水母適應(yīng)它們的毒液以適應(yīng)不斷變化的獵物和海洋條件
許多動(dòng)物使用毒液保護(hù)自己免受捕食者的攻擊并捕獲獵物。有些像水母一樣有觸須,而有些像蜜蜂和蛇一樣用尖刺和尖牙向獵物注射毒液。
很長(zhǎng)一段時(shí)間,科學(xué)家們認(rèn)為動(dòng)物的毒液隨著時(shí)間的推移是一致的:曾經(jīng)是一種有毒的生物,總是一種有毒的生物。然而,通過(guò)對(duì)??拿芮醒芯?,希伯來(lái)大學(xué)亞歷山大西爾伯曼生命科學(xué)研究所的Yehu Moran博士發(fā)現(xiàn),動(dòng)物在一生中會(huì)多次改變它們的毒液,調(diào)整其毒液的效力和配方以適應(yīng)變化捕食者和水生環(huán)境。
今天,在eLife發(fā)表的一項(xiàng)研究中,莫蘭和他的團(tuán)隊(duì)描述了他們的發(fā)現(xiàn)。他們研究了水母的親戚Nematostella,從搖籃到墳?zāi)?。Nematostella是海葵,屬于水母和珊瑚的刺胞動(dòng)物。它們以幼蟲的形式開始生長(zhǎng),長(zhǎng)成幾英寸長(zhǎng)的動(dòng)物。在幼蟲階段,線蟲會(huì)成為較大魚類的獵物,但一旦成熟,它們就會(huì)成為食肉動(dòng)物,捕獲蝦和小魚及其有毒的觸須。
莫蘭博士發(fā)現(xiàn),在幼蟲階段,海葵會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的強(qiáng)效毒液,如果吞食,掠食者會(huì)立即將它們吐出來(lái)(見(jiàn)視頻,附件)。后來(lái),當(dāng)海葵變大并成為捕食者時(shí),它們的毒液通過(guò)產(chǎn)生不同種類的毒素來(lái)適應(yīng)它們的新生活方式,最適合捕捉小魚和蝦。在一生中,隨著Nematostella的飲食變化,他們從一個(gè)水生區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)水生區(qū)域,他們調(diào)整毒液以適應(yīng)他們的新需求和環(huán)境。
“到目前為止,毒液的研究主要集中在成年動(dòng)物產(chǎn)生的毒素上。然而,通過(guò)研究從出生到死亡的???,我們發(fā)現(xiàn)動(dòng)物的毒素庫(kù)比以前想象的要廣泛得多。它們的毒液最大程度地滿足掠食者的威脅。 “應(yīng)對(duì)不斷變化的水生環(huán)境”,Yehu Moran博士解釋說(shuō)。
為了追蹤這些變化,莫蘭的團(tuán)隊(duì)將??亩疽荷杉?xì)胞標(biāo)記出來(lái)并隨著時(shí)間的推移進(jìn)行監(jiān)測(cè)。研究人員還記錄了線蟲在其一生中的重要相互作用 - 首先是獵物,后來(lái)是捕食者。
由于幾個(gè)原因,這些發(fā)現(xiàn)很重要。首先,毒液通常用于藥物和藥物化合物中。這項(xiàng)研究表明,對(duì)于生命周期復(fù)雜的動(dòng)物,研究人員一直都不知道有許多毒液成分,因?yàn)榈侥壳盀橹梗芯咳藛T只研究成年??亩疽?,錯(cuò)過(guò)了幼蟲毒液中存在的獨(dú)特化合物。這些“新”化合物可能會(huì)導(dǎo)致新的藥物和藥物。其次,海葵,海蜇和珊瑚在海洋環(huán)境中發(fā)揮著重要作用。更好地了解它們的毒性輸出和對(duì)海洋生物生態(tài)的影響至關(guān)重要。
最根本的是,莫蘭的研究更多地闡明了達(dá)爾文主義的基本機(jī)制:動(dòng)物如何適應(yīng)不斷變化的世界和生態(tài)棲息地?帶有不斷變化的毒液的Nematostella為我們提供了另一條線索。
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