Zakaj se meduzica Turritopsis nutricula šteje za nesmrtno

30.06.2019

Hidre in meduze za sposobnost regeneracije so znanstveniki dolgo časa raziskovali. Od 19. stoletja so teorije napredovale glede možne teoretične nesmrtnosti takšnih organizmov. Izkazalo se je, da niso bile neutemeljene. Konec 20. stoletja je bila meduza Turritopsis nutricula priznana kot edino znano bitje, ki lahko živi večno. Ali je res tako? Kako je nesmrten medikus Turritopsis nutricula rešil vprašanje večne mladosti?

Značilno

Meduze s tovrstnimi vrstami vodonosnikov se naseljujejo v zmernih morjih in tropih ter pripadajo družini Oceaniidae reda Anthoathecata. Medusa Turritopsis nutricula (slika v tem članku) - eukariotska žival s pekočimi celicami. Te črevesne votline imajo dve stopnji razvoja.

Na začetku svojega življenja se razvijejo v obliki polipov, spolno zrelost dosežejo z meduzami. Večina predstavnikov tega razreda živi relativno kratko življenje, ki redko traja več kot 3-4 mesece. Po razmnoževanju običajno umrejo. Vendar pa nesmrtna meduzica Turritopsis nutricula ne spada v to shemo.

Struktura

Rojstni kraj vrste je Karibi. Velikost meduz je majhna, v premeru je 5 mm. Oblika telesa ima kupolasto obliko, ki je podobna dežniku, na robu katerega so lovke s pekočimi celicami. Zgrablja jih s hrano. V različnih obdobjih razvoja se število lovk spreminja. S starostjo postanejo več: od 8 pri mladih posameznikih in do 90 v odraslih.

Meduzica Turritopsis nutricula plava po ustih. Služi tako za sprejem hrane kot za odstranitev ostankov. Telo je 95% vode. Živčni sistem je primitiven. Meduze nimajo možganov, okostja, srca. Kljub temu pa reagira na draženje: hrana, mehansko delovanje, spremembe v sestavi in \u200b\u200blastnostih vode.

Po razmnoževanju meduze ne umre. Ugotovljeno je, da se potopi na dno, pritrjena s pipicami na primerno površino in se postopoma spremeni v polipa, iz katerega bo mladi posameznik rasel.

Besmrtna meduza Turritopsis nutricula: življenjski cikel

Predstavniki te vrste, tako kot mnogi drugi vodni organizmi, doživljajo dve stopnji razvoja. Ličinke, ki so se razvile v materinem telesu po oploditvi jajc, padajo v vodo, se potopijo na dno, popravijo in spremenijo v polip. Njihove kolonije so vretenaste ali v obliki kluba.

Telo takšne tvorbe ima povrhnjico na površini, ki deluje kot okostje. Že takrat imajo nitaste lovke s pekočimi celicami. Zajeto hrano zaužijemo in razdelimo po celotni koloniji. Mlada meduzica iz te formacije preneha biti sedeča oblika in odpluje.

Značilnost takšnega bitja, kot je nesmrtna meduza Turritopsis nutricula

Zakaj je nesmrtni rod Turritopsis postal tako široko znan in postal tako značilen? To je posledica nagnjenosti hidroidnih organizmov k procesom regeneracije. Pred tem je bilo znano, da izgubljeni del telesa medu raste v kratkem času. Če se reže, se bo kmalu razvil nov posameznik iz ločenega fragmenta.

Ta proces se imenuje transdiferenciacija. Celica se pri tem spreminja iz ene vrste v drugo. Takšne značilnosti najdemo tudi v nekaterih drugih organizmih, ki so po strukturi bolj zapleteni. Tako lahko na primer kuščar zopet zraste kot vrh odrezanega repa. Živalske in človeške matične celice se lahko uporabijo za gojenje določenih organov.

Izkazalo se je, da lahko meduzica Turritopsis nutricula to stori z vsem svojim telesom. Potrebno je narediti popravek za dejstvo, da je njegovo telo še vedno precej preprosto, celice imajo relativno nizko diferenciacijo, tako da jih je lažje preoblikovati, poleg tega pa obstajata dve fazi razvoja. Pravzaprav meduz ne živi stalno - njene faze se spreminjajo.

Zgodovina odkrivanja

Ta preboj v znanosti ni bil načrtovan. Italijanski naravoslovec Fernando Boero je konec 20. stoletja v procesu raziskovanja dovolil, da se voda posuši v svojem akvariju, kjer so se nahajale meduze iz rodu Turritopsis nutricula. Odločil se je nadaljevati s poskusi in ga ponovno napolnil z vodo. Na njegovo presenečenje je Boero odkril, da meduze niso umrle, temveč se čudežno spremenile v polipi. Sčasoma so iz njih rasli mladi posamezniki in brsti.

To so potrdili nadaljnji laboratorijski testi. V neugodnih okoljskih razmerah so meduze začele z obratnim razvojem. Nenadne padce temperature, spremembe v slanosti vode, mehanske poškodbe, pomanjkanje hrane - vse to je delovalo kot katalizator in izzvalo meduze, da sprožijo zaščitni mehanizem. Spustili so se na dno in se ponovno rodili v mladem posamezniku skozi fazo polipa.

Tako so znanstveniki predpostavili, da je nesmrtna meduza Turritopsis nutricula edina nesmrtna bitja, znana znanosti na tej stopnji. Trajanje opazovanj je še vedno razmeroma kratko, vendar so eksperimenti uspeli ugotoviti in dokazati sposobnost te vrste, da se desetkrat zapored pomladi.

Pozor!

Kaj ogroža nesmrtno meduzo? Zakaj nesmrtna vrsta ogroža ekosistem? Od odkritja teh organizmov resno zanima. Ugotovljeno je bilo, da so se karibske meduze razširile po svetovnih oceanih. Teoretična nesmrtnost teh organizmov je razlog za utemeljitev njihove prekomerne reprodukcije. V tem primeru obstaja možnost neravnovesja v ekosistemu.

Ali obstaja resnična nevarnost? Teoretično obstaja. Vendar pa se domneva, da so se te meduze pojavile pred mnogimi milijoni let. Če v tem času niso spremenili ravnovesja, ali obstaja smisel za snemanje alarma? Bitja so sorazmerno majhna, v mlajših letih se jih prenaša veliko prebivalcev oceana, tako da prezasedenost z njimi še ne ogroža.

Zmožnost povečanja števila, potrjenih z eksperimenti, ni mogoče oceniti kot grožnjo ekosistemu. Absolutna neskončnost življenjskega cikla teh organizmov še ni dokazana. Praksa opazovanja je kratka in za potrditev te teorije je potrebno daljše obdobje.

Turritopsis se je verjetno pojavil na Karibih, vendar se je razširil po vsem svetu. Najpogosteje je meduza vidna v Sredozemlju in ob obali Japonske. Ta vrsta meduze je pravzaprav nesmrtna in nekateri znanstveniki, na primer iz Smithsonian Marine Tropical Institute, govorijo o »svetovni tihi invaziji«.

Biološka nesmrtnost

Seveda lahko ubijete meduze. In olajšajte, ne da bi to opazili. Fizična nesmrtnost na našem planetu še ni bila najdena v nobenem živem organizmu. Večina vseh vrst meduz živi od nekaj ur do več mesecev, preden umrejo Turritopsis dohrnii sposoben vrniti se v stanje polipa - do prve stopnje življenjskega cikla oprijemanja. Poskusi v laboratoriju so pokazali, da lahko meduz začnejo "razvijati" v nasprotni smeri v kateri koli fazi življenja. Kupola in lovke v njej prenehajo rasti, potem se na telesu pojavijo različni procesi in poganjki, ki so zaraščeni s polipi za hranjenje. Posledično se meduze vrnejo na oder hidroid.

Ta sposobnost prekinitve življenjskega cikla je opaziti kot odziv na neugodne življenjske pogoje. Če je nekaj v življenju Turritopsis dohrnii šlo narobe, se lahko vedno vrne v svoje otroštvo, da bi poskusila znova. Trenutno je edini tak organizem. V laboratoriju se je 100% vseh opazovanih meduz lahko vrnilo v stanje polipa, čeprav v naravnih pogojih znanstveniki niso imeli sreče, da bi opazili tako degeneracijo. To je deloma posledica prehodnosti procesa in ni bilo mogoče na pravem mestu ob pravem času in celo s fotografsko ali video opremo.

Treba je povedati, da je vzdrževanje nesmrtne meduze v umetnih pogojih zelo zapletena zadeva. Trenutno je le en znanstvenik Shin Kubota (Shin Kubota) s Kjotske univerze (Kyoto, Japonska), vsebuje dolgo skupino meduz (več kot 2 leti). Po mnenju znanstvenika v tem času se je njegova kolonija popolnoma ponovno rodila 10-krat. Poskus se nadaljuje. Vsak dan se spremlja kolonija meduze, da se zagotovi, da živali pravilno izenačijo artemijo, s katero se hranijo. Shin Kubota se pogosto pojavlja v japonskih znanstvenih medijih in celo napisal nekaj pesmi o svoji meduzi.

Kljub tej izjemni značilnosti večina meduz zajamejo druge živali, ki se hranijo z planktonom. Zato je še prezgodaj govoriti o »globalni invaziji nesmrtne meduze« v svetovni ocean.

Meduze Turritopsis nutricula ne želi predati milosti prehodnega časa. Ta prebivalec tropskih in zmernih voda je edino živo bitje, ki lahko spremeni čas svojega življenja nazaj in se vrne od odrasle meduze v mlado polipo, ki se upa.

Verjetno ni nobenega bitja na Zemlji, ki ne bi želel dobiti odgovora na vprašanje o možnosti večnega življenja. Kako to počnejo meduze? Turritopsis nutricula? Njegova skrivnost je v pojavu, ki ga znanstveniki imenujejo "transdiferenciacija", ki je sestavljena iz preoblikovanja ene celične vrste v drugo.

Po doseženi puberteti se nutricula Turritopsis pripne na morsko dno, potegne v lovke in se postopoma spremeni v polipa. Zaradi možnosti »ponovnega rojevanja« je meduzica Turritopsis nutricula postala svetovljanska in se naselila skoraj po svetovnih oceanih.

Turritopsis nutricula ima edinstveno sposobnost, da neštetokrat spremeni celice celotnega volumna svojega telesa in postane praktično nesmrtna. V vsakem primeru je dokazano, da starost ni razlog, da meduze zapustijo ta svet. Najpogosteje postanejo žrtve plenilcev ali bolezni, ne da bi imeli priložnost izkoristiti svojo priložnost za nesmrtnost. Zato se vse raziskave, povezane s preučevanjem tega pojava, izvajajo izključno v laboratorijskih pogojih. Znanstveniki upajo, da jim bodo nesmrtne meduze pomagale razkriti skrivnosti večne mladosti in neskončnega življenja.

V zadnjem času se znanstveniki zanimajo za medico med hranilnikom Turritopsis. Kaj bi lahko pritegnilo tako veliko pozornost strokovnjakov in še bolj genetikov, tako preprosto bitje? In vse je v naslednji otvoritvi. Fernando Boero, določen italijanski znanstvenik (predvsem za osebne raziskave), je v akvariju zasadil meduze te vrste. Pred tem nihče nihče ni temeljito delal z njimi, verjetno zaradi preveč skromne velikosti (5 mm) in absolutno nenavadnega videza. Iz nekega razloga je znanstvenik moral odložiti poskuse in je varno pozabil na svoje hišne ljubljenčke. Spomnil sem se, ko je bil akvarij že suh, in zdelo se je, da so prebivalci že umrli. Boero se je odločil očistiti akvarij od njih in ga napolniti z naslednjimi eksperimentalnimi subjekti, vendar se je s svojo običajno radovednostjo odločil za študij že posušene meduze.

Kakšno je bilo njegovo presenečenje, ko so ugotovili, da niso umrli, ampak so postali ličinke. Akvarij je ponovno napolnil z vodo. Po določenem času so polmrtne ličinke postale polipi, iz katerih je kasneje zajela nova meduze. Tako se je izkazalo, da je nevidna nutricula Turritopsis nesmrtna meduza, zaradi česar na videz nemogoče. Samostojno nadzira svoje gene in se lahko »premakne nazaj«, kar pomeni, da se vrne v začetno stopnjo razvoja in začne živeti na novo. Z drugimi besedami, nesmrtna meduzica Turritopsis nutricula ne more umreti zaradi približane starosti. Umre le, če jo je nekdo pojedel ali raztrgal.

Danes znanstveniki verjamejo, da je majhna nesmrtna meduza edini zemeljski organizem, ki se lahko sam pomladi in regenerira. Poleg tega bo ta cikel večkrat ponovil. Nesmrtna meduza Turritopsis spada v rod Hydroid, ki zastopa morja zmernih in tropskih pasov. Ta rod vključuje morske kolonialne črevesne votline, in sicer polipi, katerih kolonije sestavlja več sto posameznikov. So kot grmovje, fiksno in varno pritrjeno na podlago. Čeprav obstajajo samotarji. V koloniji je črevesna votlina ločenega polipa povezana s skupno črevesno votlino, ki poteka skozi celotno kolonijo. Z drugimi besedami, vse jih združuje »skupna čreva«, po kateri je porazdeljena vsa hrana, ki jo dobimo.

Nesmrtna meduha ima kupolast dežnik, ob robu pa je obod lovk. In število lovk poveča s starostjo: na novo-vzmetene meduze bodo imeli več kot 8, in v prihodnosti se bo število povečalo na 90 kosov. Meduze imajo dve stopnji razvoja: prva je polip, druga pa sama meduzica. Nazadnje lahko traja od nekaj ur do več mesecev, nato pa se vrne v prvo fazo, ki neprestano ponavlja ta cikel.

Nesmrtna meduza prihaja iz Karibov, danes pa jo najdemo tudi na drugih geografskih območjih. To je bilo posledica dejstva, da se je Turritopsis nutricula močno povečala. Nekateri menijo, da lahko takšno povečanje števila povzroči neravnovesje v oceanih. Toda Maria Miglietta (zdravnik Inštituta za tropske študije) je prepričana, da ne bi smeli skrbeti, da bi polnili vse tovrstne rezervoarje s hidroidami. Turritopsis nutricula ima preveč sovražnikov, ki iztrebljajo svoje potomce. Čeprav to verjetno ni dovolj, saj se število nesmrtnih meduz vsako leto povečuje.

MIT O IMMORTALNEM MEDUSI
Chernilevsky V.E. 20.10.13

V tem prispevku so razprava in kritična analiza raziskovalnega dela na meduzah Turritopsis nutricula. (besedilo v celoti nahttps://sites.google.com/site/chernilevsky/

Meduze Turritopsisnutriculaki se šteje za edino nesmrtno bitje na planetu, je bilo pod nadzorom znanstvenikov v zvezi s problemi staranja in podaljševanja človeškega življenja. Njena nesmrtnost je razložena z dejstvom, da za razliko od večine vrst meduz, ki po sodelovanju v reproduktivnem ciklu, umrejo po doseganju pubertete, T. nutriculalahko spet spremeni v mladega posameznika in lahko ponovi ta cikel za nedoločen čas. T. nutriculacelo celo nesmrtne vrste med vsemi večceličnimi. Obstaja vrsta del, v katerih raziskovalci sami sklepajo o nesmrtnosti. T. nutricula. Ta dela nam omogočajo analizo rezultatov, pridobljenih v smislu splošne biologije, biologije staranja in možnosti razširitve človekovega življenja.

Splošne informacije o meduzah

Meduze so razdeljene na razrede: hidromedus (hidroid), scifomedusa in medena na kocke. Znanih je več kot 1500 vrst meduz. To so najdlje živeče vrste na svetu, ki obstajajo že več kot 650 milijonov let. Njihova telesa so zelo ranljiva in se pri stiku s trdnim predmetom zlahka poškodujejo. Zato je sposobnost teh vrst za preživetje povezana z raznolikostjo življenjskih ciklov (LC), oblikami razmnoževanja in visoko stopnjo regeneracije telesa.

Razred Hydroid ( Hydrozoa), na katero T. nutricula - to je najbolj slaba črevesna votlina v obliki nevretenčarjev (\\ t Coelenterata). V življenju mnogih črevesnih votlin se živali redno izmenjajo genske generacije polipov in meduz. V določeni sezoni polipi (aseksualna generacija) izločijo ličinke meduze, ki se razvijejo v meduze, ki se prosto kopajo. Ko dosežejo puberteto, meduze proizvajajo zarodne celice, iz oplojenih jajčec pa se razvijejo ličinke planule, ki se na dnu spremenijo v polip.

Regeneracija v meduzah je bila dovolj proučena, iz dela polipa se lahko regenerira celoten polip, dovolj velik fragment, izrezan iz meduz, lahko ustvari novo meduzo, podobno morfološko in funkcionalno. Takšen regenerativni proces je strogo specifičen - iz polipovskega fragmenta tkiva se lahko tvori le polip, samo meduz iz tkiva meduge in meduzica istega tipa se regenerira iz fragmenta specifičnega tkiva. V odraslem organizmu črevesne votline obstajajo specializirane celice - cniboblasti, glandularne, epidermalne, mišične, intersticijske (i celice) in druge, ki se, ko se regenerirajo iz tkivnega fragmenta, pojavijo, kot se verjame, iz obstoječih celic iste ali kot posledica transformacije ene celične vrste v drugo.

Življenjska doba hidridnih meduz z metagenetskim življenjskim ciklom razvoja v planktonu je več mesecev in umrejo kmalu po sproščanju gamet.

V naravi Turritopsis znanih je več vrst. Naseljujejo morja tropskih in zmernih območij. Meduze Turritopsis nutricula znanem svetu že dolgo časa - njegov opis je bil objavljen leta 1857 (McCrady). Vzreja T. nutricula in LC - skupna za hidrozoi - menjavanje aseksualnih in spolnih generacij.

Poskusi, razlage rezultatov in zaključki raziskovalcev Turritopsis nutricula.

Ob koncu prejšnjega stoletja je italijanski znanstvenik Fernando Boero v posušenem akvariju po naključju odkril polip, kjer je poleg rib živelo več posameznikov. T.nutricu la. Folyps je bil podoben meduzam T.nutriculavendar brez lovk. Ko so akvarij napolnili z vodo čez nekaj časa, so zaživeli in se začeli razvijati, nato pa so se iz polipov začeli izločati drobni vzorci meduz. T.nutricula. To so pojasnili z dejstvom, da so se pod vplivom neugodnih dejavnikov, ki so jim grozili, da bi jih ubili, od odraslih živali vrnili v "otroštvo". Meduze so zavrnile nepotrebne lovke, se naselile na dno in se spremenile v majhne polipe, zaradi česar je bilo lažje prenesti dehidracijo akvarija. V bistvu je bilo to dejstvo predstavljeno kot vrnitev živali iz senilne starosti v otroštvo, in če se ta cikel ponavlja neskončno, potem se teoretično izkaže, da meduze Turritopsis nutricula živeti večno.
Na vrsti je bila ugotovljena obratna transformacija razvoja izoliranih zarodkov meduz v polipe:Podocoryne carnea, Eleutheria dihotoma , Kladonema sp., Kladonema uchidai in Perarella schneideri . Vendar pa se je to zgodilo šele na začetku razvoja, v zarodkih meduz in po njihovi ločitvi od polipa je ta sposobnost popolnoma izginila.

Bavestrello et al. poročali, da spolno nezrele meduze Turritopsis nutricula se lahko vrnejo v fazo polipa, kar povzroči stolone in hidrične kolonije. Istočasno so opazili različne oblike in anatomsko organizacijo meduz in polipov, pa tudi različne somatske celice. Preoblikovanje meduz v polip se torej zgodi z zamenjavo tipov celic, regeneracijo in reorganizacijo tkiv.

Piraino et al. proučil potencialne in sprožilne mehanizme take transformacije v vseživljenjsko T. nutriculakot celična osnova tega procesa. Da bi pojasnili proces transformacije meduz na celičnem nivoju, sta bili preizkušeni dve hipotezi: 1 - vse diferencirane celice somatske meduze degenerirajo, proizvodnja polip celic pa je določena z zalogo matičnih celic.i celice; 2 - diferencirane celice meduz se lahko transdiferencirajo in proizvajajo potrebne nove vrste polip celic.

Študije, izvedene na 4000 meduzah Turritopsis nutriculaiz Sredozemlja. Spolna zrelost je bila dosežena po 25-30 dneh pri 20 ° C v fazi s 16 lovkami.

Preobrazba je bila eksperimentalno povzročena med razvojem do spolne zrelosti: (a) stradanje, (b) nenadno povečanje ali zmanjšanje temperature vode (z 22 ° C na 17 ali 27 ° C), (c) zmanjšanje slanosti vode (90% morske vode, 10% destilirana) voda, S \u003d 33%), (d) mehanske poškodbe zvonca s kleščami ali škarjami.

Nameščen :

Vse nezrele meduze (do faze z 12 lovkami), ki so bile izpostavljene tem vplivom, so se spremenile v polipi in stolone. Če se gojijo v stresnih pogojih, se nikoli niso spremenili v polipi. Med zorenjem gonad (nepravilen prehod iz 13. stopnje na 15 lovk) se je spremenila vrsta transformacije v polipi. Nasprotno, vse spolno zrele meduze (na odru s 16 lovkami) so spontano nazadovale in se popolnoma spremenile v stolone in polipe.

Tako so vse faze meduz Turritopsis nutricula pred puberteto se lahko spremeni v polip. Poskusi na izrezkih fragmentov meduz so pokazali, da se preobrazba meduz v polipe pojavlja le ob prisotnosti diferenciranih celic zgornje epidermisa zvonca in dela gastrovaskularnega sistema meduz.

Po začetku spolnega razmnoževanja se transformacija ne pojavi. V večini primerov je trebušna slinavka meduze omejena na rastno fazo, ki vodi do spolne zrelosti in sprošcanja gamet, ki jo spremlja razgradnja celic in smrt.

Tako je meja določena v življenjskem ciklu te vrste transformacije zrele meduze.T. nutriculu v stolih in polipih.

Obstajata dva načina preoblikovanja meduz: oblika meduze se spremeni, zvonec je obrnjen ali potopljen na dno brez inverzije, lovke in mesogleja (srednji sloj) razpadejo, nezrele meduze se spremenijo v kroglasto tkivo (cista), prekrito s perisarco in se potopijo na dno. Pri temperaturi 22 ° C so v 3 dneh nastali stoloni. Pri 14 ° C se je postopek upočasnil na 3 mesece. brez izgube sposobnosti za proizvodnjo polipov po tem, ko se temperatura dvigne na 22 ° C.

Poskusi na odrezanih delcih meduz so pokazali, da se transformacija zgodi le v delcih, ki vsebujejo tkanino zgornjega dela zvonca in sistem kanalov (radialne kanale ali obročast kanal).I celice nimajo aktivne vloge v povrhnjici zgornjega zvonca in v kanalih. Epidermis zvona je edino tkivo, ki lahko pretvori stolone v epizodno epidermalno tkivo, ki izloča perisark. Avtorji tako sklepajo, da je epidermalna celična vrsta zvonca transdiferencirana. Vendar je njegov potencial omejen, ker ti fragmenti ne morejo ustvariti endoderja, ki je potrebna za konec procesa transformacije. Usmeritev endodermalnih kanalov očitno ustvarja celice, ki povzročajo endodermo stolonov in polipov. Celice stolonov, ki izločajo periskar, so verjetno nastale s transdiferenciacijo nekaterih celic nekdanjega dežnika. Za dokončanje procesa transformacije meduze ali fragmenta so vključeni senzorični nevroni, mioepitelijske celice in cnidociti. Prisotnosti celice so lahko odgovorne za dokončanje sprememb tipa celice.

Zaključek avtorjev. Med črevesne votline in na splošno vse medcelice večceličnih organizmov Turritopsis nutricula ima edinstven življenjski cikel v tem, da je na kateri koli stopnji razvoja in celo v puberteti sposoben vrniti se v fazo polipa kot odziv na neugodne razmere, vključno z staranje. Smrt organizma pri tej vrsti se ne zgodi. Ni znano, ali se ti procesi dogajajo v naravnih pogojih, ker se odvijajo v precej kratkem času in jih je v naravi težko opazovati. Vendar to dokazujejo laboratorijski testi T. nutriculu obstaja transformacijski potencial, ki še nikoli ni bil zabeležen pri drugih vrstah, in zdi se neverjetno, da je ta potencial izražen le v laboratorijskih pogojih.

Razprava

Analiziranje raziskavPiraino et al., je treba opozoriti na netočnost določanja začetka pubertete (PZ) meduz. Avtorji pravilno ugotavljajo, da se med spolnim razmnoževanjem pojavljajo staranje in smrt meduz, tj. od trenutka PZ. PZ meduze so bile določene s številom lovk, 16, čeprav je znano, da lahko pri odraslih število doseže 80-100. Če je bilo v poskusih 4000 meduz, je bilo treba kontrolno skupino obdržati do PZ. Za PZ meduze ne bi smele starati. Zato lahko zaključimo, da so bili poskusi pri transformaciji meduz opravljeni, preden so začeli starati, tj. na starejše organizme.

Avtorji poudarjajo, da v poskusih uporabljajo zrele meduze, tudi tiste, ki so prišli do PZ, ali pa rečejo, da preobrazba prekine staranje meduz. Dejansko se med staranjem meduz iz časa PZ ni zgodilo preoblikovanje v polipe. Lahko bi sklepali, da je staranje tisto, ki prekine proces preoblikovanja. Vendar pa se transformacija ne pojavi pred PZ, v nezdravih meduzeh v normalnih, ne stresnih razmerah. To pomeni, da transformacija in staranje meduz ni povezano. Transformacija se zgodi le pod stresom, ki ga avtorji nepravilno pripisujejo in staranje. In komentatorji pripisujejo ta proces zanemarljivemu staranju.

V procesu transformacije odrasla meduza dejansko preneha (brez staranja) svoj obstoj kot integralni organizem in ustvarja klic polipa, t.j. drug organizem, ki se od tega razlikuje po svoji morfologiji, fiziologiji in tipu celic. Nekateri raziskovalci se sklicujejo na ta proces kot obraten ali "obraten razvoj". Komentatorji te razlage povezujejo reverzni razvoj z pomlajevanjem medu ali njenim preoblikovanjem v zarodek, v resnici pa se naslednja generacija zarodkov meduze ne oblikuje iz meduz, ampak iz kalčkov, meduznega ledvicnega polipa, ki se je razvila iz zaroda polipa v zrelost, to je menjavanje generacij organizmov in razvoj v življenjskem ciklu vedno napreduje, odvisno od zunanjih pogojev pa lahko življenjski cikel ima več poti. T. nutriculu Obstajajo trije načini.

1. pot. V ugodnih pogojih, ko je transformacija nemogoča, meduz doseže PZ, se reproducira spolno, starosti in umre, planus (aseksualni organizmi) pa ustvari polip (aseksualne generacije v LC), ki dajejo veliko meduz iz naslednje generacije drugačne od prejšnje meduze. Hkrati imajo nove generacije polipov in meduz spremenjen genotip glede na meduzo mater.

Druga in tretja pot sta možni le v neugodnih pogojih za normalen razvoj, in sicer zadrževanje, upočasnitev razvoja ali onemogočanje. Znano je, da v takih razmerah seesilne oblike polipov, modularni organizmi mnogih vrst upočasnijo razvoj, se zmanjšajo, preuredijo in preoblikujejo. Pri meduzih, ki se prosto kopajo, grozi smrt. Edini način je preoblikovanje v aseksualno obliko polipa. Takšna preobrazba je delno mogoča pri številnih vrstah meduz in v T. nutricul a izraženo je 100%. Ni naključje, da takšen pojav nakazuje, da se zanesljivost preoblikovanja meduz v polip razvija in fiksira v procesu evolucije. To pomeni, da to ni umetnost eksperimenta, kot navajajo avtorji, ampak običajen, razširjen pojav v naravi in \u200b\u200bzelo pomemben za obstoj vrste za milijone let. T. nutricul a naseljuje obalne vode tropskih morij in oceanov. Dolžina obalnih linij na svetu je več sto tisoč kilometrov. Med običajnimi plimovanjem lahko meduze občasno padajo na kopnem in na morju, preoblikujejo se v polipe (kot v akvariju Fernanda Boeroja) in nadaljujejo pot do LC. Občasne sezonske spremembe temperature vode bi morale povzročiti tudi preobrazbo meduz. Tako 3 poti v življenjskem ciklu meduze zagotavljajo nesmrtnost te vrste, pri čemer prva pot zagotavlja genetsko raznovrstnost in cvetenje vrst v evoluciji, 2. in 3. smer - ki doživljajo redne neugodne razmere, kot tudi zagotavljanje velikega števila. meduze, od katerih mnoge še naprej prehajajo in 1. pot. Vse tri poti se končajo s polip fazo, iz katere se začne naslednji življenjski cikel.

Pokazali smo, da je razvojna enota organizmov LC, v kateri se lahko izmenjujejo več generacij organizmov z omejeno RV. Življenjski cikel ima več možnosti za preživetje in je večji od posameznega organizma trebušne slinavke, vendar omejen. Nesmrtnost vrst zagotavlja redno ponavljanje življenjskih ciklov, ki so se razvili v evoluciji. Torej, trebušna slinavka meduz je običajno 3-4 mesece in ustavi individualni obstoj zaradi staranja ali med transformacijo brez staranja. Nobene meduze niso našli T. nutricul akaterih starost bi bila izračunana tisoče let, zlasti nesmrtna meduza. Prikaži T.nutricul akot vse vrste je nesmrtna.

Zaključki avtorjev temeljijo na nezadostnem razumevanju življenjskih ciklov, aseksualnega razmnoževanja, obratnega in obratnega razvoja.

Problem asseksualne reprodukcije (BR) je povezan s splošnimi biološkimi problemi regeneracije, somatske blastogeneze (ali embriogeneze), razvoja, staranja in podaljšanja življenja. Dejanska gradiva o BR so razpršena v številnih delih, ki niso povezana z BR, saj je v literaturi v angleščini problem zapuščene, se šteje, da je neprepoznan, pogosto se pojem BR uporablja preprosto ali nepravilno. Partenogeneza se na primer razume kot BR. Veliko dela na zbiranju, urejanju in analizi dela, povezanega z BR, so opravili znanstveniki na Oddelku za embriologijo na državni univerzi v Leningradu. Postalo je očitno, da imajo nekatere živali dva ali več vrst individualnega razvoja - embriogeneza in blastogeneza, oblike BR pri različnih živalih pa so nastale na podlagi regeneracije in somatske blastogeneze (razvoj novega organizma iz dela ali kompleksa starih celic). Z BR se mnoge celice dediferencirajo in tkiva pomladijo. Somatska blastogeneza je značilna za nizko organizirane in slabo integrirane oblike, vsi zunanji in notranji dejavniki, ki zmanjšujejo stopnjo integracije, prispevajo k somatski blastogenezi. To je najbolj značilno zaHydrozoa. V poskusih zT.nutricula zunanji vplivi razpad celičnih sistemov, tkiv, organov ali organizma meduz . Sledilo je ponovno sestavljanje - somatska blastogeneza polipa, zato opisana transformacija T.nutricul a polip je vrsta aseksualnega razmnoževanja v življenjskem ciklu meduze.

V LC drugih vrst meduz BR - to je brstenje v kolonijah polipov. Meduzoidni popki se pri različnih vrstah razvijajo v različnih delih polipolije. Veliko hidroidov v ledvicah, preden se ločijo od polipa, se kopičijoi celic in razvoj teh ledvic v gonofo in nato v meduzo.I celice se prenašajo v meduze. Mnoge vrste meduz se lahko razmnožujejo z aseksualnim brstenjem in skoraj vedno proizvajajo meduze, medtem ko v hidromedusuEleutheria dihotoma, ki se po izolaciji od polipa nadaljuje do aseksualnega razmnoževanja z brstenjem, je bila ugotovljena ne le sposobnost regeneracije izgubljenih delov telesa, ampak tudi možnost novega razvoja iz majhnih fragmentov po tipu somatske embriogeneze. Pojdi na meduzeRathkea Meduzoidni popki in gonade se razvijejo na istem mestu (nosnica) in celo iz istegai celic Med prehodom na spolno razmnoževanje meduze proizvajajo gonocitei celic Pri odraslih organizmih se oblikujejo primarne zarodne celice v hidrozoih s spolnim in nespolnim razmnoževanjem. Zato v poskusihPiraino meduze T.nutricul a brez spolnosti, tj. večni.

Glede na zgoraj navedeno moramo še posebej upoštevati procese regresivnega preoblikovanja ali obratnega razvoja.

V poskusih z meduzoidnimi popki, ki nastajajo na polipuPodocoryne carnea, določitev meduzoidne organizacije se dogaja razmeroma pozno, ko so morfološki znaki meduze jasno vidni. Avtorji [13,16] so z morfološkimi merili identificirali 10 zaporednih stopenj razvoja meduz. Meduzoidna ledvica, ločena od polipa v fazah 1-4, se lahko pojavi obratni razvojvodi do oblikovanja sferičnega dvosloja klicki lahko pritrdi in ustvari stolon. Meduzoidni popki 5-8 stopenj se razvijejo v normalno meduzo. V različnih fazah nastajanja so meduzoidni popki ločili. Celični agregati, pridobljeni iz suspenzije meduzoidnih brstov pred 7. stopnjo, so se razvili v stolone in polipe, medtem ko so se agregati poznih faznih brstov razvili v meduze. V zelo redkih primerih (6 od 4900) pod neugodnimi pogoji agregati izoliranih celic odraslega hidromedusa, preoblikovani v stolonske strukture. Ta pojav se imenuje regresivna transformacija. Treba je opozoriti, da tako imenovani. Regresijska transformacija, ki jo razumemo kot obratni razvoj, se bistveno razlikuje od neposrednega razvoja. Na celičnem nivoju je neposredni razvoj povezan s celično diferenciacijo, obratno pa z dediferenciacijo in transdiferenciacijo. Na ravni telesnih sistemov je neposredni razvoj povezan s centralizacijo integracijskih sistemov, nasprotno pa z njihovo decentralizacijo, vse do zarodnega stanja. Bolj pravilen "obratni razvoj" in "regresivna transformacija" v Ljubljani. \\ T T.nutricul a je treba imenovati somatska blastogeneza kot oblika BR v LC te vrste. V življenjskem ciklu T.nutricul a spreminjanje dveh aseksualnih procesov v meduzi in polipu je dosledno (neposredno razvojno).

Avtorici sta preizkusili dve hipotezi o celičnih virih preoblikovanja meduz v polip: 1 - vse diferencirane somatske celice meduze so degenerirane, proizvodnja polip celic pa je določena s staležem.i celice; 2 - diferencirane celice meduz se lahko transdiferencirajo in proizvajajo potrebne nove vrste polip celic. Običajno se takšne hipoteze obravnavajo pri študiju regeneracijot.j. procesi obnovitve organov in tkiv v enem organizmu (npr. meduze). V tem primeru ima druga hipoteza prednost.

Transdiferenciacija razumemo kot sposobnost odrasle regijske izvorne celice (SC), da se diferencira v celice "svojega" organa in transdiferencira v celice drugega organa in / ali drugega zarodnega sloja v naslednjem zaporedju: SC - diferenciacija - dediferenciacija - diferenciacija.

Drugi raziskovalci opisujejo mogoče vrste transdiferenciacije, kadar regeneracijo imajo meduze. Med somatskimi celicami so hidromedusi najboljši v transdiferenciacijski sposobnosti. Ko se gojijo v morski vodi, diferencirajo, mitotično delijo in oblikujejo konglomerate celic, iz katerih se razvijajo strukture, ki so blizu rozini. Transformacija mišičnih celic (po zdravljenju s kolagenazo) poteka v več fazah. Prva faza je transformacija progastih mišičnih celic v gladke mišične celice. Pojavi se pred začetkom sinteze DNA in prvo mitozo. Ta proces zavirajo transkripcijski in translacijski inhibitorji. Gladke mišične celice lahko replicirajo DNA in vstopijo v mitozo. Po zaključku prvega celičnega cikla se pojavijo živčne celice. Kot posledica naslednje mitoze celic gladkih mišic se v konglomeratih pojavijo prebavne, žlezne, sekretorne celice in nematociti. Ti tipi transdiferenciacije se pojavljajo vzporedno z nastajanjem celičnih plasti in njihovo polarizacijo. Torej transdiferenciacija mišičnih celic v celice različnih vrst zahteva prehod različnega števila mitoz. Regulacija teh procesov je povezana z nastankom nad-celičnih struktur, t.j. s progresivnim potekom morfogeneze.

Vendar pa pri razlagi mehanizma različnih transdiferenciacij z regeneracijo znanstveniki imajo resne razlike in svoje hipoteze.

Hipoteza časovna diferenciacija celice: kot odgovor na spodbudo za regeneracijo lahko diferencirane celice izgubijo znake specializacije, nato pa se ponovno razločijo v isti tip celice, tj. ko so nekaj časa izgubile svojo specializacijo, ne izgubijo odločenost. Verjetno dediferenciacija ne gre do konca, in vsaka vrsta celic se reproducira samo v okviru preoblikovanja.
Transdiferenciacija - preoblikovanje ene vrste diferenciranih celic v druge in metaplazija kot vrsta transdiferenciacija - transformacija derivatov enega klicnega sloja v derivate drugega lista. Takšni procesi so opisani v številnih nevretenčarjih: črevesnih votlinah, anelidih, nemertinah in ascidih. Za metaplazijo lahko pripišemo tudi globoko transdiferenciacijo robnih celic zvončkov meduze, ki jih je opisal F. Schmid. Ugotovil je, da iz izoliranih progastih mišic lahko nastanejo gladke mišice, pekoča, prebavna, stebla.i celic, in v prisotnosti stika z endodermnimi in živčnimi celicami. Metaplazija pogosto vključuje transformacijo SC, ki proizvaja več tipov celic, značilnih za različna tkiva. Metaplazije se skoraj vedno pojavijo v tkivih, ki imajo kronično poškodbo, tj. podvržena konstantni regeneraciji. Kadar se pojavijo mesta metaplazije, so pogosto sestavljena iz tkiva, običajno iz sosednje regije.

Transdeterminacija - zamenjava določitve SC z ene poti na drugo. V tem primeru je medsebojno delovanje SC s celicami „niše“, v kateri se nahajajo SC, bistvenega pomena.

V skladu s hipotezo rezervnih celic predhodniki regeneracijskega blastema so rezervne IC. Znano je, da v črevesnih votlinahi celice se kopičijo blizu površine rane in iz njih lahko nastanejo vse druge vrste celic.

Vendar pa pri preoblikovanju meduz T.nutricul a ni regeneracije, ampak ponovna tvorba drugega organizma, polipa, tistega, iz katerega izvira ta meduzica. Isti polipi v LC se lahko oblikujejo na druge načine. V člankuPiraino opisuje: 2 vrsti preobrazbe meduz - z inverzijo in brez inverzije zvonca, 4 vrste škodljivih učinkov, kakor tudi razvoj planule. Zato se vedno oblikuje samo polip klic. Med regeneracijo meduz se to ne zgodi.

Znano je, da so totipotentni SC ali primarni SC v hidroidih vključeni v razvoj zarodka vseh vrst. T.nutricul a to je jaz celic Podlaga za razvoj, sposobnost preživetja in razmnoževanje novega organizma sta tudi SC. Zato bi moral SC pri vseh razvojnih procesih meduz v polipu igrati pomembno vlogo. V nizu del je raziskana vloga SC pri spolnem in aseksualnem razmnoževanju predstavnikov petih vrst živali: gobice Oscarella malakhovi(Porifera), hidroid Obelia longissima(Cnidaria) planaria Girardia tigrinarakiPeltogasterella gracilis, Poliask poligene in Thylacoplethus isaevae in ascidians Botryllus tuberatus (Chordata ). Ugotovljeno je bilo, da so pri teh živalih linije toti in / ali multipotentne SC - arheociti gob,i - celice črevesne votline, neblast turbellarians in ascidian SC predstavljajo samoobnavljajočo rezervo SC z neomejenim ali širokim morfogenetskim potencialom, vzdržujejo se skozi celotno življenje posameznika in so vir celičnega materiala za spolno in nespolno razmnoževanje, regeneracijo in so sposobni razlikovati v spolne in somatske celice . Številni molekularni biološki podatki kažejo na skupno morfofunkcionalno organizacijo totipotentnega SC, vključno s spolom, v vseh večceličnih organizmih. Trenutno je bilo predlagano, da te celice imenujemo "primarne IC". Za njih je značilna prisotnost v citoplazmi tako imenovanega. germplazem, ki vsebujejo zarodne (spolne) determinante, strukturirane v obliki zarodnih granulatov ali disperznega materiala, ki so poseben ultrastrukturni marker in ključni organoid genitalnih linijskih celic in primarni SC nevretenčarjev.

Primarni SC nevretenčarjev z aseksualno reprodukcijo se tradicionalno štejejo za totipotentne, želijo biti popolnoma cenjenii Samo kletke Hydractinia echinata. Praviloma ne en SC, ampak nekateri njihovi kompleksi povzročajo nov organizem ali živalski vrt med nespolnim razmnoževanjem in postajajo enake moči kot ena spolna celica. Število primarnih SC, ki so sposobne dajati blastozoididarije in ascidije, je določeno v 100–300 celicah. Potrebno je ustvariti »kritično maso« celic za razvoj organizma, »masovni učinek« pa razložimo z ustvarjanjem potrebne koncentracije potrebnih metabolitov v celičnih agregatih. Zdi se, da je prisotnost "kritične mase" celic potrebna za oblikovanje specializirane niše za udejanjanje moči SC pri tvorbi nevretenčarskih blastoidov, ki so selitvene, saj so ti mobilni SC, raztreseni v somih organizma, neodvisni od specifične niše.

pogledov

Shrani v Odnoklassniki Shrani VKontakte