Australijscy biolodzy odkryli dodatkowy sposób hodowli koralowców • Elena Naimark • Wiadomości naukowe o "elementach" • Embriologia, biologia

Australijscy biolodzy odkryli dodatkowy sposób hodowli koralowców

Koral Acropora millepora – długo znanego i dokładnie przebadanego mieszkańca Wielkiej Rafy Koralowej. Jednak zaskakuje również naukowców. Zaokrąglone ciało pomiędzy dwoma koralowymi gałązkami to wiązka jaj i plemników. Obraz z www.secore.org

Warunki burzowe wybrzeży oceanicznych, w których żyją korale, są nie tylko czynnikiem niestabilności, który zwiększa śmiertelność tych stworzeń. Przyczyniają się również do zwiększenia liczby larw koralowców. Fale rozbijają zarodki na oddzielne blastomyry, a niezależna larwa rozwija się z każdego blastomeru. Ta dodatkowa możliwość zwiększa liczbę potomków od dwóch do czterech razy, a szanse na przeżycie i osiadanie larw w odpowiednim miejscu wzrastają o tę samą ilość. Prawdopodobnie właśnie adaptacje do różnych rozmnożeń liczby młodych zapewniły koralowcom tak udane przetrwanie w niestabilnych warunkach stref burzowych i długowieczności ewolucyjnej.

Jak wiecie, koralowce rozmnażają się seksualnie i bezpłciowo. Oocyty i plemniki dojrzewają w endodermii i są uwalniane do wody. W tym samym czasie uwalnianie produktów płciowych jest zsynchronizowane do pory roku i fazy księżyca: najprawdopodobniej korale reagują na pewną długość fali w niebieskim zakresie i temperaturze wody.reprodukcja synchronizacja sezonu i fazy księżyca jest typowa nie tylko dla korali, ale także dla wielu innych zwierząt morskich (na przykład, badacze życia morskiego obszaru Morza białego znanego przerażającą reprodukcji obrazu nereisa: Podczas pierwszego dnia lipca pełni księżyca imponująca wielkość wieloszczet powstania chóru do powierzchni a ślizgając się po wodzie niczym węże morskie, emitują produkty seksualne).

Korale wciągają gamety do wody w tym samym czasie (różowe skupiska po lewej), tworząc wiązki jaj i plemników. W każdym pakiecie, 5-10 komórek jajowych i tysiące plemników (zaokrąglone wiązadła są powiększone na zdjęciu po prawej). Obraz z www.secore.org

Zapłodnione jajo pływa w wodzie, a po kilku kolejnych splisach tworzy blastulę, następnie gastrula, a wreszcie larwę planuli. Ta larwa jest cielęca i mobilna. Opada na dno, a jeśli uda jej się dotrzeć do miejsca, w którym znajduje się odpowiednie podłoże do przyczepienia, przechodzi metamorfozę i zamienia się w polip. Po tym, jak polip może rozmnażać się bezpłciowo, pączkuje coraz więcej nowych koralowców. Tak powstaje modularna stała kolonia – czyli takaktóry składa się ze sztywno połączonych genetycznie jednorodnych organizmów (obecnie rozróżnia się organizmy modularne i kolonialne, te ostatnie składają się z luźno powiązanych różniących się osobników). Planula jest uważana za fazę osiedlenia, ponieważ jest wynikiem uwolnienia dużej liczby takich larw, że powstają nowe siedliska.

Schemat doświadczenia z polipami. Pierwsza (po lewej) kolumna – zarodki jedno-, dwu- i czterokomórkowe. Następuje transfuzja z jednego akwarium do drugiego z wysokości trzydziestu centymetrów, czyli naśladowanie średniej siły burzy. Druga kolumna – rozpadające się komórki zarodków różnej wielkości. Trzecia kolumna – nowy początek przerwanego rozwoju. Poniższe kolumny pokazują, że do końca gastrulacji obserwuje się inną proporcję wielkości zarodka. Ostatnia kolumna – młode polipy po metamorfozie zachowują proporcje wielkości. Zdjęcie z dodatkowych materiałów do omawianego artykułu w Nauka

Australijscy naukowcy z Instytutu Nauk Morskich (Australian Institute of Marine Science, AIMS) dokonali interesującego dodatku do klasycznego systemu zmiany pokoleń koralowców.W eksperymentalnym akwarium zaobserwowali inną metodę rozmnażania bezpłciowego, oprócz zwyczajnego pączkowania. W akwariach hodowali 7 kolonii koralowców Acropora millepora. Koralowce wytwarzały jaja i zapoczątkowały zapłodnienie po zapłodnieniu. Po trzech godzinach większość blastuli – wczesne etapy rozdrabniania jaj – składała się z 2, 4 lub 8 komórek. Następnie naukowcy przeprowadzili prosty eksperyment: woda zawierająca te zarodki (a dokładniej blastula) została przeniesiona z jednego akwarium do drugiego. W ten sposób blastula została wystawiona na działanie normalnych warunków naturalnych – była to odpowiednik małej lub średniej fali na morzu. Większość blastuli dzieli się na pojedyncze komórki lub fragmenty od dwóch do czterech komórek.

Tutaj wpłynęła jedna konkretna osobliwość koralowców – brak gęstej skorupy w jajku. Gdyby istniała taka skorupa, to żadne fale i wiatry nie mogły zniszczyć integralności tych zarodków. Niemniej każdy poszczególny fragment blastuły nadal rozwijał się normalnie. Różniano się od zwykłych larw tylko wielkością. Przy stałym rozwoju średni rozmiar jaj wynosił około 440 mikronów, średnica blastomerów dwu- i czterokomórkowych blastuli wynosiła 313 i 227 mikronów,Wielkość ruchliwych larw po zakończeniu gastrulacji i zamknięciu blastoporu – a dzieje się to w 7 dniu rozwoju – jest w przybliżeniu równa wielkości zapłodnionych komórek jajowych, to znaczy około 440 mikronów. Po eksperymentalnej "burzy" ruchome larwy okazały się być trzema klasami wielkości – 440, 344 i 267 mikronów. Oczywiste jest, że wraz z normalnymi larwami próbka składała się z blastomerów dwu- i czterokomórkowych. Larwy wszystkich rozmiarów przeszły metamorfozę z taką samą wydajnością: około 80% z nich zmieniło się w małe polipy o trzech klasach wielkości – 866, 568 i 406 mikronów. Po tym, jak te polipy zaadaptowały fotosyntetyzujące symbionty, ich rozmiary stopniowo się równoważyły.

Juvenile koralowe stadia rozwojowe Acropora millipora. A – początkowa mieszanina zarodków przed rozpoczęciem eksperymentu, trzy godziny po zapłodnieniu. B – pojedyncze blastomy po imitacji burzy. C – czterodniowe zarodki trzech klas wielkości. D – Półtygodniowe polipy z symbiontami. Skala długości pręta 0,5 mm. Obraz z artykułu w dyskusji Nauka

Wiele zwierząt jest w stanie kontynuować normalny rozwój od pojedynczych blastomerów, szczególnie jeśli rozdzielenie zachodzi na tak wczesnych etapach. Jednak tylko koralowce zmieniły tę ryzykowną ścieżkę na swoją korzyść, pozbywając się gęstej skorupy jaja.Koralowce z rodziny Acroporidae, Faviidae, Mussidae, Fungidae i Occulinidae są przystosowane do tego zwielokrotnienia liczby potomków. W ten sposób podwajają lub nawet czterokrotnie zwiększają liczbę potomków, podwajając lub czterokrotnie zwiększając szanse przeżycia i przesiedlenia. Jest możliwe, że obfitość potomków, osiągnięta na wszystkie możliwe sposoby, zdeterminowała ich zdolność przystosowania się do niestabilnych warunków stref burzy i odpowiednio do odporności ewolucyjnej.

Źródło: A. J. Heyward, A. P. Negri. Turbulencja, dekompresja i nagie zarodki: przypadek klonów koralowych // Nauka. 2 marca 2012 r. V. 335. P. 1064.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:

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