Paracatenula - Paracatenula

Paracatenula
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Платигельминты
Класс:
Турбеллария
Порядок:
Катенулида
Семья:
Retronectidae
Род:
Paracatenula

Стеррер и Ригер, 1974 г.[Ссылка 1]

Paracatenula род свободноживущих миллиметровых размеров морской безжалостный катенулид плоские черви.[Ссылка 1]

Paracatenula во всем мире встречается в умеренно-теплом климате тропический сублиторальный отложения. Они являются частью межстраничный мейофауна песчаных отложений. Взрослый Paracatenula не хватает рот и кишка и связаны с внутриклеточный симбиотический альфапротеобактерии рода Candidatus. Ригерия.[Ссылка 2][Ссылка 3]Симбионты размещаются в бактериоциты в специализированном органе трофосома (Греч. Τροφος трофос «Еда»). Ca. Ригерия может составлять половину биомассы червей.[Ссылка 3][Ссылка 4] В выгодный симбиоз с фиксация углекислого газа и окисляющий серу эндосимбионты позволяет морской плоский червь жить в бедная питательными веществами среда. Симбионты не только обеспечивают питание, но также поддерживают резервы первичной энергии в симбиозе.[Ссылка 5]

Плоский червь Paracatenula элегантно движется в осадке. Белая трофосома содержит эндосимбионтов, в то время как передняя прозрачная часть червя, называемая головотрубкой, не содержит бактерий.

Разнообразие

Пять видов Paracatenula были описаны - P. erato, П. каллиопе, П. полигимния, П. урания и P. galateia, названный в честь муз и нимфы из Греческая мифология.[Ссылка 1][Ссылка 6] Еще несколько видов были идентифицированы морфологически и молекулярно, но официально не описаны.[Ссылка 3] Наиболее изученными видами являются P. galateia с барьерного рифа Белиза и еще неописанного вида П. sp. сантандреа с итальянского острова Эльба.[Ссылка 5]

Распределение

Paracatenula распределены по всему миру в теплых умеренный к тропический регионов и были собраны из Белиз (Карибское море ), Египет (красное море ), Австралия (Тихий океан ) и Италия (Средиземное море ). Они происходят в ядовитый -аноксичный интерфейс сублиторальных песков и обнаружен на глубине до 40 м.[Ссылка 3]

Анатомия

Paracatenula может достигать длины до 15 мм и ширины 0,4 мм. Несколько более крупных видов Paracatenula, такие как P. galateia уплощены, как лист, тогда как все мелкие виды имеют округлую форму. Все Paracatenula Было обнаружено, что виды, исследованные до сих пор, содержат бактериальных симбионтов в специализированных симбионтных клетках, которые образуют питательный орган - трофосома.[Ссылка 3][Ссылка 7] Лобная часть червей - трибуна - прозрачна и не содержит бактерий, в ней находится головной мозг, а область трофосомы кажется белой из-за отражающих свет включений в бактериальных симбионтах.[Ссылка 1][Ссылка 3] Некоторые виды Paracatenula такие как P. galateia обладать статоциста с единым статолитом.[Ссылка 6]

Жизненный цикл и размножение

Несмотря на то что Paracatenula производить сперму и яйцеклетки, которые могут быть очень информативными для различения видов, половое размножение не наблюдалось.[Ссылка 5] Вместо этого черви размножаются бесполым делением или фрагментация, процесс, называемый паратомия. Paracatenula черви обладают высокими регенеративными способностями и могут регенерировать потерянную голову, включая мозг, в течение 10–14 дней.[Ссылка 8][Ссылка 9] В бактериоциты делящихся червей делятся в процессе деления, и популяция симбиотических бактерий распределяется между двумя дочерними особями.[Ссылка 8]

Отношения хозяин-симбионт

Paracatenula разместить своих симбионтов внутри бактериоциты в трофосома. Эти бактерии, названные Ca. Ригерия, принадлежат к роду альфапротеобактерии формирование монофилетическая группа в порядке Родоспириллы[Ссылка 3] и семья [Rhodospirillaceae].[Ссылка 5] Совместное видообразование между хозяином и бактериями предполагает строгую вертикальную передачу бактерий, при которой эндосимбионты напрямую передаются от родителей к их потомству.[Ссылка 3][Ссылка 8][Ссылка 10] Показано, что симбиоз выгодно для обоих партнеров.[Ссылка 3][Ссылка 4][Ссылка 5] Отсутствие как просвета кишечника, так и рта указывает на то, что хозяин получает большую часть своего питания от своих симбионтов, которые имеют потенциал для фиксация углекислого газа и окисление серы.[Ссылка 2][Ссылка 3][Ссылка 5] В свою очередь, хозяин обеспечивает своих симбионтов стабильным источником доноров электронов, таких как сульфид и кислород, в динамичной и гетерогенной среде.[Ссылка 2][Ссылка 3][Ссылка 5] Кроме того, симбионты, живущие внутри клеток червей, защищены от хищников, а также от конкуренции за питательные вещества со стороны других бактерий.[Ссылка 3]

Симбионт физиология

Несмотря на сокращенный геном с примерно 1400 генами, Ca. Симбионты Riegeria сохранили широкий физиологический репертуар, который отличается от всех других редуцированных симбионтов, передающихся вертикально в течение сотен миллионов лет. Ca. Симбионты R. santandreae фиксируют углекислый газ, накапливают углерод в различных запасных соединениях и производят все необходимые строительные блоки для клеточной жизни, включая сахара, нуклеотиды, аминокислоты, витамины и кофакторы.[Ссылка 5]

Подготовка хоста

Paracatenula лишены рта и кишечника и питаются от своих симбионтов. Во всех других хемосинтетических симбиозах хозяин получает питание путем переваривания симбионтов. В отличие от этого, в Paracatenula, симбионты обслуживают своего хозяина, секретируя везикулы наружной мембраны (OMV) переваривание симбионтов происходит редко.[Ссылка 5] Было предложено, чтобы симбионты с их огромными возможностями хранения и элегантным способом обеспечения питанием через OMV образовывали «бактериальную печень» и своеобразную «батарею» в интегрированном Paracatenula симбиоз [Ссылка 5][Ссылка 11][Ссылка 12]

использованная литература

  1. ^ а б c d Sterrer, W .; Ригер, Р. (1974). «Retronectidae - новое космополитическое морское семейство Catenulida (Turbellaria)». In Riser, N .; Морс, М. (ред.). Биология Turbellaria. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. С. 63–92.
  2. ^ а б c Ott, J .; Rieger, G .; Rieger, R .; Эндерес, Ф. (1982). «Новый рот без интерстициальных червей из сульфидной системы: симбиоз с прокариотами». Морская экология. 3 (4): 313–333. Bibcode:1982MarEc ... 3..313O. Дои:10.1111 / j.1439-0485.1982.tb00282.x.
  3. ^ а б c d е ж г час я j k л Gruber-Vodicka, H.R .; Dirks, U .; Leisch, N .; Бараньи, Ц .; Stoecker, K .; Bulgheresi, S .; Heindl, N.R .; Рог, М .; Lott, C .; Loy, A .; Вагнер, М .; Отт, Дж. (27 июня 2011 г.). "Paracatenula, древний симбиоз тиотрофных Alphaproteobacteria и плоские черви катенулиды ". Труды Национальной академии наук. 108 (29): 12078–12083. Bibcode:2011PNAS..10812078G. Дои:10.1073 / pnas.1105347108. ЧВК  3141929. PMID  21709249.
  4. ^ а б Leisch, N; Dirks, U .; Gruber-Vodicka, H.R .; Schmid, M .; Sterrer, W .; Отт, Дж. А. (2011). «Микроанатомия трофосомной области Paracatenula ср. полигимния (Catenulida, Platyhelminthes) и его внутриклеточные симбионты ». Зооморфология. 130 (4): 261–271. Дои:10.1007 / s00435-011-0135-y. ЧВК  3213344. PMID  22131640.
  5. ^ а б c d е ж г час я j Jäckle, O .; Seah, B.K.B .; Tietjen, M .; Leisch, N .; Либеке, М .; Kleiner, M .; Berg, J.S .; Грубер-Водичка, Х.Р. (8 апреля 2019 г.). "Хемосинтетический симбионт с резко сокращенным геномом служит основным хранилищем энергии у морских плоских червей. Paracatenula". Труды Национальной академии наук. 116 (17): 8505–8514. Дои:10.1073 / pnas.1818995116.
  6. ^ а б Dirks, U .; Gruber-Vodicka, H.R .; Leisch, N .; Sterrer, W .; Отт, Дж. А. (2011). "Новый вид симбиотических плоских червей, Paracatenula galateia sp. ноя (Platyhelminthes: Catenulida: Retronectidae) из Белиза (Центральная Америка) ". Исследования морской биологии. 7 (8): 769–777. Дои:10.1080/17451000.2011.574880.
  7. ^ Шехтер, Э. (11 июля 2019 г.). «Терминов в биологии: трофосома».
  8. ^ а б c Dirks, U .; Gruber-Vodicka, H.R .; Leisch, N .; Bulgheresi, S .; Egger, B .; Ladurner, P. & Ott, J.A. (2012). «Поддержание бактериального симбиоза у бесполого размножающегося и регенерирующего плоского червя. Paracatenula galateia". PLOS ONE. 7 (4): e34709. Bibcode:2012PLoSO ... 734709D. Дои:10.1371 / journal.pone.0034709. ЧВК  3317999. PMID  22509347.
  9. ^ Джекле, Оливер (ноябрь 2018 г.). "Глава IV". Эволюция и физиология Paracatenula симбиоз (Докторская диссертация).
  10. ^ Яркий, М .; Булгереси, С. (2010). «Сложное путешествие: передача микробных симбионтов». Обзоры природы Микробиология. 8 (3): 218–230. Дои:10.1038 / nrmicro2262. ЧВК  2967712. PMID  20157340.
  11. ^ Racaniello, V., Schaechter, E .; Swanson, M .; Шмидт, М. (26 апреля 2019 г.). «Торговля межклеточными микробами». На этой неделе в микробиологии (Подкаст).CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  12. ^ «Глисты без кишечника полагаются на подачки внутренних микробов». Природа. 568 (7752): 278. 10 апреля 2019 г. Bibcode:2019Натура.568Р.278.. Дои:10.1038 / d41586-019-01147-0.