Aequorea victoria -Aequorea victoria
| Aequorea victoria | |
|---|---|
|
|
Научная классификация 
|
|
| Королевство: | Animalia |
| Тип: | Книдария |
| Учебный класс: | Hydrozoa |
| Заказ: | Лептотеката |
| Семья: | Aequoreidae |
| Род: | Aequorea |
| Разновидность: |
А. Виктория
|
| Биномиальное имя | |
|
Aequorea victoria |
|
| Синонимы | |
|
|
Aequorea victoria , также иногда называемая кристаллическим желе , представляет собой биолюминесцентную гидрозойную медузу , или гидромедузу, которая встречается у западного побережья Северной Америки.
Этот вид наиболее известен как источник двух белков, участвующих в биолюминесценции: экуорина , фотопротеина и зеленого флуоресцентного белка (GFP) . Их первооткрыватели, Осаму Шимомура и его коллеги, получили Нобелевскую премию по химии 2008 года за свою работу над GFP.
Описание
Aequorea victoria, почти полностью прозрачная и бесцветная, иногда трудноразрешимая, обладает сильно сократительной ротовой полостью и рукояткой в центре, состоящей из 100 радиальных каналов, доходящих до края колокола. Край раструба окружен неровными щупальцами, у взрослых особей их до 150. Щупальца содержат нематоцисты, которые помогают захватывать добычу, хотя на человека они не действуют. Образцы размером более 3 см обычно имеют гонады для полового размножения, которые проходят большую часть длины лучевых каналов и видны на фотографиях в этой статье в виде беловатых утолщений вдоль лучевых каналов. Край раструба окружен мускулистым валиком, типичным для гидромедуз, и помогает при передвижении за счет сокращения мускулов раструба. Более крупные экземпляры часто встречаются с симбиотическими гипериидными амфиподами, прикрепленными к субумбрелле, или даже иногда живущими внутри кишечника или радиальных каналов.
Распределение
Aequorea victoria водится вдоль североамериканского западного побережья Тихого океана от Берингова моря до южной Калифорнии. Медуза - часть жизненного цикла - это пелагический организм, который поздней весной отрастает от донного полипа. Медузы можно найти плавающими и плавающими как у берегов, так и у берегов восточной части Тихого океана; этот вид особенно распространен в Пьюджет-Саунд .
В сентябре 2009 года Aequorea victoria была замечена в Морей-Ферт , что является необычным явлением, поскольку в британских водах никогда не наблюдались и не регистрировались кристаллические желе. Образец был выставлен в Морском аквариуме Macduff в Абердиншире , Шотландия .
Идентификация
Виды Aequorea довольно сложно отличить друг от друга, поскольку морфологические признаки, по которым производится идентификация, в основном - это количество щупалец, количество радиальных каналов, количество маргинальных статоцист и размер. Эти черты довольно пластичны, и количество щупалец и радиальных каналов у всех видов Aequorea увеличивается с размером. Еще один вид иногда встречается в том же географическом ареале, что и Aequorea victoria ; эта другая форма получила название Aequorea coerulescens . Хотя A. coerulescens, по-видимому, обычно встречается в прибрежных водах восточной части Тихого океана, редкие экземпляры были собраны в центральной Калифорнии и в Фрайдей-Харбор , Северный Пьюджет-Саунд. Морфологически похожая на Aequorea victoria , форма Aequorea coerulescens больше (размером примерно с обеденную тарелку) с гораздо большим количеством радиальных каналов. Животные промежуточных размеров между этими двумя формами также довольно промежуточны по внешнему виду, что затрудняет морфологическую идентификацию.
Этот вид считается синонимом Aequorea Aequorea из Симомура , открывателя зеленого флуоресцентного белка (GFP) . Шимомура вместе с Мартином Чалфи и Роджером Й. Циеном были удостоены Нобелевской премии по химии 2008 года за открытие и разработку этого белка как важного инструмента биологических исследований. Первоначально название A. victoria использовалось для обозначения варианта, обнаруженного в Тихом океане, а обозначение A. aequorea использовалось для образцов, найденных в Атлантическом и Средиземноморском регионах . Название вида, использованное при очистке GFP, было позже оспорено М. Н. Араи и А. Бринкманн-Фосс (1980), которые решили разделить их на основе 40 образцов, собранных со всего острова Ванкувер. Шимомура отмечает, что этот вид в целом сильно варьируется: с 1961 по 1988 год он собрал около 1 миллиона особей в водах, окружающих лаборатории Фрайдей Харбор при Вашингтонском университете , и во многих случаях наблюдались явные различия в форме медуз.
История жизни
Aequorea victoria имеет диморфную историю жизни, чередуя бесполые бентосные полипы и половые планктонные медузы в зависимости от сезона. Молодые медузы Aequorea victoria отпочковываются бесполым путем из колоний гидроидов в конце весны; эти свободноживущие гидромедузы проводят в планктоне всю свою жизнь. Медуза проводит свой первый этап жизни в быстром росте и, достигнув примерно 3 см, начинает производить гаметы для размножения. Каждая медуза может быть мужчиной или женщиной. Яйца и сперматозоиды ежедневно созревают в гонадах медузы, получая достаточное количество пищи, и свободно нерестятся в толще воды в ответ на ежедневный световой сигнал, где они оплодотворяются и в конечном итоге оседают, образуя новую колонию гидроидов. Гидроиды живут на твердом или каменистом субстрате на дне, где каждую весну бесполые зародыши дают новые крошечные медузы в ответ на некоторые (пока неизвестные) сигналы окружающей среды. Форма медузы обычно живет около 6 месяцев, примерно с конца весны до осени.
Естественная история
Aequorea victoria обычно питается организмами с мягким телом, но в рацион могут также входить некоторые ракообразные зоопланктона, такие как веслоногие ракообразные , крабовые раки, науплии ракообразных и другие личиночные планктонные организмы. Потребляемые студенистые организмы включают гребневики , аппендикуляры и другие гидромедузы , в том числе, в некоторых случаях, другие Aequorea victoria при соответствующих условиях. Добыча попадает в ловушку в длинных щупальцах, содержащих нематоцисты, и заглатывается сильно сократительным ртом, который может расширяться для поглощения организмов размером в половину медуз. Из-за своей прожорливости плотность Aequorea victoria может быть обратно коррелирована с плотностью зоопланктона, что указывает на конкурентное присутствие в общих средах.
Скорость плавания Aequorea victoria не увеличивается по мере увеличения размера их тела, что делает их неэффективными пловцами. Следовательно, для кормления им требуется прямой контакт со своей добычей, что эффективно осуществляется за счет энергетической тяги, в которой давление позволяет им пассивно перемещаться в окружающей среде.
Хищники
Aequorea medusae поедаются прожорливыми сцифозами Cyanea capillata , обычно называемыми желе из львиной гривы, а также гребневиками , сифонофорами и другими гидромедузами, в том числе задокументированными случаями каннибализма. Многие крупные экземпляры встречаются с паразитным гипериидом амфипод Hyperia medusarum прикрепленного к либо subumbrella или exumbrella; эти амфиподы могут зарываться в медузу, но такая деятельность не смертельна для медузы.
Свечение
Эта медуза способна производить вспышки синего света за счет быстрого высвобождения кальция (Ca 2+ ), который взаимодействует с фотопротеином экуорином . Произведенный синий свет, в свою очередь, преобразуется в зеленый с помощью теперь известного зеленого флуоресцентного белка (GFP). Это преобразование энергии называется резонансной передачей энергии Фёрстера (FRET). И эккорин, и GFP являются важными флуоресцентными маркерами, часто используемыми в биохимических исследованиях.
В 1961 году Шимомура и Джонсон выделили протеин экуорин и его низкомолекулярный кофактор, коэлентеразин , из большого количества медуз Aequorea в Friday Harbor Laboratories. После первоначального обнаружения яркого свечения при добавлении морской воды к очищенному образцу они обнаружили, что ионы кальция (Ca 2+ ) необходимы для запуска биолюминесценции . Это исследование также положило начало исследованиям зеленого флуоресцентного белка, которые были обобщены Шимомурой . В 1967 году Риджуэй и Эшли микроинъектировали экворин в отдельные мышечные волокна ракушек и наблюдали временные сигналы, зависимые от ионов кальция, во время сокращения мышц.
За свои исследования GFP Осаму Шимомура был удостоен Нобелевской премии по химии 2008 года вместе с Мартином Чалфи и Роджером Циеном .
Это открытие привело к большим достижениям в области медицины, поскольку оно позволяет глубже понять методы лечения и медицинские диагнозы посредством исследований клеток и бактерий.