Aplinka | Pranešimai naujienoms | Tyrimai | Mokslas
2020 m. liepos 30 d
Jūrinės žuvelės patelė spygliuočiai (Spinyhead Seadevil)Photocorynus spiniceps), su mažu parazituojančiu patinu prie nugaros. Tokios giliavandenės jūrinės žuvys, kaip ši, aptinkamos visuose pasaulio vandenynuose, tačiau apie 160 žinomų rūšių yra itin retos.Tedas Pietschas / Vašingtono universitetas
Giliavandenės jūrinės žuvys taiko neįtikėtiną dauginimosi strategiją. Maži nykštukiniai patinai visam laikui prisiriša prie gana milžiniškų patelių, sulieja jų audinius ir tada sukuria bendrą kraujotaką. Tokiu būdu patinas tampa priklausomas nuo patelės aprūpinimo maistinėmis medžiagomis, kaip besivystantis vaisius gimdoje arba pacientas, kuriam persodintas dovanotas organas.
Jūrinių žuvelių atveju šis neįprastas reiškinys vadinamas „seksualiniu parazitizmu“ ir prisideda prie šių gyvūnų, gyvenančių didžiulėje jūros gelmių erdvėje, kur retai susitinka patelės ir patinai, dauginimosi sėkmės.
Dabar mokslininkai iš Maxo Plancko imunobiologijos ir epigenetikos instituto Vokietijoje ir Vašingtono universiteto išsiaiškino, kodėl jūrinių žuvelių patelės taip lengvai priima savo partnerius. Jų išvados paskelbtos liepos 30 d.
Nepaprasta giliavandenių jūrinių žuvų reprodukcinė strategija yra mįslė, kuri išliko šimtmetį nuo tada, kai 1920 m. Islandijos žvejybos biologas aptiko pirmąsias prilipusias žuvis.
„Kaip įmanoma, kad genetiškai panašūs organizmai – šiuo atveju tos pačios rūšies nariai – taip lengvai vienas kitą priima, kai audinių atmetimas yra įprastas ir laukiamas bet kokios tokios sąjungos rezultatas? sakė bendraautorius Ted Pietsch, UW vandens ir žuvininkystės mokslų mokyklos profesorius emeritas. „Tiesiog pamatykite itin sudėtingą organų transplantaciją žmonėms. Dabar matome didelį potencialą geriau suprasti problemą.
Jūros žuvies patelė, žinoma kaip Juodasis jūrininkas (Melanocetus johnsonii), prie jos apačios prisitvirtinęs palyginti mažas parazitinis patinas. Šis prisirišimas prisideda prie šių gyvūnų, gyvenančių didžiulėje jūros gelmių erdvėje, kur retai susitinka patelės ir patinai, reprodukcinės sėkmės.EA Widder / Vandenynų tyrimų ir išsaugojimo asociacija
Giliavandenės jūrinės žuvys aptinkamos visuose pasaulio vandenynuose, tačiau apie 160 žinomų rūšių yra itin retos. Jie vilioja savo grobį juodos spalvos vandenyno tamsoje nuo 300 iki 5 000 metrų (980 ir 16 400 pėdų) gylyje, naudodami bioliuminescencinį žvejybos aparatą, uždėtą ant snukio galo. Jų didžiulė, dantyta burna ir besiplečiantis skrandis leidžia jiems sugauti ir suvalgyti didesnį už save grobį vienu akimirksniu.
Giliavandenių jūrų velnių patinai yra tik dalis patelių dydžio – dažniausiai patelės gali būti daugiau nei 60 kartų ilgesnės ir maždaug pusę milijono kartų sunkesnės už patinus. Patinai neturi viliojimo aparato; Vietoj to, dauguma jų turi dideles, gerai išsivysčiusias akis ir dideles šnerves, kurios padeda namuose išspinduliuoti rūšiai būdingą cheminį pritraukiklį.
Dešimtmečius mokslininkai stebėjosi, kaip šis retas reiškinys nutinka jūrinėms žuvims. Prieš keletą metų dr. Thomas Boehm, gydytojas ir imunologas iš Max Planck imunobiologijos ir epigenetikos instituto Vokietijoje, ir UW Pietsch, ichtiologas ir pasaulinis jūrinių žuvų ekspertas, ėmėsi tirti skirtingų jūrinių žuvų rūšių genomus.
Jie pradėjo nagrinėdami pagrindinių histokompatibilumo (MHC) antigenų struktūrą. Šios molekulės randamos kūno ląstelių paviršiuje ir signalizuoja imuninei sistemai, kai ląstelės yra užkrėstos virusu ar bakterija.
Siekiant užtikrinti, kad visi patogenai būtų veiksmingai atpažįstami, MHC molekulės yra labai įvairios, todėl sunku rasti panašių ar beveik identiškų formų bet kurioje iš dviejų rūšių. Ši savybė yra audinių derinimo problemos, kuri kankina žmogaus organų ir kaulų čiulpų transplantaciją, šaknis. Didžiulei jų nuostabai mokslininkai išsiaiškino, kad jūrinėms žuvims, kurios naudojasi nuolatiniu prisirišimu, iš esmės trūksta genų, koduojančių šias MHC molekules, tarsi jų imuninis atpažinimas būtų panaikintas audinių sintezės naudai.
Be to, jie nustatė, kad žudikų T ląstelių, kurios paprastai buvo užkrėstos ląstelės arba atakavo svetimus audinius organo atmetimo proceso metu, funkcija taip pat buvo labai sutrikusi, jei ne visiškai prarasta, jūrų velniose. Tolesnė analizė taip pat parodė, kad antikūnų, dar vieno galingo ginklo saugant arsenalą, trūksta kai kurių jūrinių žuvų rūšių.
„Žmonėms bendras gyvybiškai svarbių imuninės sistemos funkcijų praradimas, pastebėtas jūrinių žuvelių, sukeltų mirtiną imunodeficitą“, – sakė Boehmas.
Tyrėjai išsiaiškino, kad jūrinėms žuvims trūko genų, atsakingų už audinių atmetimą, o apsiginti nuo infekcijų naudojo daug patobulintas įgimtas priemones – naujausią problemos, su kuria susiduria visi gyvi dalykai, sprendimą. Kitaip tariant, jų naujo tipo imuninė sistema yra labai neįprasta tarp dešimčių tūkstančių stuburinių rūšių.
Taigi tyrimas rodo, kad nepaisant įgimtų ir prisitaikančių kelių šimtų milijonų metų bendros evoliucinės partnerystės funkcijų, stuburiniai gyvūnai gali išgyventi be adaptyvaus imuninio atsako, kuris laikomas nepakeičiamu.
„Manome, kad nuostabu, kad šio neįprasto režimo atkūrimas šioje žuvų grupėje buvo išrastas kelis kartus nepriklausomai“, – sakė Pietschas.
Nors pagerėjusio įgimto imuninio atsako į jūrines žuvis detales dar reikia ištirti, šio tyrimo rezultatai rodo galimas strategijas, kurios sustiprina įgimtą imuninę sistemą pacientams, kurie kenčia nuo įgimto ar įgyto imuninės sistemos sutrikimo.
Kiti bendraautoriai yra Jeremy Swann, Stephen Holland ir Malte Petersen iš Max Planck imunobiologijos ir epigenetikos instituto.
Šį darbą rėmė Maxo Plancko draugija, Ernsto Jungo mokslo ir medicinos fondas, Europos mokslinių tyrimų taryba ir Nacionalinis mokslo fondas.
Norėdami gauti daugiau informacijos, susisiekite su Pietsch adresu twp@uw.edu ir Boehm adresu boehm@ie-freiburg.mpg.de.
Šis įrašas buvo pritaikytas Maxo Plancko imunobiologijos ir epigenetikos išleidimo instituteBendrasis pokalbių pokalbių kambarys
Žymos (-os): Aplinkos kolegija • Vandens ir žuvininkystės mokslų mokykla • Ted Pietsch