นาวิกโยธินแลกเปลี่ยนจรวดด้วยซ้ำอาวุธถิ่นซับซ้อน Subcellular [วิดีโอ]
แพลงก์ตอนก็ไม่ได้เป็นแค่อาหารที่มีความสุขเท่านั้นจุลินทรีย์ทางทะเลเป็นอาวุธและมีอันตรายพร้อมกับอาวุธที่สามารถยิงเส้นใยหรือน้ำมูกเพื่อทำให้ปืนของศัตรูของพวกเขาแผ่ขยายเข้าสู่สนามรบในการแข่งขันลู่ยุทธศาสตร์ - ยุทธการทางยุทธศาสตร์
และด้วยเหตุผลที่ดี: ปืนของนักล่าจุลินทรีย์ของผู้สนับสนุนเขาที่เรากำลังเรียนรู้เสด็จเป็นจำนวนมากน่ากลัวและมีความซับซ้อนกว่าที่เราคุ้นจินตนาการไว้
สังเกต: อาณาจักรป่าในกล้องถ่ายรูปจุลทรรศน์
เครดิต: Gavelis et al.
ด้านล่างถัดจากลูกศรสีขาวคุณสามารถมองดูเห็นเส้นผมป้องกันขีปนาวุธที่สัมผัสเลิกจ้างจากเหยื่อเพื่อตอบสนองต่อการถูกโจมตี
พวกเขาตกใจกับสิ่งที่พวกเขาค้นพบเผยแพร่ใน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ เดือนมีนาคมปีที่ผ่านมารุ่นข้าวของจุลินทรีย์ได้เกินกว่าสัตว์ 19 ในความซับซ้อนและดูเหมือนจะได้รับงานคิดค้นขึ้นอย่างอิสระด้านบนตรงนั้น Dinoflagellates ดูเหมือนจะสะดุดกับปืน Gatling หรือสิ่งที่โปรดมาก -พันปีก่อนริชาร์ด Gatling & # xA0;
Dinoflagellates เป็น protists, ชีวิตแบบจุลภาคที่มี DNA- บรรจุนิวเคลียสกับ oมีเครื่องจักรเฉพาะเซลล์เปลือกหอยบางครั้งประณีตของพันธมิตรเขาแบกหามชายสองหางพร้อมทั้งมักจะงามพังค์บางdinoflagellates จำนวนมากทำให้อาหารของตัวเองจากแสงคนอื่น ๆ เป็นเหยื่อของจุลชีวันอื่น ๆ พร้อมทั้งป้องกันความเสี่ยงโดยการทำทั้งสองอย่างprotist19; s ต้องทำในสิ่งที่ protist19; s gotta ทำ
สำหรับการศึกษาครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์เลือกที่จะมุ่งเน้นไปที่ dinoflagellate Polykrikos ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตถิ่นท่านเห็นในภาพยนตร์โดยไม่เจตนาหยิบภักษ์ออกไปทานอาหารเย็นเปลือกหอยที่แกะดาลไว้อย่างเห็นได้ชัดจะให้รูปลักษณ์ของเปลือกน้ำcarefullyาลที่โนขึ้นอย่างระมัดระวัง <
ที่ซ่อนอยู่ในพับของขดเป็น organelles เรียกว่า nematocysts เหล่านี้ท่อตอร์ปิโด lidded มีสายปลายเข็มที่ระเบิด punctures เหยื่อเมื่อห้องถูกเรียกโดยการสัมผัส
เครดิต: Gavelis et al. 2017
ในตอนแรกนักวิทยาศาสตร์สงสัยว่า nematocysts ที่พบในไดโนเฟลกเลตมีวิวัฒนาการมาลูกจากอาวุธครั้งแรกก่อสร้างขึ้นโดยบรรพบุรุษร่วมกันของ Cnidarians กลุ่มใหญ่ของสัตว์ที่แมงกะพรุนอยู่ แต่ dinoflagellates และ cnidarians เป็นจริงที่ห่างไกลที่มีส่วนเพื่อให้มอบดูเหมือนว่าไม่น่าเป็นไปได้
ในทางกลับขัดขวางบางสังเคราะห์ dinoflagellates อาศัยอยู่ symbioticallyภายใน polyps ของปะการังอื่น cnidarian ความสนิทสนมทางกายภาพดังกล่าวอาจมีแจกบรรยากาศแห่งจำเป็นสำหรับ nematocyst
พวกเขาตัดสินใจที่จะมองใกล้
เมื่อตรวจสอบโปรตีนแห่งเกี่ยวข้องกับการประดิษฐ์และยิง nematocysts พวกเขาหาทางพบว่า nematocysts ใน dinoflagellates และ cnidarians ไม่ได้ใกล้ชิด(แม้ว่าสารโปรตีนที่สร้างจุลินทรีย์ nematocyst ในแมงกะพรุนดูเหมือนจะได้รับ 1C ขอยืม 1D;จากแบคทีเรีย)ยีนส่วนใหญ่ใน nematocysts cnidarian ดูเหมือนจะมีวิวัฒนาการเป็นอิสระหลังจากการปรากฏตัวของสัตว์
ในทำนองเดียวกันโปรตีนที่สร้าง Dinoflagellate nematocyst ไม่ได้รับมีความตีรั้งขวางกับโปรตีนที่สร้างคล้ายกับอาวุธในจุลินทรีย์ทางทะเลที่กินสิงสาราสัตว์อื่นอาทิเช่น Ciliates หรือ Cryptophytes ถ้าเป็นกรณีเช่นนี้ความคล้ายคลึงขัดขวางระหว่าง dinoflagellate และ nematocysts อื่น ๆ เป็นเพียงเรื่องบังเอิญที่ยิ่งใหญ่และหมายถึงอีกแม่แบบหนึ่งของปรากฏการณ์แหล่งเกิดขึ้นอย่างแพร่หลายในวิวัฒนาการมาบรรจบกันแรงกดดันขั้ววิวัฒนาการที่คล้ายกันทำท่าจะสร้างแนวทางเดียวกันบนดาวเคราะห์กรรมนี้และ # xA0;ซ้ำแล้วซ้ำอีก
ต่อไปพันธมิตรเขาตัดสินใจแห่งจะเปรียบเทียบตัวเครื่องไม้เครื่องมือแนวร่วมเขากินลำแสงไอออนในการสแกนอิเล็กตรอนด้วยกล้องจุลทรรศน์เพื่อสร้างภาพสามมิติข้าวของ Polykrikos kofoidii
เครดิต: Gavelis et al.2017
แนวร่วมเขาค้นพบความภิทต่างนินทาแม้เหมาจะมีความละเอียดอ่อนก็ตามแต่ละ nematocyst ถูกโยงไปถึง organelle เรียวอื่น ๆ ที่กู่เรียกว่า taeniocyst ที่ไม่พบใน nematocysts cnidarianคุณสามารถเห็นมันส์โผล่ออกมาจาก dinoflagellate ในอิเล็กตรอน micrograph ข้างต้นและที่นี่แหล่งด้านบนหลังจากที่ organelles ถูกผ่า.ลึกลับซับซ้อนเนื้อหาของ taeniocyst ออกที่ด้านบนลูกศรสีสีขาวใน C) แสดงฝาปิดคลอดจาก nematocyst ออกลูกธนูสีขาวใน D) แสดง "รางๆเยื่อหุ้มสมอง" แหล่ง encloses nematocyst เครดิต: Gavelis et al. 2017 และ #
ฝาจุกบน nematocyst ของ Polykrikos19; ซ้อนทับโครงสร้างที่วกวนตรีสายที่ไม่พบใน cnidarians ถิ่นแท้วิทยาศาสตร์เรียกว่า 1C;nozzle1D หัวดูดติดตั้งอยู่ใน subcompartment ของแคปซูลซึ่งถึงแม้ว่าจะมีฝาอุดไม่มีช่องเปิด
จนถึงยิงใส่สไตเล็ตที่หุ้มท่อยาวที่ขดตัวไว้ใน nematocyst พาดตัวแคปซูลออกมาปิดฝาแล้ว 13;ลำดับการยิงสมมุติสัญญา Relaxed (สีส้ม) แคปซูล (สีแดง), แรงดันความไสภายใน styletเพื่อเจาะทะลุแคปซูลและ open operculum ส่วนหนึ่งของ capsule everts, replet stylet และ tubule everts ในแนวคิดนี้ stylet มีอะไหล่เกี่ยวข้องเนื้อๆพร้อมด้วยการเจาะรูแคปซูลไม่ใช่เหยื่อ Credit: Gavelis et al. 2017. & # xA0;
สำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ประหลาดใจและตรงกันกระโดดเข้ากับความคะเนคาดหวังของพวกเขาแล้วไปสายเคเบิ้ลตรงนี้ไม่ทำลากมันแผลบ dissolves เร็ว ๆ นี้หลังออกจากการใช้งานเกือบเต็มข้างฟังก์ชั่นเหมือนจะนินทาจะเหยื่อเช่นลูกศรใช่ไหม bullet ความคิดนี้ทำให้มีสายเลือดออกหรือแต่บางทีอาจหาญจะทำให้เกิดการไหลบ่าเข้าไปมาของน้ำทะเลที่ไร้ความเก่งและบาดเจ็บสาหัสเหยื่อระบบแยก 13ตั้งอยู่อย่างแปลกแยกในความคิดของฉันในด้านอื่น ๆ ของ dinoflagellate - เปิดสายพ่วง
เย็บปักถักร้อยรูปซิกาแรตก่อให้เกิดความลึกลับมากขึ้นมันติดต่อเหยื่อก่อน nematocyst และนั่งบนยอด nematocyst อาทิเช่นขั้นตอนสุดท้ายของจรวดอพอลโลแห่งเชื่อมแด่เข้ากับมันเพราะค้นพบสด 1C linker1D;organelle
ตามภาพยนตร์ที่บันทึกโดยทีมงานนี้ taeniocyst ดูเหมือนจะเป็นออร์กาไนเซอร์ ballistic ตัวเองยิงระเบิด 26;บางสิ่งslimแบบนักวิทยาศาสตร์ได้เสนอว่า taeniocyst เป็นขั้นตอนแรกเริ่มสิ่งของการโจมตีสามส่วนเมื่อสัมผัสกับเหยื่อ taeniocsyt เปิดตัวสิ่งที่ยึดติดกับเป้าหมายเชื้อโรคตรงนี้จะยิงใส่เหยื่อและลากสายพ่วงเพื่อให้นักล่าสามารถหน่วงรางวัลเพื่อการบริโภคได้ตามความสะดวกข้าวของตนเอง
พยายามทำเรื่องเข้าใจว่าระบบดังกล่าวมีวิวัฒนาการยังไงเพื่อตรวจสอบอีก dinoflagellate ซึ่งศาสตราของเขาเป็นที่รู้จักยับยั้งเป็นอย่างมากที่แตกต่างกันและสลับซับซ้อนมากขึ้นไป
Nematodinium เปล่ามีขดหลอด ballistic ใช่ไหม taeniocyst.สิ่งที่มันส์มีอยู่คือวลัยของปืนที่แตกต่างจากสิ่งแหล่ง Polykrikos มีบางอย่างที่บางคนตั้งคำถามว่าพวกพนมมีจุดปรากฏวิวัฒนาการหรือไม่1C;26;[E]ach nematocyst,1D;ผู้เขียนเขียน 1C คือหลักช่อเล็ก ๆ ballistic organelles.1D;
กระแสความสำเร็จที่อุบัติขึ้นในงานวิศวกรรมนี้หมายความว่าการระลึกถึงหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ร้ายแรงที่ยังมีชีวิตอยู่นวัตกรรมใหม่ ๆ ของสงครามกลางเมืองในสหรัฐฯ ได้แก่ Gatling Gun <ปืนหมุนได้รับการปฏิสนธิเป็นวิธีที่จะช่วยให้เกิดไฟได้เร็วขึ้นเพราะว่าการให้เวลาในการเย็นระหว่างการยิงปืน
ในขาของ Nematodinium ไฟวีดีโอ การออกแบบแตกต่างกันแทนที่จะเป็นบัฟเฟอร์ปลายธุรกิจของ nematocyst ถูกปกคลุมด้วยของที่นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าเป็น 1C ดอกกุหลาบที่หรูหรา 1D;(ดูด้านบน).แทนที่จะเป็นหัวฉีดเดียวหัวเทียนจะมีแหวนหัวฉีดพ่นอยู่บนยอดแต่ละตัวย่อย 13;อย่างไรก็ตามอีกครั้งเพียงอย่างอย่างเดียว stylet เจาะเช่นเดียวกับใน Polykrikos .แหล่งฐานคือวงแหวนของถังกลั่นตัวถังขนาด 11-15 อวัยวะจนถึงถูกให้ออกแล้วไป subcapsules จะหลุดออกมา (หรือเป็นเพียงแค่) ของวัสดุที่มีน้ำมูกเหมือนกันถึงสองเท่าของเรื่องยาวเดิมไม่ได้มาบังเกิดว่า nematocyst ของ Nematodinium เปลวเพลิงอย่างเช่นปืน Gatling หมุนเพราะว่ามีเพียงหนึ่งบาร์เรลที่ใช้งานอยู่ในแต่ละครั้งเท่านั้น
Dinoflagellate nematocysts ทำงานได้อย่างไร?พวกภูเขา don19; t ชำระคืนสารเคมีเดียวกันจรวดที่ cnidarians ทำฉันรู้ว่า.พวกเขาอาจมีจรวดของตัวเองที่เรายังไม่ได้ค้นพบอย่างไรก็ตามกายวิภาคของพวกภูแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้รับที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งแคปซูลของทั้งสอง Polykrikos และ Nematodinium ตลอดสองมีรอยร่องนักวิทยาศาสตร์ได้รับแนะนำว่าฝาแคปซูลมีเส้นใยหดตัวตนเมื่อเปิดใช้งานพวกคีรียุบแคปซูลไปตามร่องของมันทำให้เกิดความกดดัน
มีหลักฐานบางอย่างสำหรับเรื่องนี้ใน nematocysts ที่มองเห็นใต้กล้องถ่ายภาพจุลทรรศน์สันเขาสัมผัสเว้นคราวห่างเหินระหว่างคู่แฝดคราวเวลาที่ภิทต่างกันระยะห่างที่ห่างไกลไม่เบาขึ้นอาจคือสถานะแห่งไม่หาได้เป็นอิสระและอีกส่วนที่ถูกไล่ออก
ขณะที่สิ่งมีชีวิตทั้งสองอยู่ในกลุ่ม dinoflagellate kingroup เดียวกันนี้ชี้แจกเจออีกระทั่งนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าแม้ว่าความแตกต่างทางกายภาพระหว่างปืนใหญ่ชิ้นส่วนของ Polykrikos และ Nematodinium ที่ภาคีเขาทำในความคือจริงวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษเข้าร่วมกัน
นี่คือสถานการณ์สมมุติ:
สันเขาในแคปซูลยังอีกอย่างหนึ่งของความแตกต่างระหว่าง nematocysts แห่งทำโดย cnidarians และผู้ที่ทำโดย dinoflagellates, summarly thusly สำหรับผู้ที่มีความสนใจ:รูปที่ S1 จากเครดิต: Gavelis et al. 2017
แท้จริงสงครามเหล่านี้ต้องเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องถึง 60% ของ 1C การผลิตหลัก 1D ของมหาสมุทร - สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่สร้างโดยสาหร่ายทะเลฉันคิดเหมา - ถูกบริโภคโดย ciliates และ dinoflagellates ไม่ใช่ปลาวาฬสีเนื้ออ่อน
ชีวิตแลเห็นได้รับชัดว่ามีหลายวิธีในการประดิษฐ์อาวุธแหล่งซับซ้อนเหล่านี้.แรงกดดันในการโจมตีและปกป้องในของเหลวที่กว้างใหญ่ฟรีเพื่อทั้งหมดของมหาสมุทรจะจงรุนแรงที่ไปอาศัยอื่น ๆ ไม่เบากว่าถิ่นที่อยู่อื่น ๆพร้อมกับคุณจะไม่ฝันที่จะก้าวสู่ถนนสายหลักในตอนเที่ยงที่สูงโดยไม่ต้องบรรจุกระแสความร้อน
การอ้างอิง
Gregory S. Gavelis et al. การแข่งขันอาวุธจุลินทรีย์: Ballistic 1C; nematocysts1D;ใน dinoflagellates สาธิตให้มองเห็นถึงข้อคดีซับซ้อนใหม่ของออร์แกนิก ความก้าวหน้าด้านวิทยาศาสตร์ , 2017 DOI: 10.1126 / sciadv.1602552
อีเมล : nksimportexport@gmail.com
TOP เลื่อนขึ้นบนสุด
