Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с атлантическим пурпурным морским ежом .

Стронгилоцентротус пурпуратус
Strongylocentrotus purpuratus 1.jpg
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Иглокожие
Класс:
Echinoidea
Подкласс:
Euechinoidea
Суперзаказ:
Эхинацея (животное)
Заказ:
Echinoida
Семья:
Strongylocentrotidae
Род:
Стронгилоцентротус
Разновидность:
S. purpuratus
Биномиальное имя
Стронгилоцентротус пурпуратус
(Стимпсон, 1857 г.)
Strongylocentrotus purpuratus range.png
На ротовой поверхности Strongylocentrotus purpuratus видны зубы Фонаря Аристотеля, шипы и трубчатые ножки.
Стронгилоцентротус пурпуратус

Фиолетовый морской еж , пурпурный стронгилоцентротус , живет вдоль восточного края Тихого океана простирается от Энсенада , Мексика , в Британской Колумбии , Канада . [1] Этот вид морских ежей темно-пурпурного цвета и обитает в нижних приливных и прибрежных суб-приливных сообществах. Его яйца оранжевые, когда секретируются в воду. [2] Январь, февраль и март являются типичными месяцами активной репродукции этого вида. Половая зрелость достигается примерно через два года. [3]

Обычно он вырастает до диаметра около 10 см (4 дюйма) и может жить до 70 лет. [4]

Роль в биомедицинских исследованиях [ править ]

Хотя эмбриональное развитие по-прежнему является важной частью использования морского ежа, исследования положения ежа как эволюционного чуда становятся все более частыми. Ортологи болезней человека побудили ученых исследовать потенциальное терапевтическое использование последовательностей, обнаруженных в Strongylocentrotus purpuratus . Например, в 2012 году ученые из Университета Сент-Эндрюс начали исследование вирусной области «2A» в геноме S. purpuratus [5] [6], которая может быть полезна для исследований болезни Альцгеймера и рака. Исследование выявило последовательность, которая может возвращать клетки в состояние, подобное «стволовым клеткам», что позволяет улучшить варианты лечения. [5]Этот вид также был кандидатом в исследованиях долголетия, особенно из-за его способности восстанавливать поврежденные или стареющие ткани. Другое исследование, сравнивающее «молодые» и «старые», показало, что даже у видов с разной продолжительностью жизни «регенеративный потенциал» поддерживался у более старых особей, поскольку они не страдали значительными недостатками по сравнению с более молодыми. [7]

Геном [ править ]

Геном фиолетового морского ежа был полностью секвенирован и аннотированный в 2006 году группами ученых из более чем 70 учреждений , в том числе морской лаборатории Керкхофф в Калифорнийском технологическом институте , а также секвенирования центра генома человека в Бейлор медицинского колледжа . [8] Новая улучшенная версия фиолетового морского ежа Strongylocentrotus purpuratus v5.0 теперь доступна на Echinobase . S. purpuratus является одним из нескольких организмов, модельных биомедицинских исследованиях в клеточной биологии и биологии развития. [9]Морской еж - первое животное с секвенированным геномом, которое: (1) является свободноживущим, подвижным морским беспозвоночным ; (2) имеет двусторонне организованный эмбрион, но радиальный план тела взрослого; (3) эндоскелет и водная сосудистая система встречаются только у иглокожих ; и (4) имеет неадаптивную иммунную систему, которая уникальна своей огромной сложностью рецепторного репертуара. [10]

Геном морского ежа, по оценкам, кодирует около 23 500 генов. С. purpuratus имеет 353 протеинкиназы, содержащие член 97% подсемейства киназы человека. [11] Многие из этих генов ранее считались нововведением у позвоночных или были известны только из групп, не относящихся к дейтеростомам . Команда, занимавшаяся секвенированием видов, пришла к выводу, что некоторые гены не являются специфическими для позвоночных, как считалось ранее, в то время как другие гены все еще были обнаружены у ежа, но не в хордовых.

Геном в значительной степени неизбыточен, что делает его очень похожим на позвоночных, но без сложности. Например, было обнаружено от 200 до 700 хемосенсорных генов, лишенных интронов , что характерно для позвоночных. [11] Таким образом, геном морского ежа обеспечивает сравнение с нашим собственным геномом и геномом других deuterostomes , более крупной группы, к которой принадлежат как иглокожие, так и человек. [10] Морские ежи также являются ближайшим живым родственником хордовых. [11] Если судить по самым строгим критериям, у фиолетового морского ежа и человека есть общие 7 700 генов. [12] Многие из этих генов участвуют в восприятии окружающей среды, [13] факт, удивительный для животного, у которого отсутствует структура головы.

У морского ежа также есть химический «защитник», который реагирует на стресс, устраняя потенциально токсичные химические вещества. [11] Иммунная система S. purpuratuses содержит врожденные рецепторы патогенов, такие как Toll-подобные рецепторы, и гены, кодирующие LRR . Были гены , определенные для биоминерализация , которые не были двойниками типичных человеческих позвоночной сортовыми ХПЦЕВ и кодирует для трансмембранных белков , таких как P16 . Существует множество ортологов для генов, связанных с заболеваниями человека, таких как Рилин (от синдрома лиссэнцефалии Нормана-Робертса).) и многие цитоскелетные белки сети синдрома Ушера, такие как usherin и VLGR1 . [11]

Повышение концентрации углекислого газа влияет на эпигеном , экспрессию генов и фенотип пурпурного морского ежа. Концентрация углекислого газа также уменьшает размер его личинок, что указывает на то, что это может отрицательно повлиять на приспособленность личинок. [14] [15]

Экология и экономика [ править ]

Фиолетовый морской еж, наряду с каланами и морскими ушками , является видным членом сообщества лесных водорослей . [16] Морские ежи использовались в пищу коренными народами Калифорнии , которые ели желтую яичную массу в сыром виде. [17] [18] Фиолетовый морской еж также играет ключевую роль в исчезновении лесов водорослей, которое в настоящее время происходит из-за изменения климата. [19]

В Калифорнии пик сезона роста гонад (и, следовательно, пик съедобности) приходится на сентябрь – октябрь. [20] В начале сезона гонады все еще растут, и урожай будет меньше. Начиная с ноября гонады развиваются, однако стресс от сбора урожая может вызвать нерест, снижая качество.

Крупным планом - Strongylocentrotus purpuratus, четко видны трубчатые ножки .

См. Также [ править ]

  • Arbacia punctulata , атлантический пурпурный морской еж

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Ricketts EF, Calvin J. Between Pacific Tides. 3-е изд. Изд. 1962 г. - Дж. У. Хеджпет. XII 516. Stanford University Press, Stanford, CA. 1939 г.
  2. ^ "Исследование морских ежей | ASU - Спросите биолога" . askabiologist.asu.edu . 2010-04-16 . Проверено 5 декабря 2016 .
  3. ^ "Strongylocentrotus purpuratus" . Сеть разнообразия животных . Проверено 5 декабря 2016 .
  4. ^ TA Эберт, JR Southon, 2003. Рыба. Бык. 101, 915
  5. ^ a b «Морские ежи могут содержать генетический ключ к излечению от некоторых болезней» . Проверено 5 декабря 2016 .
  6. ↑ Райан, доктор Мартин. «М. Райан» . www.st-andrews.ac.uk . Архивировано из оригинала на 2016-12-30 . Проверено 12 декабря 2016 .
  7. ^ Боднар, Андреа G .; Коффман, Джеймс А. (2016-08-01). «Поддержание регенерации соматической ткани с возрастом у короткоживущих и долгоживущих морских ежей» . Ячейка старения . 15 (4): 778–787. DOI : 10.1111 / acel.12487 . ISSN 1474-9726 . PMC 4933669 . PMID 27095483 .   
  8. ^ "Калифорнийский пурпурный геном морского ежа, секвенированный международной группой | Калтех" . Калифорнийский технологический институт . Проверено 5 декабря 2016 .
  9. ^ "Белая книга SU" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 03 марта 2016 года . Проверено 31 октября 2009 .
  10. ^ a b Sodergren, E .; Содергрен, GM; Weinstock, EH; Дэвидсон, РА; Кэмерон, РА; Гиббс, Р. К.; Ангерер, Л. М.; Ангерер, Мичиган; Арноне, Д.Р .; Берджесс, РД; Берк, JA; Коффман, М .; Дин, MR; Элфик, Калифорния; Ettensohn, KR; Foltz, A .; Hamdoun, RO; Хайнс, WH; Klein, W .; Marzluff, DR; McClay, RL; Моррис, А .; Мушегян, JP; Раст, LC; Смит, MC; Торндайк, В.Д .; Вакье, GM; Wessel, G .; Wray, L .; и другие. (2006). «Геном морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Наука . 314 (5801): 941–952. Bibcode : 2006Sci ... 314..941S . DOI : 10.1126 / science.1133609 . ЧВК 3159423 . PMID  17095691 .
  11. ^ a b c d e Содергрен, E; Weinstock, GM; Дэвидсон, EH; и другие. (2006-11-10). «Геном морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Наука . 314 (5801): 941–952. Bibcode : 2006Sci ... 314..941S . DOI : 10.1126 / science.1133609 . ISSN 0036-8075 . PMC 3159423 . PMID 17095691 .   
  12. Перейти ↑ Materna, SC, K. Berney, and RA Cameron. 200 6а. Геном S. purpuratus : сравнительная перспектива » Dev. Biol. 300: 485-495.
  13. ^ Берк, RD; Ангерер, Л. М.; Элфик, MR; Хамфри, GW; Yaguchi, S .; Кияма, Т .; Liang, S .; Mu, X .; Agca, C .; Кляйн, WH; Брандхорст, ВР; Rowe, M .; Wilson, K .; Черчер, AM; Тейлор, Дж. С.; Chen, N .; Мюррей, G .; Wang, D .; Mellott, D .; Olinski, R .; Hallböök, F .; Торндайк, MC (2006). «Геномный взгляд на нервную систему морского ежа» . Dev. Биол . 300 (1): 434–460. DOI : 10.1016 / j.ydbio.2006.08.007 . PMC 1950334 . PMID 16965768 .  
  14. ^ Дони, Скотт C .; Буш, Д. Шаллин; Кули, Сара Р .; Кроекер, Кристи Дж. (2020-10-17). «Воздействие закисления океана на морские экосистемы и зависимые человеческие сообщества» . Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 45 (1): 83–112. DOI : 10.1146 / annurev-environment-012320-083019 . ISSN 1543-5938 . 
  15. ^ Келли, Морган В .; Падилья-Гаминьо, Жаклин Л .; Хофманн, Гретхен Э. (август 2013 г.). «Естественная изменчивость и способность адаптироваться к закислению океана у краеугольного морского ежа Strongylocentrotus purpuratus» . Биология глобальных изменений . 19 (8): 2536–2546. DOI : 10.1111 / gcb.12251 .
  16. ^ Пирса, JS (2006). «Экологическая роль пурпурных морских ежей» . Наука . 314 (5801): 940–941. Bibcode : 2006Sci ... 314..940P . DOI : 10.1126 / science.1131888 . PMID 17095690 . 
  17. ^ D. Sweetnam и др., Калифорния Coop. Океаническая рыба. Вкладывать деньги. Отчет 46: 10 (2005).
  18. ^ Хайзер, Роберт Флеминг; Эльзассер, Альберт Б. (1980-01-01). Природный мир индейцев Калифорнии . Калифорнийский университет Press. ISBN 9780520038967.
  19. ^ Провост, Юан Дж .; Келахер, Брендан П. (2017). «Климатические различия в экологических взаимодействиях угрожают сохранению лесов ламинарии». Биология глобальных изменений . 23 (1): 353–361. Bibcode : 2017GCBio..23..353P . DOI : 10.1111 / gcb.13414 . PMID 27392308 . 
  20. ^ "Пурпурный морской еж | Калифорнийский морской грант" . caseagrant.ucsd.edu . Проверено 14 декабря 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Purpuratus Strongylocentrotus информация
  • Информационная веб-система по геному иглокожих
  • Purpuratus Strongylocentrotus генома в браузере УСК генома
  • Фотографии Strongylocentrotus purpuratus из коллекции Sealife