A halak vadászására megtanult puhatestűek • Yuliya Kondratenko • Tudományos hírek a "Elemekről" • Evolúció, genetika

Hogy a puhatestűek megtanultak vadászni

Ábra. 1. Kúszik a tengerfenéken a zsákmánykeresésnél "border = 0>

Ábra. 1. Kúszik a tengerfenéken a zsákmányt keresve. Fotók az iflscience.com-ból

A tengeri kagylónak csodálatos készsége van: ezek a kényelmes alsó lakások tudják, hogyan kell vadászni a kis halakat. Ehhez meglehetősen bonyolult eszköz van – egy harpó, amely képes egy erős mérget veszélyeztetni. De a közelmúltig a tudósoknak nem volt világos elképzelése arról, hogy a kúpok milyen fegyvereket szereztek. Egy új tanulmányban a tudósok visszaállítják a kagylós puhatestűek adaptációjának evolúciós történetét a halászathoz. Ez ritka példa a molekuláris változások rekonstrukciójára, amelyek új fajok kialakulásához vezetett szokatlan specializációval.

Néha az evolúció folyamán olyan folyamatokról van szó, amelyeket nehéz elképzelni idővel feszítve. Jó példa erre a lepényhal, a lapos hal, amely az alsó élethez vezet, és amelynek szemei ​​a test egyik oldalán helyezkednek el. Hosszú ideig nem ismert a közönséges evolúciós formáról a "szokásos" halak (amelyek szeme a szemben lévő oldalon) és a laposhal között.Néhány évvel ezelőtt azonban a tudósok felfedezték a modern kopoltyú őseinek maradványait, amelyek szeme aszimmetrikus (lásd: A fosszilis hal ismét megerősítette Darwin korrektségét, "Elements", 2008. 06. 18.). Tehát, bármennyire is nehéz elképzelni, de a lepényhal egyik szeme fokozatosan mászott a másik oldalra, hogy a halak kényelmesen élhessenek az oldalukon az alsó oldalukon (ennek köszönhetően a hal csodálatosan maszkolhatja magát, mintha az aljzat része lenne).

Még érdekesebb, hogy tanulmányozzák az organizmusok egymáshoz való adaptálódási folyamatait, különösen a folyamatos ragadozó-ragadozó és parazita préda fegyvereket, amelyekben minden résztvevőnek alkalmazkodnia kell ahhoz, hogy ne éhes maradjon, vagy éppen ellenkezőleg, ne fogyasszon. Ebben az esetben gyakran előfordul, hogy egy ragadozó vagy egy parazita "élesítve" a lehető legnagyobb mértékben egy bizonyos áldozathoz, ami viszont feltárja a fenyegetés elleni küzdelmet.

És a közelmúltban a tudósok képesek voltak nyomon követni az első evolúciós lépéseket, amelyek a vadon élő vadászok egyik leghűségesebb vadászójának – a halak vadászata (lásd a videót) – a mollusk kúpja (1.Hogyan lehet ilyen lassú lény megtanulni vadászni? És ami még érdekesebb, milyen evolúciós változások tették ilyen vadászatra?

A legtöbb kúp vadászik a viszonylag könnyű zsákmányos férgekhez, amelyek a kúpszerűekhez hasonlóan az alján haladnak, így könnyebben elkaphatók. Mindazonáltal az evolúciós történelem egy bizonyos pontján egyes puhatestűek átálltak a halakra, és specializálódtak rájuk. A tudósok elkezdték lazítani a kúpok adaptációjának történetét a halászathoz, gondosan tanulmányozva ezen puhatestűek filogenetikai fáját, amely egyes kúpok mitokondriális markereinek hasonlóságára épül és különböző fajok rokonságának mértékét tükrözi. A tudósok felhívták a figyelmet egy érdekes csoportra a puhatestűek, amelyek bár vadászok a férgek, közelebb voltak a halászok, mint a többi vadász a férgek. Ezek a puhatestűek a halak vadászatának tanulásában?

Először meg kell kitalálnod, hogy a puhatestűeknek milyen jó halvadásznak kell lenniük.

Először is ezek a mérgek, amelyek megbénítják a halat, különben a kúp egyszerűen nem lesz esélye felzárkózni az áldozatra. A mérgező kúpok olyan peptidek, amelyek eltérő hatásmechanizmussal rendelkezhetnek. Például méreg Conus geographus hasonló szerkezetű az inzulinhoz a halakban, és amikor egy hal belép az anyag nagy felhőjébe, glikémiás sokkba esik. Még a kúpok két mérgét mutatnak gerinceseken és blokkolják az idegimpulzusok csökkenését. Az egyik, a δ-conotoxin elnyomja a nátriumcsatornák inaktiválását, a másik pedig a k-konotoxint, elnyomja a káliumcsatornák aktivációját (lásd: Conotoxin). Ezeknek a mérgeknek az együttes hatása miatt mindkét mechanizmus kikapcsolódik és megbénul.

Másodszor, a halak vadászó puhatestűeknek általában harpoonja van – a radula ("mazsola", amely a puhatestűség nyelvén található és szükséges az őrléshez). Ezzel a harpoonnal a puhatestűek áthatolhatják a zsákmányt, és ezzel egyidejűleg hatékonyan elláthatják a mérget (ha csak a méregbe dobja a vizet, akkor még több mérget vagy hatékonyabb mérget kell használnia).

Szokatlan puhatestűek, amelyek a férgek vadászaihoz tartoztak, de genetikailag közelebb álltak a halak vadászaihoz, nem voltak harpunék, de a tudósok felfedezték a méreg egyik összetevőjét, amely a halakra δ-conotoxin. Mivel ezek a puhatestűek nem rendelkeztek a génerők idegimpulzusainak csökkenésének teljes blokkolásához szükséges második mérgező komponenssel, ezek a puhatestűek nem tudták hatékonyan megbénítani a halat.Mindazonáltal a tudósok úgy döntöttek, hogy a puhatestűek egyik faja – Conus tessulatus – lehetőséget adni arra, hogy megmutassák a kísérletben, milyen képességei vannak a vadászathoz.

A puhatestűeket egy akváriumban telepítették szokásos áldozataikkal – férgekkel, valamint kis halakkal. A puhatestűek kedvelték a férgek vadászatát, de a tudósok örömére megpróbálták és megtámadták a halat (2. A támadások meglehetősen nehézkesek voltak, mert a puhatestűek nem tudták átszúrni a halat harpával, sem teljesen megbénítani. Mindazonáltal a tudósok büszkén számoltak be arról, hogy az egyik kórházaik képesek voltak a halaknak a melleket felszabadítani a kopoltyúkban, miután görcsöket kezdtek, és a mollusk sikerült lenyelni.

Ábra. 2. rákfélék Conus tessulatusszakosodott a férgek, megpróbálta megtámadni egy halat. Az alsó képen észrevehető kis fehér felhő méreg (a hal alsó perem alsó szélén). Képek a tárgyalt cikkből PNAS

A gerincesek bénítására képes δ-konotoxinok látszólag κ-konotoxinok előtt duzzasztott δ-konotoxinok tűntek fel, mivel a δ-konotoxinok minden tulajdonosukban meglehetősen hasonlóak, és a különböző kórokozók különböző csoportjaiban előforduló k-konotoxinok génjei különböző génekből származnak.Különböző csoportok kagylók talált különböző módon, hogy a fegyvert a lehető leghatékonyabb legyen, miután megkapta az első komponens – δ-konotoxinok. A szerzők a következő forgatókönyvet javasolták, amelyben a puhatestűek elsajátították a halak vadászatát. Először a gerinceseknél fellépő toxinok jelentek meg a férgek vadászaiban. Ez a toxin hasznos volt annak érdekében, hogy megvédje a zsákmányt azoktól a halaktól, amelyek megpróbálták ellopni. Aztán kiderült, hogy a hal maga egy kis szerencse is áldozatul esnek, és a különböző kagyló „kitalált” különféle további toxinok, hogy javítsák a mérgek. Akkor sokan kapott szigonyt, ami segített elfog ragadozó és fecskendezze méreg közvetlenül bele, úgy, hogy jobban járt.

Mindezen folyamatok mentek végbe a legtöbb vadász a hal egy hosszú idő, és azon fajok ragadozó férgek, de van egy lényeges toxinok vadászni hal – ez talán olyasmi, mint egy élő kövület, amely valamilyen okból megállt a vadászat során. De nekik köszönhető, hogy megtanultuk a kagyló is szert tesztek a képességre, meglepő egy ilyen lassan mozgó lények, – lesz egy vadász hal.

Forrás: J. W. Aman, J. S.Imperial, B. Ueberheide, M. Zhang, M. Aguilar és D. Taylor. A halcsigákról szóló tanulmányok a Conus tessulatus // PNAS. DOI: 10,1073 / pnas.1424435112.

Julija Kondratenko


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: