我如何證明蝸牛使用它們的殼來捕獲和殺死寄生蟲

農(nóng)民和園丁在一年中的大部分時(shí)間都在花費(fèi)不斷的戰(zhàn)斗來阻止slu and和蝸牛吃蔬菜。但這些動(dòng)物已經(jīng)被鎖定在他們自己的共同進(jìn)化軍備競(jìng)賽中數(shù)百萬(wàn)年 - 與寄生蟲，特別是線蟲蠕蟲作斗爭(zhēng)?，F(xiàn)在我的最新研究表明，蝸牛進(jìn)化為在這場(chǎng)戰(zhàn)斗中使用它們的外殼作為一種封裝和殺死寄生蟲的方式，作為其免疫系統(tǒng)的一部分。

陸生腹足動(dòng)物(sluand和蝸牛)是地球上最多樣化和最豐富的動(dòng)物群之一，其中有4萬(wàn)至8萬(wàn)種，存在400億年。蝸牛的成功部分歸因于殼的發(fā)展，殼是由結(jié)晶碳酸鈣制成的硬外骨骼。以前剛剛將貝殼視為一種保護(hù)蝸牛免受極端溫度和捕食者侵害的方法?，F(xiàn)在我們知道它還可以防御線蟲。

這些寄生蟲也非常多。我們認(rèn)為有大約100米的線蟲種類，但只有25,000種已被確定。許多是動(dòng)物，植物和節(jié)肢動(dòng)物無脊椎動(dòng)物的寄生蟲，108種與蝸牛和sluhave有關(guān)。

一種(Phasmarhabditis hermaphrodita)對(duì)一些sluand和蝸牛是如此致命，它已被配制成生物控制劑(Nemaslug)，供農(nóng)民和園丁使用而不是化學(xué)顆粒。這些線蟲被施用于土壤并捕獲slu and和蝸牛，在4至21天之后穿透并殺死它們。

我們知道蝸牛通常對(duì)P. hermaphrodita具有很強(qiáng)的抵抗力，但slu are非常容易受到影響。為了進(jìn)一步研究這個(gè)問題，我將一些常見的蝸牛(Cepaea nemoralis)暴露于P. hermaphrodita數(shù)周。當(dāng)我在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)解剖蝸牛時(shí)，我發(fā)現(xiàn)線蟲被捕獲，固定并殺死在殼中。

隨著時(shí)間的推移，來自殼的細(xì)胞開始粘附在線蟲角質(zhì)層上，覆蓋整個(gè)身體，然后將其固定在殼的內(nèi)層。通常一次封裝數(shù)百個(gè)線蟲。這不是蝸牛對(duì)P. hermaphrodita的具體反應(yīng)，因?yàn)槠渌€蟲被證明是封裝的，不會(huì)殺死蝸牛。

更多證據(jù)

這種封裝能力不僅僅發(fā)生在實(shí)驗(yàn)室中。在蘇格蘭北部的凱斯內(nèi)斯和英格蘭西北部的默西塞德郡捕獲的野生C. nemoralis蝸牛的樣本也在它們的殼中固定了線蟲。在某些情況下，捕獲的60%的蝸牛在其殼中捕獲了線蟲，其中一個(gè)包含多達(dá)101個(gè)寄生蟲。

其他蝸牛種類似乎也具備這種能力。通過研究來自利物浦和曼徹斯特博物館的43屬(物種群)的1,321個(gè)炮彈，我發(fā)現(xiàn)線蟲封裝非常普遍。證據(jù)甚至表明，這種能力可能存在于今天大多數(shù)的slu and和蝸牛的祖先中，這些slu and和蝸牛生活在90至120萬(wàn)年前。

通過查看這些musuem集合，我還發(fā)現(xiàn)線蟲封裝創(chuàng)建了外殼中寄生蟲的永久記錄。1909年和1864年的C. nemoralis貝殼仍然存在線蟲，甚至超過500年的亞化石貝殼都有線蟲包裹。這提高了收獲這些貝殼以保存線蟲DNA和研究線蟲隨時(shí)間演變的誘人前景。

最后，我發(fā)現(xiàn)slu in在它們皮下的還原內(nèi)化殼也可以包裹并殺死入侵的線蟲。因此，盡管slushell殼在保護(hù)它們免受捕食者或環(huán)境條件的影響方面沒有任何作用，但它們?nèi)员Ａ袅瞬东@，包裹和殺死線蟲的重要能力。

最終，這項(xiàng)研究表明，外骨骼被認(rèn)為是用作障礙的堅(jiān)硬，剛性結(jié)構(gòu)，可以發(fā)展出新的角色。這是外骨骼如何被選為免疫防御機(jī)制的第一個(gè)例子，提供了另一種防寄生蟲保護(hù)。

它還提出了一個(gè)有趣的問題，即殼是否最初進(jìn)化為殺死線蟲。最早的軟體動(dòng)物(Odontogriphus)的祖先，生活在550萬(wàn)年前，也有一個(gè)殼。它很小，不能提供對(duì)極端環(huán)境的保護(hù) - 當(dāng)時(shí)沒有捕食者。但至少有4.7億年前有線蟲。如果這些對(duì)Odontogriphus構(gòu)成威脅，它可能會(huì)影響殼的進(jìn)化。

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