Jak jsem ukázal, že slimáci používají své skořápky k zachycení a zabíjení parazitů

By the way, Can You Survive an RPG Game? (Smět 2019).

Anonim

Farmáři a zahradníci tráví většinu roku v neustálém boji, aby zastavili slimáky a hlemýždi jíst zeleninu. Ale tato zvířata byla zablokována v jejich vlastním společném vývojovém závodě ve zbrojení po milióny let - boj proti parazitům, konkrétně nematodovým červům. Nyní můj nejnovější výzkum ukázal, že hlemýžďové se vyvinuli, aby používali své skořápky v této bitvě jako způsob, jak zabalit a zabít parazity jako součást svého imunitního systému.

Suchozemské ulitníky (slimáci a slimáky) jsou jednou z nejrůznějších a nejrozmanitějších skupin zvířat na Zemi, přičemž mezi 400 000 a 400 000 lety existují mezi 65 000 a 80 000 druhy. Úspěch šneků je částečně způsoben vývojem skořápky, tvrdého exoskeletu z krystalického uhličitanu vápenatého. Skořápka byla dříve považována za způsob, jak ochránit hlemýžď ​​před extrémními teplotami a před dravci. Nyní víme, že nabízí také obranu proti nematodům.

Tito parazité jsou také neuvěřitelně početní. Myslíme si, že existuje asi 100m druhů hlístice, ale bylo identifikováno pouze 25 000. Mnohé jsou parazity zvířat, rostlin a členovců bezobratlých a 108 druhů je spojeno s hlemýžďmi a slimáky.

Jeden druh (Phasmarhabditis hermaphrodita) je pro některé slimáky a hlemýždi tak smrtící, že byl určen k použití jako prostředek pro biologickou kontrolu (Nemaslug) pro zemědělce a zahrádkáře místo chemických pelet. Tyto nematody se aplikují na půdu a honí slimáky a slimáky, pronikají a zabíjejí mezi čtyřmi a 21 dny později.

Věděli jsme, že hlemýžď ​​jsou obecně docela odolné vůči P. hermaphroditě, ale slimáky jsou vysoce náchylné. Abych to ještě více prozkoumal, jsem několik týdnů odhalil některé druhy hlemýžďů (Cepaea nemoralis) na P. hermaphrodita. Když jsem na konci experimentu rozštípal hlemýžď, zjistil jsem, že hlístky jsou uvězněny, fixovány a zabity ve skořápce.

V průběhu času se buňky ze skořápky začnou přiléhat k nematodové kůžičce, pokrývají celé tělo a pak ho fixují na vnitřní vrstvu pláště. Často jsou zapouzdřeny stovky nematodů. Nejde o specifickou reakci hlemýžďů na P. hermaphroditu, jelikož se ukázalo, že jiné háďátka jsou zapouzdřené, které nezabijí hlemýžď.

Více důkazů

Tato schopnost zapouzdření se v laboratoři nevyskytuje. Vzorky divokých slimáků C. nemoralis ulovených v Caithness v severním Skotsku a Merseyside v severozápadním Anglii měly také nematody fixované ve skořápkách. V některých případech 60% zachycených hlemýžďů mělo nematody uvězněné v skořápkách, z nichž jeden obsahoval až 101 parazitů.

Zdá se, že i jiné druhy slimáků mají tuto schopnost. Studiem 1.321 mušlí ze 43 rodů (skupin druhů) z muzeí v Liverpoolu a Manchesteru jsem zjistil, že zapouzdření nematodů je neuvěřitelně časté. Důkazy dokonce naznačují, že tato schopnost by byla přítomna u předků většiny dnešních slimáků a slimáků, kteří žili před 90 až 120 lety.

Při prohlížení těchto sbírek musuem jsem také zjistil, že zapouzdření nematodů vytváří trvalý záznam parazitů ve skořápce. C. nemoralis skořápky z 1909 a 1864 stále nematodes přítomný, a dokonce i subfosil shells, který byl více než 500-rok-starý měl nematodes zapouzdřený. Toto vyvolává vyčerpávající vyhlídky na sklizeň těchto skořápek pro konzervovanou nematodovou DNA a studium evoluce nematodů v čase.

Nakonec jsem zjistil, že redukovaná, internalizovaná skořápka, kterou mají slimáci pod kůží, může také zabalit a zabít napadené nematody. Takže i když slimákové skořápky nehrají žádnou roli při ochraně před predátory nebo podmínkami prostředí, zachovaly si tuto důležitou schopnost zachycovat, zakrývat a zabíjet nematody.

Tento výzkum nakonec ukazuje, že exoskeletony, považované za tvrdé, tuhé struktury používané jako bariéry, mohou vyvinout nové role. Je to první příklad toho, jak může být exoskeleton kooptován jako mechanismus obrany proti imunitě, který poskytuje další úroveň ochrany před parazity.

Také vyvolává zajímavou otázku, zda se shell původně vyvinul, aby zabíjel hlísty. Nejstarší předchůdce měkkýšů (Odontogriphus), žil před 550 miliony let a také měl skořápku. Byla malá a nemohla poskytnout ochranu proti ekologickým extrémům - v té době nebyly žádné dravce. Ale byly nejméně 470m před hlísty. Pokud by tyto hrozby představovaly hrozbu pro Odontogriphus, mohlo to mít vliv na vývoj skořápky.

menu
menu