นาวิกโยธินเปลี่ยนจรวดด้วยอาวุธแห่งซับซ้อน Subcellular [วิดีโอ]
แพลงก์ตอนก็ไม่ได้หมายถึงแค่ข้าวปลาอาหารที่อยู่มีความสุขเท่านั้นจุลินทรีย์ทางทะเลเป็นอาวุธและมีอันตรายพร้อมกับอาวุธที่สามารถยิงเส้นใยหรือน้ำมูกเพื่อทำให้ปืนของศัตรูของพวกเขาขยายเข้าไปสู่สนามรบในงานขับเคี่ยวลู่ยุทธศาสตร์ - ยุทธการทางยุทธศาสตร์
และด้วยเหตุผลที่ดี: ปืนของนักล่าจุลินทรีย์ของภาคีเขาที่เรากำลังเรียนรู้เสด็จเป็นจำนวนมากน่ากลัวและมีความซับซ้อนกว่าที่เราเคยจินตนาการไว้
สังเกต: อาณาจักรป่าในกล้องถ่ายรูปจุลทรรศน์
เครดิต: Gavelis et al.
ด้านล่างถัดจากลูกศรสีขาวคุณสามารถมุ่งดูพบเส้นผมคุ้มครองขีปนาวุธที่ถูกต้องไล่ออกจากเหยื่อเพื่อตอบสนองต่อการถูกโจมตี
พวกเขาตกใจกับสิ่งที่พวกเขาค้นพบเผยแพร่ใน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ เดือนมีนาคมปีที่ผ่านมารุ่นข้าวของเครื่องใช้จุลินทรีย์ได้เกินกว่าสัตว์ 19 ในความซับซ้อนและดูเหมือนจะได้รับงานคิดค้นขึ้นอย่างอิสระด้านบนตรงนั้น Dinoflagellates ดูเหมือนจะหยุดกับปืน Gatling หรือสิ่งที่เป็นที่นิยมมาก -พันปีก่อนริชาร์ด Gatling & # xA0;
Dinoflagellates เป็น protists, ชีวิตแบบจุลภาคที่มี DNA- บรรจุนิวเคลียสและ oมีเครื่องยนต์กลไกเฉพาะเซลล์เปลือกหอยบางครั้งประณีตของพันธมิตรเขาแบกหางสองหางพร้อมด้วยมักจะงามพังค์บางdinoflagellates จำนวนมากทำให้อาหารของตัวเองจากแสงคนอื่น ๆ เป็นเหยื่อของจุลชีวันอื่น ๆ พร้อมทั้งป้องกันความเสี่ยงโดยการทำทั้งทวิอย่างprotist19; s ต้องทำในสิ่งที่ protist19; s gotta ทำ
เหตุด้วยการศึกษาครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์เลือกที่จะมุ่งเน้นไปที่ dinoflagellate Polykrikos ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตถิ่นท่านเห็นในภาพยนตร์โดยไม่เจตนาหยิบเหยื่อออกไปทานอาหารเย็นเปลือกหอยที่แกะสลักไว้อย่างเห็นได้ชัดจะให้รูปลักษณ์ของเปลือกน้ำcarefullyาลที่ปูดขึ้นอย่างระมัดระวัง <
ที่ซ่อนอยู่ในเลิกของขดเป็น organelles เรียกว่า nematocysts เหล่านี้ท่อตอร์ปิโด lidded มีสายปลายเข็มที่ระเบิด punctures เหยื่อเมื่อห้องถูกเรียกโดยการสัมผัส
เครดิต: Gavelis et al. 2017
ในตอนแรกนักวิทยาศาสตร์สงสัยว่า nematocysts ที่พบในไดโนเฟลกเลตมีวิวัฒนาการมาพลัดพรากอาวุธครั้งแรกก่อสร้างขึ้นโดยบรรพบุรุษร่วมกันของ Cnidarians กลุ่มใหญ่ของสัตว์ที่แมงกะพรุนอยู่ แต่ dinoflagellates และ cnidarians เป็นจริงที่ห่างไกลที่มีส่วนเหตุด้วยสละดูเหมือนว่าไม่น่าเป็นไปได้
ในทางกลับขัดขวางบางสังเคราะห์ dinoflagellates อาศัยอยู่ symbioticallyภายใน polyps ของปะการังอื่น cnidarian ความสนิทสนมทางกายภาพดังกล่าวอาจมีแจกบรรยากาศที่จำเป็นสำหรับ nematocyst
พวกเขาตัดสินใจที่จะมองใกล้
เมื่อตรวจโปรตีนแหล่งเกี่ยวข้องกับการก่อและยิง nematocysts พวกเขาสืบค้นพบว่า nematocysts ใน dinoflagellates และ cnidarians มิได้เคียงชิด(แม้ว่าโปรตีนที่สร้างจุลินทรีย์ nematocyst ในแมงกะพรุนดูเหมือนจะได้รับ 1C ยืม 1D;จากแบคทีเรีย)ยีนส่วนใหญ่ใน nematocysts cnidarian ดูเหมือนจะมีวิวัฒนาการเป็นอิสระหลังจากการปรากฏตัวของสัตว์
ในทำนองเดียวกันโปรตีนที่สร้าง Dinoflagellate nematocyst ไม่หาได้มีความเสมอขัดขวางกับโปรตีนที่สร้างคล้ายพร้อมกับอาวุธในจุลินทรีย์ทางทะเลที่กินปราณีอื่นอาทิเช่น Ciliates หรือ Cryptophytes ถ้าเป็นกรณีเช่นนี้เรื่องตีรั้งสกัดกั้นระหว่าง dinoflagellate และ nematocysts อื่น ๆ เป็นเพียงเหตุบังเอิญที่สำคัญและหมายความว่าอีกอุทาหรณ์หนึ่งของปรากฏการณ์แห่งเกิดขึ้นอย่างแพร่สะพัดในวิวัฒนาการมาบรรจบกันแรงบีบบังคับด้านวิวัฒนาการที่คล้ายกันดูจะจะสร้างแนวทางเดียวกันบนดาวเคราะห์กรรมนี้และ # xA0;ซ้ำแล้วซ้ำอีก
ต่อไปพวกคีรีตัดสินใจแหล่งจะเปรียบเทียบตัวเครื่องมือพันธมิตรเขากินลำแสงไอออนในการสแกนอิเล็กตรอนเพื่อกล้องจุลทรรศน์เพื่อสร้างภาพสามมิติของ Polykrikos kofoidii
เครดิต: Gavelis et al.2017
ภาคีเขาค้นพบความแตกต่างว่าร้ายแม้นินทาจะมีความละเอียดอ่อนก็ตามแต่ละ nematocyst โดนโยงไปถึง organelle เรียวอื่น ๆ ที่เอื้อนว่า taeniocyst ที่ไม่พบใน nematocysts cnidarianคุณสามารถเห็นมันส์โผล่ให้กำเนิดมาจาก dinoflagellate ในอิเล็กตรอน micrograph ข้างต้นและที่นี่ที่ด้านบนหลังจากที่ organelles ถูกผ่า.ลึกลับซับซ้อนเนื้อหาของ taeniocyst ออกลูกที่ด้านบนลูกศรสีขาวใน C) แสดงฝาปิดคลอดจาก nematocyst ออกกำพตสีขาวใน D) แสดง "เรื่อๆเนื้อเยื่อหุ้มสมอง" แห่ง encloses nematocyst เครดิต: Gavelis et al. 2017 พร้อมกับ #
ฝาปิดบน nematocyst ของ Polykrikos19; ซ้อนทับรูปร่างที่สลับซับซ้อนไตรสายที่ไม่พบใน cnidarians แหล่งยิ่งวิทยาศาสตร์เรียกว่า 1C;nozzle1D หัวซับติดตั้งอยู่ใน subcompartment ข้าวของแคปซูลซึ่งลุแม้นินทาจะมีฝาอัดไม่มีช่องเปิด
เมื่อยิงใส่สไตเล็ตที่หุ้มท่อยาวที่ขดตัวไว้ใน nematocyst พาดตัวแคปซูลออกมาปิดฝาแล้ว 13;ลำดับการยิงสมมุติสัญญา Relaxed (สีส้ม) แคปซูล (สีแดง), แรงดันความเสือกภายใน styletเพื่อเจาะทะลุแคปซูลและ open operculum ส่วนหนึ่งของ capsule everts, replet stylet และ tubule everts ในแนวคิดตรงนี้ stylet มีอะไหล่เกี่ยวข้องเนื้อๆเข้ากับการเจาะรูแคปซูลไม่ใช่เหยื่อ Credit: Gavelis et al. 2017. & # xA0;
สำหรับยิ่งวิทยาศาสตร์ที่ประหลาดใจและตรงกันผ่านพร้อมกับความคาดวาดหวังของพวกเขาแล้วสายเคเบิ้ลนี้ไม่ทำลากมันส์ dissolves เร็ว ๆ นี้หลังออกจากการใช้งานข้อนข้างฟังก์ชั่นเหมือนจะว่าจะเหยื่อเช่นลูกศรใช่ไหม bullet ความคิดนี้ทำให้มีเลือดออกหรือแต่บางทีกล้าหาญจะทำให้เกิดการไหลบ่าเข้าไปมาของน้ำทะเลที่ไร้ความรอบรู้พร้อมด้วยบาดเจ็บสาหัสเหยื่อระบบแยก 13ตั้งอยู่อย่างแปลกแยกในความคิดของฉันในด้านอื่น ๆ ของ dinoflagellate - เปิดสายพ่วง
เย็บปักถักร้อยรูปซิกาแรตก่อมอบเกิดความลึกลับมากขึ้นมันติดต่อเหยื่อก่อน nematocyst และนั่งบนยอด nematocyst ตัวอย่างเช่นขั้นตอนท้ายของจรวดอพอลโลแหล่งเชื่อมแก่กับมันโดยค้นพบอีกครั้ง 1C linker1D;organelle
ตามภาพยนตร์ที่บันทึกโดยทีมงานนี้ taeniocyst ดูเหมือนจะเป็นออร์กาไนเซอร์ ballistic ตัวเองยิงระเบิด 26;บางสิ่งโปร่งแบบนักวิทยาศาสตร์ได้เสนอว่า taeniocyst เป็นขั้นตอนเริ่มแรกเครื่องใช้การโจมตีสามส่วนเมื่อสัมผัสกับเหยื่อ taeniocsyt เปิดตัวสิ่งที่เกาะติดกับกลยุทธ์เชื้อโรคนี้จะยิงใส่เหยื่อและลากสายพ่วงเพื่อให้นักล่าสามารถหน่วงรางวัลเพื่อการบริโภคได้ตามความสะดวกข้าวของตนเอง
พยายามทำกระแสความเข้าใจว่าระบบดังกล่าวมีวิวัฒนาการเช่นใดเพื่อตรวจสอบอีก dinoflagellate ซึ่งอาวุธยุทธภัณฑ์ของพนมเป็นที่รู้จักขัดขวางเป็นอย่างมากที่แตกต่างกันและลึกลับซับซ้อนมากรุ่ง
Nematodinium มิมีขดหลอด ballistic หรือ taeniocyst.สิ่งที่มันส์มีอยู่คือวงกลมของปืนที่แตกต่างจากสิ่งแหล่ง Polykrikos มีบางอย่างที่บางคนตั้งคำถามว่าพวกภูมีจุดผลิตวิวัฒนาการหรือไม่1C;26;[E]ach nematocyst,1D;ผู้เขียนเขียน 1C หมายถึงหลักช่อเล็ก ๆ ballistic organelles.1D;
กรณีสำเร็จที่เกิดขึ้นในงานวิศวกรรมนี้หมายถึงงานระลึกถึงหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ร้ายแรงที่ยังมีชีวิตอยู่นวัตกรรมใหม่ ๆ ของสงครามกลางเมืองในสหรัฐฯ ได้แก่ Gatling Gun <ปืนหมุนได้รับการปฏิสนธิเป็นวิธีที่จะช่วยให้เกิดไฟได้เร็วขึ้นเพราะว่าการให้เวลาในการเย็นระหว่างการรัวกระสุน
ในกรของ Nematodinium ไฟวีดีโอ การออกแบบแตกต่างกันแทนที่จะเป็นบัฟเฟอร์ปลายธุรกิจของ nematocyst ถูกปกคลุมด้วยสิ่งของที่นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าหมายถึง 1C ดอกกุหลาบที่หรูหรา 1D;(ดูด้านบน).แทนที่จะเป็นหัวฉีดเดียวหัวเทียนจะมีแหวนหัวฉีดพ่นอยู่บนยอดแต่ละตัวย่อย 13;อย่างไรก็ดีอีกครั้งเพียงอย่างเพียงอย่างเดียว stylet ขุดเจาะเช่นเดียวกับใน Polykrikos .ที่ฐานคือวงแหวนเครื่องใช้ถังกลั่นตัวถังขนาด 11-15 ตัวเมื่อถูกยื่นซองขาวจบ subcapsules จะหลุดออกมา (หรือเป็นเพียงแค่) ของวัสดุที่มีน้ำมูกเหมือนกันถึงสองเท่าของเรื่องยาวเดิมไม่ได้รับปรากฏว่า nematocyst ของ Nematodinium เปลวเพลิงอย่างอาทิเช่นปืน Gatling หันเพราะว่ามีเพียงหนึ่งบาร์เรลที่ใช้งานอยู่ในแต่ละครั้งเท่านั้น
Dinoflagellate nematocysts ดำเนินการได้อย่างไร?พวกภู don19; t ใช้สารเคมีเดียวกันจรวดที่ cnidarians ทำข้ารู้ว่า.พวกเขาอาจมีจรวดของตัวเองที่เรายังไม่ได้ค้นพบอย่างไรก็ตามกายวิภาคของพวกคีรีแสดงให้เห็นถึงกระแสความเป็นไปได้รับที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งแคปซูลของทั้งสอง Polykrikos และ Nematodinium ตลอดสองมีรอยคราบร่องนักวิทยาศาสตร์ได้มาแนะนำว่ากำแพงแคปซูลมีเส้นใยหดองค์เมื่อเปิดใช้งานพวกภูยุบแคปซูลไปตามร่องของมันทำเอาเกิดความกดดัน
มีหลักฐานบางอย่างสำหรับเรื่องตรงนี้ใน nematocysts ที่เห็นใต้กล้องกล้องจุลทรรศน์สันเขาสัมผัสเว้นคราวห่างเหินระหว่างฝาแฝดยุคสมัยเวลาที่ภินท์ต่างกันระยะห่างที่ห่างไกลไม่เบาขึ้นอาจเป็นสถานะแหล่งไม่หาได้เป็นอิสระพร้อมกับอีกส่วนที่ถูกไล่ออก
ขณะที่สิ่งมีชีวิตทั้งสองอยู่ในกลุ่ม dinoflagellate kingroup เดียวกันนี้ชี้มอบเห็นอีกว่านักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าแม้ว่าความแตกต่างทางกายภาพระหว่างปืนใหญ่ชิ้นชิ้นของ Polykrikos พร้อมกับ Nematodinium ที่แนวร่วมเขาทำในข้อคดีคือจริงวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษประสานกัน
นี่หมายความว่าสถานการณ์สมมุติ:
สันเขาในแคปซูลยังอีกอย่างหนึ่งของความแตกต่างระหว่าง nematocysts แหล่งทำโดย cnidarians และผู้ที่ทำโดย dinoflagellates, summarly thusly สำหรับผู้ที่มีความสนใจ:รูปที่ S1 จากเครดิต: Gavelis et al. 2017
แท้จริงสงครามเหล่าตรงนี้ต้องเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องถึง 60% ของ 1C การผลิตหลัก 1D ของสมุทร - สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่สร้างโดยสาหร่ายทะเลฉันคิดเหมา - ถูกบริโภคโดย ciliates และ dinoflagellates เปล่าใช่ปลาวาฬสีเนื้ออ่อน
ชีวิตแลเห็นได้รับชัดว่ามีหลายวิธีในการสร้างอาวุธแหล่งซับซ้อนเหล่านี้.แรงกดดันในการโจมตีและปกป้องในของเหลวที่กว้างใหญ่ฟรีเพราะด้วยทั้งหมดของมหาสมุทรจะต้องรุนแรงที่อยู่อาศัยอื่น ๆ มากมายกว่าถิ่นที่อยู่อื่น ๆและคุณจะไม่ฝันที่จะก้าวสู่ถนนสายหลักในตอนเที่ยงที่สูงโดยไม่ต้องบรรจุความร้อน
การอ้างอิง
Gregory S. Gavelis et al. การแข่งขันอาวุธจุลินทรีย์: Ballistic 1C; nematocysts1D;ใน dinoflagellates แสดงให้เห็นให้เจอบรรลุข้อคดีวกวนใหม่ของออร์แกนิก ความก้าวหน้าด้านวิทยาศาสตร์ , 2017 DOI: 10.1126 / sciadv.1602552
LINK
MEMBER
