедузы проводят в планктоне всю свою жизнь. Медуза проводит свой первый этап жизни в быстром росте и, достигнув примерно 3 см, начинает производить гаметы для размножения. Каждая медуза может быть мужчиной или женщиной. Яйца и сперматозоиды ежедневно созревают в гонадах медузы, получая достаточное количество пищи, 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 твердом или каменистом субстрате на дне, где каждую весну бесполые зародыши дают новые крошечные медузы в ответ на некоторые (пока неизвестные) сигналы окружающей среды. Форма медузы обычно живет около 6 месяцев, примерно с конца весны до осени.[2]

Естественная история [ править ]

Aequorea victoria обычно питаются мягкотелыми организмами, но в рацион могут также входить некоторые ракообразные зоопланктона, такие как веслоногие ракообразные , крабовые раки, науплии ракушек и другие личиночные планктонные организмы. Потребляемые студенистые организмы включают гребневики , аппендикуляры и другие гидромедузы , в том числе, в некоторых случаях, другие Aequorea victoria при соответствующих условиях. [6] Добыча попадает в ловушку в длинных щупальцах, содержащих нематоцисты, и заглатывается сильно сократительным ртом, который может расширяться, чтобы поедать организмы размером в половину медузы. Из-за своей прожорливости Aequorea victoriaПлотность может быть обратно коррелирована с плотностью зоопланктона, что указывает на конкурентное присутствие в общих средах. [6]

Скорость плавания Aequorea victoria не увеличивается по мере увеличения размера их тела, что делает их неэффективными пловцами. Следовательно, для кормления им требуется прямой контакт со своей добычей, что эффективно осуществляется за счет энергетической тяги, в которой давление позволяет им пассивно перемещаться в окружающей среде. [7]

Хищники [ править ]

Aequorea medusae поедаются прожорливыми сцифозами Cyanea capillata , обычно называемыми желе львиной гривы, а также гребневиками , сифонофорами и другими гидромедузами, включая зарегистрированные случаи каннибализма. [6] Многие крупные экземпляры встречаются с паразитным гипериидом амфипод Hyperia medusarum прикрепленного к либо subumbrella или exumbrella; эти амфиподы могут зарываться в медузу, но такая деятельность не смертельна для медузы.

Люминесценция [ править ]

Диаграмма зеленой флуоресцентной белковой ленты [8]
Дополнительная информация: биолюминесценция.

Эта медуза способна производить вспышки синего света за счет быстрого высвобождения кальция (Ca 2+ ), который взаимодействует с фотопротеином экуорином . Произведенный синий свет, в свою очередь, преобразуется в зеленый с помощью теперь известного зеленого флуоресцентного белка (GFP). Это преобразование энергии называется резонансной передачей энергии Фёрстера (FRET). И эккорин, и GFP являются важными флуоресцентными маркерами, часто используемыми в биохимических исследованиях.

В 1961 году Шимомура и Джонсон выделили протеин экуорин и его низкомолекулярный кофактор, коэлентеразин , из большого количества медуз Aequorea в Friday Harbor Laboratories. [9] После первоначального обнаружения яркого свечения при добавлении морской воды в очищенный образец они обнаружили, что ионы кальция (Ca 2+ ) необходимы для запуска биолюминесценции . Это исследование также положило начало исследованиям зеленого флуоресцентного белка, которые были обобщены Шимомурой . [9] В 1967 году Риджуэй и Эшли микроинъектировали эккорин в отдельные мышечные волокна ракушек и наблюдали временные сигналы, зависимые от ионов кальция, во время сокращения мышц.

За свои исследования GFP Осаму Шимомура 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 [ править ]

  1. ^ Козлофф, Юджин Н. Морские беспозвоночные Тихоокеанского Северо-Запада. 2-й. Сиэтл: Вашингтонский университет Press, 1996.
  2. ^ a b Миллс, CE 1999 – настоящее время. «Биолюминесценция Aequorea, гидромедузы». Электронный интернет-документ доступен по адресу http://faculty.washington.edu/cemills/Aequorea.html . Опубликовано CE Mills, веб-страница создана в июне 1999 г., последнее обновление (15 февраля 2007 г.).
  3. ^ 2008 Нобелевская премия по химии .
  4. ^ Arai, М. Н. и А. Brinckman-Voss. 1980. "Hydromedusae Британской Колумбии и Пьюджет-Саунд", Can. Бык. Рыбы. Акват. Комплект., 204 , 1–192.
  5. ^ Бруска, Ричард К. и Бруска, Гэри Дж. Беспозвоночные. 2-й. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc., 2003.
  6. ^ a b c Перселл, Дженнифер Э .. «Хищничество Aequorea victoria на других видах потенциально конкурирующих пелагических водорослей». Серия «Прогресс морской экологии» 72 (1991): 255–60.
  7. ^ Геммелл, Брэд и др. (2013) «Пассивный возврат энергии у медуз способствует преимуществу перед другими многоклеточными животными». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 110 (44), 17904–17909. JSTOR, www.jstor.org/stable/23754410
  8. ^ PDB : 1EMA
  9. ^ a b Шимомура О. (август 1995 г.). «Краткий рассказ об экуорине» . Биологический бюллетень . 189 (1): 1–5. DOI : 10.2307 / 1542194 . JSTOR  1542194 . PMID  7654844 .
  10. ^ Отчет BBC
  11. ^ Graham, W. et al. (2014). «Связь благополучия человека и медуз: экосистемные услуги, воздействие и реакция общества». 12 (9). 515-523. JSTOR, www.jstor.org/stable/43187881

Внешние ссылки [ править ]

  • Общий обзор видов
  • Анимация зеленого флуоресцентного белка
  • Вашингтонский университет: Aequorea victoria
  • GFP и Aequorea в флуоресцентной микроскопии