海葵使他们的毒液适应变化的环境

这是Nematostella。学分:希腊大学Yaara Columbus-Shenkar。

许多动物使用毒液来保护自己免受掠食者和捕食猎物。有些人,比如水母,有触手,而其他人,比如蜜蜂和蛇,则用毒刺和毒牙来向猎物注入有毒的毒素。

很长时间以来科学家们认为动物的毒液随着时间的流逝是一致的:一旦有毒生物一直是有毒生物。然而,通过对海葵的仔细研究,希伯来大学亚历山大·希尔伯曼生命科学研究所的Yehu Moran博士发现,动物在一生中会多次改变其毒液,调整毒液的效力和配方以适应变化捕食者和水生环境。

今天,在eLife科学杂志上发表的一项研究中,Moran和他的团队描述了他们的惊人发现。他们研究了Nematostella,一种水母的亲戚,从摇篮到坟墓。 Nematostella是属于Cnidaria水母和珊瑚家族的海葵。他们以小幼虫的身份开始他们的生活,并成长为数英寸长的动物。在幼虫阶段,Nematostella会捕食较大的鱼类,但一旦成熟,它们本身就会变成食肉动物,捕捉虾和小鱼并带着毒液触手。


em大西洋kill鱼(Fundulus)试图吃一头Nematostella幼虫,但被毒液排斥,将幼虫吐出整个。 Jason Macrander,UNC Charlotte。 / em

莫兰博士发现,在幼虫阶段,海葵产生独特强效的毒液,如果吞食,食肉动物会立即吐出它们(见附录)。后来,当海葵自身变大并成为捕食者时,他们的毒液通过产生不同种类的毒素来适应他们的新生活方式,最适合捕捉小鱼和虾。在一生中,随着Nematostella的饮食习惯发生变化,他们从一个水域迁移到另一个水域,他们根据自己的新需求和环境调整自己的毒液。

“到目前为止,毒液研究主要集中在成年动物产生的毒素上。然而,通过研究从出生到死亡的海葵,我们发现动物的毒素库比以前想象的要宽得多。他们的毒液能够最大限度地应对来自食肉动物的威胁并应对不断变化的水生环境,“Yehu Moran博士解释说。

为了追踪这些变化,Moran的研究小组标记了海葵的产毒细胞并随时监测它们。研究人员还记录了Nematostella在其一生中的重要相互作用 - 首先是猎物,后来是捕食者。

这些发现有几个重要的原因。首先,毒液经常用于药物和药理化合物。这项研究表明,对于复杂生命周期的动物,研究人员尚未知道许多毒液成分,因为迄今为止,研究人员只研究成年海葵的毒液,错过了存在于幼虫毒液中的独特化合物。这些“新”化合物可能导致新的药物和药物。其次,海葵,海蜇和珊瑚在海洋环境中发挥重要作用。更好地理解它们的毒性输出和对海洋生物生态学的影响至关重要。

莫兰的研究最基本的阐明了达尔文主义的基本机制:动物如何适应不断变化的世界和生态环境? Nematostella及其变化的毒液为我们提供了另一条线索。

出版物:Yaara Y Columbus-Shenkar等人,“复杂生命周期中毒液组成的动态”,eLife,2018年; DOI:10.7554 / eLife.35014

来源:希伯来大学的Tali Aronsky