Symbiote dan nasib

Symbiote dan nasib

Natalia Reznik,
Calon Sains Biologi
"Kimia dan Kehidupan" №8, 2017

Mikroorganisma yang tinggal di dalam dan dalam mikroorganisma – hari ini topik yang bergaya. Semua orang tahu betapa pentingnya microbiome usus untuk kesihatan manusia. Tetapi ada symbionts mikroskopik di lebah madu, dalam semak, dan juga di dalam cacing kapal.

Symbionts boleh disamakan dengan tentera dari depan yang tidak kelihatan. Mereka membantu pemilik untuk mengasimilasi makanan dan pada masa yang sama, tidak seperti parasit, tidak merosakkan kesihatannya dan tidak memaksanya untuk melakukan tingkah laku bunuh diri. Contoh yang paling terkenal dari parasit parasit – pengaruh yang paling mudah Toxoplasma gondii mengenai tingkah laku tikus yang dijangkiti. Bau air kencing menjadi sangat menarik untuk tikus dan tikus, mereka membeku di tempat yang wangi dan menjadi mangsa mudah untuk kucing – pemilik toksoplasma muktamad (lihat Kimia dan Kehidupan, No. 10, 2011). Cacing rata, trematode Diplostomum pseudospathaceummenjejaskan trout pelangi Oncorhynchus mykissdari mana ia mesti masuk ke dalam usus burung. Walau bagaimanapun, trout memerlukan masa untuk menahan parasit. Jika seekor burung menelan ikan dengan trematoda yang belum mencapai peringkat berjangkit, parasit hanya akan mati. Oleh itu, parasit belum dewasa melindungi tuan rumah mereka, dan trout seperti itu lebih berhati-hati daripada ikan biasa.Apabila ia mencapai kematangan, trematoda memaksa ikan trout meluncur di hadapan burung, dan menjadi mangsa mudah. Ekologi Tingkahlaku dan Sosiobiologi, 2017, 71, 68, doi: 10.1007 / s00265-0172300-x). Parasit mengawal tingkah laku semut, siput, labah-labah dan haiwan lain, semua contoh yang diketahui adalah sukar untuk dihitung (Frederic Thomas et el. Parasitic manipulation: //) Proses Tingkah Laku, 2005, 68, 185-199, doi: 10.1016 / j.beproc.2004.06.010). Symbionts tidak kelihatan, dan mereka biasanya diingati hanya apabila komuniti usus normal diganggu.

Bee sebagai model seorang lelaki?

Untuk menyiasat interaksi symbiote dan tuan rumah sangat sukar. Komuniti mamalia usus termasuk beratus-ratus spesies, dan hampir mustahil untuk menentukan sumbangan salah satu daripadanya. Di samping itu, komposisi mikrobiota bergantung kepada keadaan luaran dan oleh itu tidak stabil.

Keadaan ini sama sekali berbeza dengan usus lebah. Apis mellifera. Ia didiami oleh sembilan spesies bakteria dominan yang terdiri daripada lima kumpulan: Snodgrassella, Gilliamella, Bifidobacterium dan dua baris Lactobacillus. Kesederhanaan komposisi sedemikian memudahkan pembelajaran. Semua spesies boleh ditanam di makmal dan menjangkiti mereka serangga bebas dari symbionts, iaitu, untuk menjalankan kajian perbandingan.

Mikrofora madu lebah adalah khusus, ia hanya terdapat di dalam usus A.mellifera dan dalam sarang. Pembentukannya bertepatan dengan pembentukan sosialisasi lebah, lebah tunggal tidak mempunyai bakteri ini atau mereka hadir dalam jumlah surih (Waldan K. Kwong et al. Mikrobiotik dinamik). Kemajuan Sains, 2017, 3, e1600513, doi: 10.1126 / sciadv.1600513). Sosialisme memastikan kesinambungan komposisi mikroflora. Lebah hidup dalam kumpulan besar dan menelan bakteria yang terkandung dalam kotoran, di permukaan di dalam sarang, dan kadang-kadang dalam makanan yang diterima dari lebah kerja lain (makanan bersama itu disebut trofollaksis).

Rajah. 1. Saluran pencernaan lebah

Pembentukan mikroflora berlaku secara beransur-ansur dan tegas sesuai dengan keperluan pemakanan lebah, bergantung pada usia dan statusnya. Larva pada awalnya bebas daripada bakteria, tetapi mereka diberi makan oleh lebah bekerja: pertama, royal jelly (rahsia kelenjar khusus), kemudian madu, madu, dan serbuk sari. Akibatnya, larva memperoleh bakteria dari sarang, makanan, dan usus individu dewasa, tetapi masyarakat ini tidak stabil. Dalam lebah muda yang baru saja muncul dari pupa, usus yang bersih, dan bakteri muncul di sana pada hari-hari pertama kehidupan, sebelum lebah meninggalkan sarang. Mikrofora menetap terutamanya dalam usus kecil dan besar, di bahagian lain saluran pencernaan terdapat sedikit bakteria (Rajah 1).

Oleh kerana diet lebah pekerja kaya dengan gula dan karbohidrat lain (madu, madu, dan debunga), kebanyakan spesies bakteria usus memecahkan sebatian ini. Sesetengah symbionts mengurai walaupun gula jarang (mannose, arabinose, raffinose, galaktosa dan laktosa), yang tidak boleh dicegah dan berpotensi toksik kepada lebah (Waldan K. Kwong, Nancy A. Moran. Ulasan Alam Mikrobiologi, 2016, 14, 374-384, doi: 10.1038 / nrmicro.2016.43).

Di lebah ratu dan drone mikroflora adalah lebih miskin. Dalam dron, ia sama dengan microbiota lebah kerja, terdapat banyak lactobacilli di dalamnya. Bakteria spesifik banyak terdapat di usus larva dan betina. Parasaccharibacter apium. Ia juga terdapat di dalam kelenjar lebah pekerja yang memberi makan rahim dan larva dengan susu. P. apium juga disesuaikan dengan keadaan aerobik dan kandungan gula yang tinggi, toksik kepada symbionts paling usus, dan terasa hebat di jelly royal, nektar dan madu.

Perubahan dalam komposisi mikrobiota usus memperburuk kesihatan tuan rumah, patogen kondensen dan meningkatkan kematian. Microflora Honeybee telah dikaji selama bertahun-tahun oleh Nancy Moran, seorang profesor di University of Texas di Austin. Bersama dengan rakan-rakannya, beliau menyiasat kesan mikrobiota usus pada pertumbuhan lebah pekerja (Hao Zheng et al.Mikrobiota usus madu menggalakkan penambahan berat badan melalui metabolisme bakteria dan isyarat hormon // Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 2017, 114, 4775-4780, doi: 10.1073 / pnas.1701819114).

Peranan mikroflora diketahui dalam perbandingan. Ia adalah perlu untuk membandingkan serangga bebas dan bebas kuman. Untuk mendapatkannya, pupae dikeluarkan dari sarang, dan mereka berkembang dalam keadaan makmal steril. Sebahagian daripada lebah yang menetas diberi makanan steril, dan dalam usus mereka tidak lebih dari 10 ribu bakteria rawak. Satu lagi kumpulan serangga diberikan makanan tercemar dengan bakteria dari usus lebah pekerja. Mereka membentuk microflora biasa, yang sepatutnya mempunyai lebah yang sihat. Kedua-dua kumpulan serangga bertahan di makmal dengan cara yang sama, tetapi lebah bebas kuman berat 82% kurang daripada lebah dengan mikroflora normal dan individu yang bekerja dari sarang biasa.

Rajah. 2 Terima kasih kepada microbiota, lebah kerja tumbuh secara normal, secara aktif bertindak balas terhadap bau sukrosa dan mengekspresikan gen yang mengatur metabolisme dan tingkah laku. Symbionts usus, termasuk G. apicola danLactobacillus sp.memecahkan gula dan mensintesis asid lemak rantaian pendek yang memastikan pertumbuhan serangga. Bakteria ini memerlukan keadaan anaerobik yang disediakan S. alvi: ia secara aktif mengikat oksigen, menghalangnya daripada memasuki lumen usus

Pertumbuhan, penghasilan semula, tingkah laku dan penuaan lebah dikawal oleh peptida seperti insulin dan dua reseptor untuknya. Di samping itu, vitellogenin protein, yang mengawal pemakanan lebah, menyertai laluan seperti insulin. Mempunyai A. mellifera dengan microbiota biasa, gen protein ini dinyatakan lebih aktif daripada yang bebas kuman, sebagai akibatnya lebah meningkatkan beratnya (Gambar 2).

Untuk lebah untuk makan dengan baik, ia mesti berbau seperti sukrosa. Kepekaan ini, serta tingkah laku pekerja lebah pekerja, dikawal oleh jalan seperti insulin. Dengan mengaktifkan laluan ini, mikrobiota usus secara ketara meningkatkan kepekaan lebah kepada sukrosa.

Ekspresi gen laluan seperti insulin dirangsang oleh kandungan asid amino yang tinggi. Mereka lebah membekalkan bakteria usus. Di samping itu, symbionts lebah mensintesis asid lemak rantaian pendek (SCFA) – asetik, propionik dan butyrik. Asid-asid ini – hasil daripada penapaian gula – adalah sumber utama tenaga untuk tuan rumah (dan sel-sel usus, khususnya). SCFA juga menjejaskan sistem saraf dan imun lebah, iaitu, kelakuan dan fungsi otaknya.

Kurangkan karbohidrat dan sintesis SCFA terutamanya bakteria Gilliamella apicolahidup dalam usus kecil dan Lactobacillus spp., telah memilih usus besar. Sesetengah strain G. apicola walaupun pektin, komponen dinding sel bijirin debunga, diuraikan, yang lebah tidak dapat dicerna sendiri, kerana mereka tidak menghasilkan pektinase. Walau bagaimanapun, debunga adalah bahagian penting dalam diet mereka, serangga menyerapnya dengan enzim simbiotik.

Bagi bakteria usus untuk berfungsi dengan jayanya, keadaan bebas oksigen diperlukan, tetapi oksigen meresap melalui dinding usus, dan kepekatannya boleh mencapai 1%. Tetapi lebah mempunyai symbiote memintas khas – Snodgrassella alvi. Ia hidup berhampiran dinding itu sendiri, ia tidak memecahkan karbohidrat, tetapi mengoksidakan produk metabolik bakteria lain: sitrat, malat, asetat dan asid laktik. Pada masa yang sama, oksigen dimakan dan tidak lulus lagi ke dalam lumen usus, di mana symbionts anaerobik hidup (Rajah 2).

Komuniti madu usus bakteria adalah spesifik dan terancang dengan baik, bakteria membantu pencernaan tuan rumah, memastikan kesihatan dan perkembangan normal. Menurut Nancy Moran, ciri-ciri ini menjadikan lebah madu sebagai objek yang sangat baik untuk mengkaji microbiota manusia, termasuk faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan komunitas simbiotik.Walau bagaimanapun, lebah adalah objek yang begitu unik, kompleks dan berharga yang mereka patut belajar sendiri.

Di dalam usus penderita darah

Tidak seperti lebah, kutu ixodic tidak menimbulkan rasa simpati atau keinginan untuk menjaga kesihatan mereka. Walau bagaimanapun, keadaan mikrobiota usus mereka adalah kepentingan praktikal, kerana ia menentukan keupayaan pembunuh darah ini untuk mentolerir ini atau jangkitan itu.

Agen penyebab tularemia, penyakit Lyme, rickettsiosis – semua ini dan patogen lain diserap oleh kutu bersama dengan darah, yang disedut keluar dari haiwan yang dijangkiti dan kemudiannya dihantar kepada manusia. Walau bagaimanapun, kutu bukanlah jarum suntik; usus mempunyai mikroflora sendiri, yang mana bakteria menelan.

Darah yang disedut memasuki midgut yang luas dan luas (Rajah 3). Ia dilapisi dengan sel epitelium, dan bahagian atas ditutup dengan lapisan pelindung mukosa (matriks peritrophin). Lapisan ini menjadikan dinding usus yang tidak dapat ditembusi oleh bakteria yang dapat memasukinya bersama-sama dengan darah. Tidak ada keperluan bagi mikroorganisma asing untuk bocor melalui dinding usus dan berjalan-jalan mengelilingi badan tandakan.Pembentukan matriks peritrophin dan sintesis protein utamanya, peritrophin, difasilitasi oleh mikrobiota usus sendiri. Semak Ixodic Ixodes scapularis Ia terdiri daripada lapan genera: Acinetobacter, Pseudomonas, Rickettsia, Lysinibacillus, Cornybacterium, Staphylococcus, Enterococcus dan Delftia. Mereka membentuk biofilm yang berinteraksi dengan sel-sel epitel usus dan merangsang sintesis glikoprotein.

Rajah. 3 Struktur semak Ixodic

Sementara itu, beberapa patogen penting untuk keluar dari usus! Sebagai contoh, Anaplasma phagocytophilum – mewajibkan parasit intraselular yang menyebabkan anaplasmosis granulositik pada manusia. Pesakit menderita demam, otot dan sakit kepala, jumlah sel darahnya menurun dengan ketara: sel darah merah, sel darah putih, platelet. Sekali dalam usus I. scapularisAnaplasma melewati temboknya dan melipatgandakan kelenjar liur, menunggu di sayap.

Baru-baru ini, penyelidik Amerika yang diketuai oleh profesor Universiti Yale Erol Fikriga menunjukkan bahawa Anaplasma memusnahkan mikrobiota mitos, meningkatkan kebolehtelapan usus dan, dengan itu, peluang untuk masuk ke dalam darah manusia (Nabil M. Abraham et al. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 2017, 114, E781-E790, doi: 10.1073 / pnas.1613422114). Para saintis telah menjalankan banyak eksperimen dan mengetahui apa yang berlaku.

Rajah. 4 IAFGP dan membran bakteria peptidoglycan: a – IAFGP mengikat kepada asid amino terminal (D-alanine) jambatan peptida;b – apabila menggantikan D-alanine dengan D-serine, tidak ada interaksi dengan IAFGP

Dalam badan I. scapularis anaplasma merangsang kerja gen iafgp dan sintesis glikoprotein IAFGP. Ia adalah antibeku, membenarkan hama untuk bertahan sejuk. Tetapi IAFGP mempunyai harta lain – ia secara mekanikal mengikat kepada asid amino dari dinding sel peptidoglycan bakteria gram-positif, mengganggu strukturnya, dan dengan itu menghalang pembentukan biofilm. Erol Fikrig dan rakan-rakannya menyiasat mekanisme ini pada objek model, Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus, dan mencadangkan bahawa ia juga sah terhadap bakteria gram-positif dari mikroflora usus pada tanda itu. Cangkang peptidoglycan terdiri daripada asid N-asetilmuramik (NAM) dan N-asetilglucosamine (NAG). Benang polimer diikat oleh peptida pendek lima asid amino dengan D-alanine pada akhirnya. IAFGP mengikat kepada D-alanine dan menghalang peptida daripada membentuk silang silang (Rajah 4). Mikrobiota tidak mati, tetapi komposisinya berubah, khususnya, bahagian enterokocci, salah satu penganjur utama biofilm, berkurang.

Dysbiosis yang terhasil mempengaruhi interaksi mikrobiota dengan sel epitelium usus. Mereka mengurangkan aktiviti pengatur transkripsi STAT, yang mengawal kerja banyak gen, termasuk yang bertanggungjawab untuk sintesis peritrofin dan protein lain dalam matriks pelindung. Dalam larva kutu yang diberi darah tikus yang dijangkiti anaplasma, ketebalan matriks peritrophin adalah kurang daripada larva yang menerima darah yang sihat.

Matriks nipis meningkatkan kebolehtelapan usus. Bahkan zarah dextran yang besar melewatinya, dan Anaplasma akan lulus. Eksperimen telah menunjukkan bahawa jika menghalang ekspresi gen peritropin, memperkenalkan RNA antisense untuk menyerang larva, bilangan anaplasma dalam usus dan kelenjar saliva lebih tinggi daripada individu kawalan.

A. phagocytophilum – Bakteria Gram-negatif, IAFGP tidak mengikat dinding sel dan tidak mengganggu patogen, sebaliknya, memudahkan penjajahan, dan juga membantu tuan rumah yang dijangkiti di musim sejuk.

Seseorang berfikir bahawa normalisasi mikroflora usus kutu ixodid akan menjadikan mereka pembawa jangkitan kurang aktif? Sia-sia.Untuk anaplasma, ia mungkin begitu, tetapi dalam kes lain microbiota membantu patogen. Penyakit penyakit Lyme, spirochete Borrelia burgdorferi, berasa lebih baik apabila biofilm berada dalam usus I. scapularis keseluruhan (Sukanya Narasimhan et al. Gut Microbiota daripada Tick Vector Ixodes scapularis Memodulasi Pengikatan Penyakit Lyme Spirochete // Tuan Rumah & Mikro, 2014, 15, 58-71, doi: 10.1016 / j.chom.2013.12.001). Borrelia tidak perlu meninggalkan usus, mereka melipatgandakan sel-sel epitelnya, di bawah perlindungan lapisan peritropin, jadi Borrelia bersaing dengan anaplasma. Jika kutu itu dijangkiti dengan satu patogen, penjajahan kedua akan berlaku dengan ular besar. Erol Fikrig tidak mengecualikan bahawa hubungan antara mikrobiota dan keupayaan untuk membawa jangkitan wujud di arthropod lain, seperti nyamuk anopheles. Semua ini akan belajar dan berfikir tentang bagaimana menggunakan pengetahuan baru.

Perubahan nasib

Kemunculan symbiont usus baru yang secara serentak mengubah keupayaan tuan rumah, membuka cakrawala baru untuknya, jika ungkapan ini sesuai dengan moluska bivalve kelautan. Mereka juga mempunyai symbionts yang membantu pencernaan, tetapi mereka menjajah insang.

Kami tahu kerang yang boleh dimakan dengan baik, penapisan sedutan yang digantung di plankton air.Saudara-mara mereka dari keluarga yang sama Mytilidae (berbentuk kerang) hidup di atas kayu tenggelam dan tulang ikan paus, dan mereka memakannya, menggunakan cangkang sebagai pengikis, yang mana mereka menggigit ke dalam substrat. Dan spesies lain, yang kecil dan kurang difahami, ditemui di kedalaman yang besar berhampiran mata air terma dan meresap sejuk – bahagian bawah di mana gas dilepaskan dari kedalaman: metana dan hidrogen sulfida. Moluska tidak dapat bertahan di sini tanpa simbiosis dengan bakteria autotrophik (iaitu, secara organik mensintesis zat organik daripada anorganik). Bakteria ini menerima tenaga untuk sintesis, pengoksidaan hidrogen sulfida, dan karbon – dari metana dan karbon dioksida yang dibubarkan dalam air laut. Symbionts sulfur-pengoksidaan memberikan pemilik dengan bahan organik yang siap, dari mana mereka menerima oksigen.

Mytilidae yang tinggal di balak mempunyai symbionts lain. Mereka tidak mensintesis bahan-bahan organik, tetapi menerima mereka dari tuan rumah, sebaliknya mereka memancarkan enzim yang berasal dari insang ke saluran pencernaan moluska, di mana mereka menukar selulosa menjadi gula. Bagaimanapun, ia berada di bawah syarat-syarat ini bahawa moluska bivalve dibuat symbionts baru, yang membolehkan mereka mendiami mata air panas dan burung hantu.Hipotesis ini dicadangkan pada tahun 2000 oleh Daniel Distel, seorang profesor di Northeastern University (Boston, Amerika Syarikat), meneroka mytilides kecil Idas washingtonia (Daniel L. Distel et al. Ekologi Marin: Adakah kerang mengambil langkah kayu ke lubang laut dalam? // Alam, 2000, 403, 725-726, doi: 10.1038 / 35001667). Makhluk-makhluk ini adalah kira-kira 4 mm panjang, dengan beribu-ribu koloni merangkumi rangka ikan paus dan balak yang tenggelam pada kedalaman satu hingga dua kilometer.

Menurut Daniela Distel, kayu dan tulang dapat berfungsi sebagai substrat untuk kedua-dua bakteria heterotrof dan soo-pengoksidasi, karena hidrogen sulfida dibebaskan semasa reput protein, yang menarik autotrof. Para penyelidik memutuskan bahawa apabila mengurai kayu, ia juga dibebaskan, walaupun di dalam kayu bakar yang terdiri daripada selulosa, sulfur nampaknya tidak datang dari mana-mana. Walau bagaimanapun, bersama dengan simbol yang memusnahkan kayu (xylotrophs), para saintis didapati di insang Idas bakteria sulfur-pengoksidaan. Distel dan rakannya mencadangkan bahawa symbionts autotropik hidup di moluska lain yang memakan kayu dan tulang. Setelah memperolehi bakteria tersebut, hewan dapat meninggalkan kayu tenggelam dan menetap di dekat sumber gas.

Kayu tenggelam tidak boleh mengeluarkan hidrogen sulfida, tetapi ia sering dikelilingi oleh bahan organik yang mereput.Dalam apa jua keadaan, balak dan tulang adalah satu-satunya substrat yang mampu menyediakan peralihan kepada persekitaran yang baru. Mereka mengurai secara perlahan, selama kira-kira sepuluh tahun, kerana kebanyakan pengguna organik bawah tidak memakannya, dan moluska yang hidup di substrat ini mempunyai masa yang cukup untuk pertumbuhan dan pembiakan. Di samping itu, kedua-dua rangka kayu dan ikan paus adalah biasa di dasar laut dan muncul di sana lama sebelum moluska bivalve pertama menguasai sekitar sumber panas bumi.

Baru-baru ini, Profesor Distel menerima pengesahan baru tentang hipotesisnya. Bersama rakan sejawat dari Amerika Syarikat, Filipina dan Perancis, dia menemui cacing sendi autotrof Kuphus polythalamiayang turun dari kapal selama-lamanya di sedimen dasar berlumpur di laguna Filipina (Daniel L. Distel et al. Penemuan simbiosis Chemoautotrophic) Kuphus polythalamia (Bivalvia: Teredinidae) memanjangkan teori langkah-langkah kayu // Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 2017, E3652-E3658, doi: 10.1073 / pnas.1620470114). Dan dia hanya memberi makan pada apa yang akan menghantarnya simbiotik.

Kapal cacing, mereka juga kerang Teredinidae, yang terkenal sebagai penghancur kayu. Mereka dipanggil cacing untuk bentuk tubuh mereka yang elongated, dan mereka juga dikenali sebagai rayap laut. Mereka tinggal di kawasan hutan bakau, dan juga menetap di bangunan kayu dan penutup kayu.Zarah kayu – satu-satunya sumber makanan mereka. Di antara simbol-simbol xylotrophik cacing, spesies ini mendominasi. Teredinibacter turnerae.

Rajah. 5 Struktur Cuphus polythalamia dan cacing Lyrodus pedicellatus. Kufus Giant tidak hidup di dalam kayu, tetapi di dalam tanah lumpur. Pallets – plat lime, menutup pintu masuk apabila siphons dikeluarkan

Ditemui oleh Daniel Distel dan kerangka pasukannya K. polythalamia juga tergolong dalam keluarga Teredinidae. Dia digambarkan oleh Carl Linnaeus pada tahun 1758, tetapi dia tidak kelihatan hidup. Beliau dan ahli biologi lain selama berabad-abad menaruh diri mereka dengan spesimen yang mati dan serpihan penutup berkapur di mana moluska ini dibungkus. Melewati 20 tahun untuk mencari kufus, dan akhirnya usahanya diberi ganjaran – untuk pertama kalinya, adalah mungkin untuk mendapatkan spesimen hidup. Membantu dalam rangkaian sosial ini. Pada tahun 2010, saintis menyiasat moluska berhampiran pantai Filipina untuk mencari sebatian yang boleh digunakan untuk membuat ubat baru. Seorang pelajar yang bekerja dengan mereka memberitahu apa yang dilihatnya YouTube Video dokumentari tentang bagaimana penduduk pulau Mindanao makan beberapa jenis moluska laut, kerana mereka percaya dalam sifat penyembuhan mereka. Moluska ini dianggap sebagai makanan istimewa, mereka dibungkus dalam shell dan menyerupai gading yang tersangkut di bahagian bawah.Para penyelidik bergegas ke tepi Mindanao, dan di sana dalam lima musim menghasilkan lima salinan. Untuk pertama kalinya, mereka dapat menerangkan Kufus yang hidup (Rajah 5).

Lagun, di mana mereka menangkap moluska, telah digunakan untuk menyimpan kayu balak selama bertahun-tahun. Tetapi Kufus tidak tinggal di kayu balak, mereka diekstrak dari kedalaman tiga meter, dari hitam, kaya dengan bahan organik, lumpur bawah dengan sejumlah besar kayu. Pada satu hujung badan adalah siphon merah jambu yang mengepam air, di sebelah yang lain adalah kepala tanpa mata. Tubuh binatang itu tersembunyi dalam tabung kapur yang tertutup, dan ini aneh, karena kerang harus tumbuh dan memberi makan. Para saintis telah mencadangkan bahawa bahagian bawah tiub dari semasa ke semasa runtuh. Secara umum, ia agak padat, ia mengambil usaha untuk menolaknya.

Kufus menarik saiznya: spesimen terbesar mencapai 155 cm panjang dan diameter 6 cm. Para saintis telah membandingkannya dengan kelawar besbol. Kebanyakan cacing kapal adalah makhluk kecil dan lembut. Adalah mengejutkan bahawa moluska begitu berkarat, sementara saluran penghadamannya tidak begitu maju, tiada serpihan makanan, jisim viser (sistem pencernaan, jantung dan organ dalaman lain) adalah kecil, otot menggali lemah.Tidak mungkin pemakanan kayu atau bahan organik lain membiarkannya berkembang ke dimensi seperti itu, terutamanya kerana makanan tidak boleh masuk mulut melalui tiub yang dimeteraikan. Jika kufus dan menggunakan mulut, ia amat jarang berlaku. Jelas sekali, ia dibekalkan dengan symbionts autotropik sulfur-pengoksidaan dengan nutrien.

Di dalam sel-sel insang Kufus, bakteria ditemui dengan kemasukan belerang dan carboxisomes (ini adalah struktur yang mengandungi enzim yang membaiki karbon). Mereka berkait rapat dengan simbol pengoksidaan sulfur dari protozoa marin dan invertebrata yang hidup di sumber haba. Bakteria ini menyerap hidrogen sulfida yang dirembeskan oleh bahan organik dari dasar lagun Mindanao. Simbiote xylotrophik utama cacing Teredinibacter turnerae, yang membolehkan mereka mencerna kayu, dalam tisu Kufus tidak praktikal.

Menurut analisis filogenetik molekular, symbionts xylotrophik muncul di insang terindah nenek moyang Teredinidae dan keluarga kakak dari moloker bivalve yang memakan pokok Xylophagaidae. Jelas sekali, Kufus telah kehilangan adaptasi nenek moyangnya dengan diet dengan selulosa, tetapi ia telah memperoleh yang baru.

Inovasi ini telah mengubah bukan sahaja saiz dan anatomi spesies, tetapi juga jenis pemakanan. Tidak lagi pemilik membekalkan bakteria simbiotik dengan zat organik, tetapi sebaliknya. Symbionts Kufus tidak memerlukan karbon organiknya. Banyak eukariota chemosynthetic (moluska bivalve genera Bathymodiolus, Idas, Thyasira, Solemya, Acharax dan cacing (vestimentipheners) menjajah kedua-dua mata air hidroterma dan burung nipis sejuk, serta kayu tenggelam. Daniel Distel percaya bahawa ia adalah kehidupan di kayu balak yang memberikan haiwan peluang untuk memperoleh symbionts baru dan menduduki niche ekologi baru. Namun, symbiote adalah takdir.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: