Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Клетка пищеварительного канальца морского слизняка Elysia clarki , заполненная хлоропластами, взятыми из зеленых водорослей.
C = хлоропласт ,
N = ядро клетки .
Электронная микрофотография : масштабная линейка 3 мкм.

Клептопластия или kleptoplastidy является симбиотическим явлением , при котором пластида , в частности хлоропласты из водорослей , секвестрируется принимающими организмами. Слово происходит от Kleptes (κλέπτης) , который является греческий для вора . Водоросль поедается нормально и частично переваривается, оставляя неповрежденной пластиду. Пластиды сохраняются внутри хозяина, временно продолжая фотосинтез и принося пользу хищнику. [1] Этот термин был придуман в 1990 году для описания симбиоза хлоропластов. [2] [3]

Инфузории [ править ]

Mesodinium rubrum

Mesodinium rubrum - это инфузория , похищающая хлоропласты у криптомонад Geminigera cryophila . [4] M. rubrum участвует в дополнительном эндосимбиозе, передавая свои пластиды своим хищникам, динофлагеллятным планктонам, принадлежащим к роду Dinophysis . [5]

Кариоклепты - это связанный процесс, при котором ядро ​​клетки-жертвы также удерживается хищником. Впервые описан в 2007 г. у M. rubrum . [6]

Динофлагелляты [ править ]

Стабильность временных пластид значительно различается у разных видов, сохраняющих пластиды. У динофлагеллят Gymnodinium spp. и Pfisteria piscicida , клептопластиды фотосинтетически активны всего несколько дней, в то время как клептопластиды у Dinophysis spp. может быть стабильным в течение 2 месяцев. [1] Предполагается, что у других динофлагеллят клептопластика представляет собой либо механизм, обеспечивающий функциональную гибкость, либо, возможно, раннюю эволюционную стадию постоянного приобретения хлоропластов. [7]

Сакоглоссанские слизни [ править ]

Costasiella kuroshimae , морской слизняк из сакоглоссана , который использует клептопластику для создания сложных узоров на своем теле.
Elysia pusilla питается зеленой водорослью Halimeda и включает хлоропласты в свое тело.

Некоторые из известных животных, которые практикуют клептопластику, - это морские слизни из клады Sacoglossa . [8] Некоторые виды морских слизней Sacoglossan захватывают неповрежденные функциональные хлоропласты из пищевых источников водорослей, удерживая их в специализированных клетках, выстилающих пищеварительные дивертикулы моллюска . Самый длинный известный kleptoplastic ассоциация, которая может длиться до десяти месяцев, находится в Elysia chlorotica , [2] , который приобретает хлоропласты, поедая водоросль litorea вошерия , хранение хлоропластов в клетках, выстилающих ее кишки. [9]Молодые морские слизни вызывают клептопластический эндосимбиоз, питаясь клетками водорослей, высасывая их содержимое и выбрасывая все, кроме хлоропластов. Хлоропласты фагоцитируются пищеварительными клетками, заполняя сильно разветвленные пищеварительные канальцы, обеспечивая своего хозяина продуктами фотосинтеза. [10] Однако не решено, секретируют ли украденные пластиды активно фотосинтат или слизни косвенно получают прибыль от медленно разрушающихся клептопластов. [11]

Oxynoe olivacea , еще один сакоглоссанский слизняк, питающийся Caulerpa

Из-за этой необычной способности сакоглоссанов иногда называют «морскими слизнями, работающими на солнечной энергии», хотя фактическая польза от фотосинтеза для выживания некоторых из проанализированных видов кажется в лучшем случае незначительной. [12] На самом деле, некоторые виды могут даже погибнуть в присутствии клептопластов, фиксирующих углекислый газ, в результате повышенного уровня активных форм кислорода. [13]

Было показано, что изменения температуры отрицательно влияют на клептопластические способности сакоглоссана. Показано, что показатели эффективности фотосинтеза, а также численность клептопластов снижаются в корреляции с понижением температуры. Однако характер и скорость этих изменений различаются у разных видов морских слизней. [14]

Голожаберники [ править ]

Некоторые виды голожаберников, такие как Pteraeolidia ianthina, изолируют целые живые симбиотические зооксантеллы внутри своих пищеварительных дивертикулов и, таким образом, также имеют «солнечную энергию».

Фораминиферы [ править ]

Было показано, что некоторые виды фораминифер родов Bulimina , Elphidium , Haynesina , Nonion , Nonionella , Nonionellina , Reophax и Stainforthia секвестируют хлоропласты диатомовых водорослей . [15]

Плоские черви Rhabdocoel [ править ]

Было обнаружено, что два вида из группы морских плоских червей, известных как рабдоцель , Baicalellia solaris и Pogaina paranygulgus, составляют еще один тип животных, демонстрирующих клептопластику. Группа ранее была классифицирована как имеющая эндосимбионтов водорослей, хотя уже было обнаружено, что эндосимбионты не содержат ядер. [16]

Поедая диатомовые водоросли, B. solaris и P. paranygulus в процессе, который еще не был обнаружен, извлекают пластиды из своей добычи, включая их надэпидермально, отделяя и переваривая створки и остатки диатомовых водорослей. У B. solaris экстрагированные пластиды, или клептопласты, продолжают проявлять функциональный фотосинтез в течение короткого периода примерно 7 дней. Поскольку эти две группы не являются сестринскими таксонами, и этот признак не является общим для более близких групп, есть свидетельства того, что клептопластика развивалась независимо внутри этих двух таксонов. [17]

См. Также [ править ]

  • Горизонтальный перенос генов
  • Клептопротеин

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Миннхаген С., Карвалью В. Ф., Саломон П. С., Янсон С. (сентябрь 2008 г.). «Содержание ДНК хлоропластов в Dinophysis (Dinophyceae) на разных стадиях клеточного цикла согласуется с клептопластикой». Environ. Microbiol . 10 (9): 2411–7. DOI : 10.1111 / j.1462-2920.2008.01666.x . PMID  18518896 .
  2. ^ a b С. К. Пирс; SE Massey; JJ Hanten; NE Curtis (1 июня 2003 г.). «Горизонтальный перенос функциональных ядерных генов между многоклеточными организмами» . Биол. Бык . 204 (3): 237–240. DOI : 10.2307 / 1543594 . JSTOR 1543594 . PMID 12807700 . S2CID 9671982 . Проверено 24 ноября 2008 .   
  3. ^ Кларк, КБ; Дженсен, КР; Стриц, HM (1990). «Исследование функциональной клептопластики среди аскоглоссы Западной Атлантики (= Sacoglossa) (Mollusca: Opisthobranchia)» . Велигер . 33 : 339–345. ISSN 0042-3211 . S2CID 87182226 .  
  4. ^ Джонсон, Мэтью Д .; Олдах, Дэвид; Чарльз, Ф. Делвиче; Стокер, Дайан К. (январь 2007 г.). «Удержание транскрипционно активных ядер криптофита реснитчатым Myrionecta rubra». Природа . 445 (7126): 426–8. Bibcode : 2007Natur.445..426J . DOI : 10,1038 / природа05496 . PMID 17251979 . S2CID 4410812 .  
  5. ^ Nishitani, G .; Nagai, S .; Баба, К .; Киёкава, S .; Kosaka, Y .; Миямура, К .; Nishikawa, T .; Сакурада, К .; Shinada, A .; Камияма, Т. (2010). «Высокого уровня конгруэнтность Myrionecta гиЬга добычи и Dinophysis видов пластиды , идентичности как показал генетический анализ изолятов от японских прибрежных водах» . Прикладная и экологическая микробиология . 76 (9): 2791–2798. DOI : 10,1128 / AEM.02566-09 . PMC 2863437 . PMID 20305031 .  
  6. ^ Джонсон, Мэтью Д .; Олдах, Дэвид; и другие. (25 января 2007 г.). «Удержание транскрипционно активных ядер криптофита реснитчатым Myrionecta rubra » . Природа . 445 (7126): 426–428. Bibcode : 2007Natur.445..426J . DOI : 10,1038 / природа05496 . PMID 17251979 . S2CID 4410812 . Проверено 4 февраля 2015 года .  
  7. ↑ Gast RJ, Moran DM, Dennett MR, Caron DA (январь 2007 г.). «Клептопластика у динофлагеллат Антарктики: в процессе эволюционного перехода?». Environ. Microbiol . 9 (1): 39–45. CiteSeerX 10.1.1.490.54 . DOI : 10.1111 / j.1462-2920.2006.01109.x . PMID 17227410 .  
  8. ^ Händeler, K .; Гжимбовский Ю.П .; Krug, PJ; Вегеле, Х. (2009). «Функциональные хлоропласты в клетках многоклеточных животных - уникальная эволюционная стратегия в жизни животных» . Границы зоологии . 6 : 28. DOI : 10,1186 / 1742-9994-6-28 . PMC 2790442 . PMID 19951407 .  
  9. ^ Екатерина Браик (24 ноября 2008). «Морской слизняк на солнечных батареях использует украденные гены растений» . Новый ученый . Проверено 24 ноября 2008 года .
  10. ^ "SymBio: Введение-клептопластика" . Университет штата Мэн. Архивировано из оригинала на 2008-12-02 . Проверено 24 ноября 2008 .
  11. ^ де Фрис, Ян; Криста, Грегор; Гулд, Свен Б. (2014). «Выживание пластидов в цитозоле клеток животных». Тенденции в растениеводстве . 19 (6): 347–350. DOI : 10.1016 / j.tplants.2014.03.010 . ISSN 1360-1385 . PMID 24767983 .  
  12. ^ Де Врис, Ян; Rauch, Cessa; Криста, Грегор; Гулд, Свен Б. (2014). «Гид по пластидному симбиозу» . Acta Societatis Botanicorum Poloniae . 83 (4): 415–421. DOI : 10,5586 / asbp.2014.042 . ISSN 2083-9480 . 
  13. ^ de Vries, J .; Woehle, C .; Christa, G .; Wagele, H .; Tielens, AGM; Jahns, P .; Гулд, SB (2015). «Сравнение родственных видов выявляет факторы, лежащие в основе совместимости пластид у зеленых морских слизней» . Труды Королевского общества B: биологические науки . 282 (1802): 20142519. DOI : 10.1098 / rspb.2014.2519 . ISSN 0962-8452 . PMC 4344150 . PMID 25652835 .   
  14. ^ Лаец, Элиза; Вагеле, Хайке (2018). «Как температура влияет на функциональную клептопластику? Сравнение популяций сестринских видов, работающих на солнечной энергии, Elysia timida Risso, 1818 и Elysa cornigera Nuttall, 1989 (Gastopoda: Sacoglossa)» . Границы зоологии . 15 : 17. DOI : 10.1186 / s12983-018-0264-у . PMC 5937827 . PMID 29760759 .  
  15. ^ Бернхард, Джоан М .; Баузер, Сэмюэл С. (1999). «Бентические фораминиферы дизоксических отложений: секвестрация хлоропластов и функциональная морфология». Обзоры наук о Земле . 46 (1–4): 149–165. Bibcode : 1999ESRv ... 46..149B . DOI : 10.1016 / s0012-8252 (99) 00017-3 .
  16. ^ Э. Маркус, Turbellaria Brasileiros (9). Бол. Фак. Fil. Ci. Letras Univ. Сан-Паулу 16 , 5–215 (1951).
  17. ^ Ван Стинкисте, Нильс WL; Стефенсон, Индия; Эрранц, Мария; Хусник, Филип; Килинг, Патрик Дж .; Леандер, Брайан С. (2019). «Новый случай клептопластики у животных: морские плоские черви крадут функциональные пластиды у диатомовых водорослей» . Успехи науки . 5 (7): eaaw4337. Bibcode : 2019SciA .... 5.4337V . DOI : 10.1126 / sciadv.aaw4337 .

Внешние ссылки [ править ]

  • «Морские слизни на солнечных батареях» . ABC Science Online. Июнь 2007 . Проверено 24 ноября 2008 .