Mereanemoonid, need loomad, kes näevad esmakohtumisel välja nagu taimed, on võimelised tulistama mürgiseid nõelasid meeletu kiirusega. Tegelikult on need nii ülikiired, et siiani pole nende looduslike relvade arhitektuuri üksikasjalikult uuritud.
Selles artiklis kirjeldatakse üksikasjalikult, kuidas kogu see pildistamisprotsess töötab. Ärge jätke millestki ilma, sest siin on teile demonstratsioon, et keerukus võib eksisteerida ka kõige väiksemates asjades ja meie tajule kõige võõras. Alustame.
Mis on merianemone?
Esimene asi on saada rohkem teada loomade kohta, kes on uuringu peategelased.Anemoonid on anemoonid, kes kuuluvad aktiniaria seltsi ning on korallide ja meduuside sugulased. Nagu nende nimigi ütleb, elavad nad meres; täpsem alt allosas, kus nad kleepuvad tänu pedaalikettale aluspinnale või kividele.
Need on üksikud polüübid, mis tõusevad silindrilisest kehast kõrgemale, et pikendada kombitsaid ümber selle suuketta, kus asub seedesüsteemi ava. Nendest kombitsatest leitakse nende relvad, nematsüstid.
Nematotsüstid, väga keerulised looduslikud relvad
Nematotsüst, mida nimetatakse ka cnidiks, on subtsellulaarne organell, mille loovad knidotsüüdid, nende nõelade loomisele spetsialiseerunud rakud. Neid leidub cnidarianides üldiselt, mitte ainult anemoonides, nii et saate nende kohta lugeda ka näiteks mürgiste meduuside dokumenteerimisel.
Kuna nende eesmärk on nakatada mürki (või ankurdada hoovuse korral ookeanipõhja), on nematsüstid kujundatud õhukese kapslina, mis on kinnitatud torukujulise niidi külge. Mõnel neist on väikesed ogad, mis töötavad nagu harpuun ehk tungivad kergesti saagist läbi, kuid ei tule välja.
Kõigil nematsüstidel pole täkkeid, kuna mõned on loodud saakloomade naha läbistamiseks ja kiiresti tagasi tõmbumiseks.
Müsteerium, kuidas merianemoonid oma nõelamisi lasevad, on paljastatud
See protsess, mille käigus cnidarid oma nematsüstid vallandavad, on nii kiire, et meil oli vaid ligikaudne ettekujutus selle toimimisest mereanemoonide puhul. 2022. aasta juunis oli see täielikult üksikasjalik, nii mehhanism kui ka arhitektuur, nagu on öeldud ajakirjas Nature avaldatud uuringus.
Katses kasutatud liik oli Nematostella vectensis, mis on levinud Ameerika Ühendriikide lääneranniku lähedal asuvates soolastes laguunides ja madalates suudmealades.Selle kombitsad on relvastatud sadade mürgiste nõeladega (nematotsüstidega), mis aitavad sellel merianemoonil jahtida oma saaki, sealhulgas oma keskkonnas krevette ja planktonit.
Nematostella vectensis suudab oma toidu kätte saada sajandiksekundi jooksul. Nagu võite ette kujutada, oli kogu protsessi üksikasjalikuks hindamiseks vaja mõningast leidlikkust ja kaasaegset tehnoloogiat.
Nematotsüstide süütamise mehaanika
Kogu protsessi salvestamiseks, mille käigus need mereanemoonid oma nõelamise käivitasid, kasutasid teadlased loomade kehasse nakatatud fluorestseeruvat värvainet ja skaneerivat elektronmikroskoopia tehnoloogiat. Nii saavutasid nad kogu protsessi kolmemõõtmelise rekonstrueerimise.
Nõgemest väljuv niit vastutab mürgi pookimise eest. Enne nematotsüütidest lahkumist keeratakse see ümber kesktelje. See telg on see, mille käivitavad mehaanilised stiimulid, sirutades ja keerates ringi nagu sokk.Tänu sellele impulsile jookseb mürki sisaldav hõõgniit võlli otsa poole, sisenedes koos sellega oma ohvri kehasse.
Nematsüsti väljavoolu kiirus on tingitud osmootse rõhu suurenemisest kapslis.
Kui merianemoon Nematostella vectensis nõela niimoodi laseb, kaotab ta selle. Seejärel peab see uuesti looma – protsessi viivad läbi rakud, mida nimetatakse nematotsüütideks. Need on ka kapslid, mis plahvatades vabastavad nematsüsti.
Selle avastuse tähtsus
See uuring demonstreerib isekoostatud bioloogilise mikrostruktuurina töötava nematsüsti tulistamismehhanismi keerukust. Kogu selle protsessi üksikasjalik tundmine ei paljasta mitte ainult järjekordset looduse saladust, vaid avab ka terve uurimisvaldkonna, milles inimesed seda taas jäljendavad, et meie elu paremaks muuta.
Need väga keerukad organellid on ideaalseks mudeliks mikroskaala seadmete jaoks. Näiteks meditsiinitehnoloogial oleks palju kasu mikroskoopilisel skaalal olevast seadmest, mis laseb teatud stiimulitel aineid välja.
Seda tüüpi uuringutes on tõendeid, et me peame jätkama otsinguid nendel tasanditel, mis on väljaspool meie taju. Vabanemine ideest, et oleme Maa kõige keerukamad olendid, on maailma mõistmise ja oma elu parandamise võti.
