Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Аннелид құрттар туысы.
Genus of annelid worms
Osedax – терең теңіздегі сибоглинид полихеттер туысы, көбінесе сүйек жегіш құрттар, зомби құрттар немесе сүйек жейтін құрттар деп аталады. Osedax латын тілінде "сүйек жегіш" деген мағынаны білдіреді. Бұл атау құрттардың кит өлексесінің сүйектеріне тесік ашып, ішіндегі липидтерге жетуіне сілтеме жасайды, олар осы липидтермен қоректенеді. Олар сүйектерді бұрғылау үшін арнайы тамыр тіндерін пайдаланады. Бір сүйекте бірнеше Osedax түрі кездесуі мүмкін. Денесі діңгек, овисак және тамыр деген бөліктерге бөлінеді. Олардың ұзындығы 2,5-7 см аралығында, бірақ түрлеріне қарай өзгереді (дәйектеме). Osedax-та жыныстық диморфизм байқалады, әйелдер еркектерден 20 000 есе ірі.
Osedax is a genus of deep sea siboglinid polychaetes, commonly called boneworms, zombie worms, or bone eating worms. Osedax is Latin for "bone eater". The name alludes to how the worms bore into the bones of whale carcasses to reach enclosed lipids, on which they rely for sustenance. They utilize specialized root tissues for bone boring. It is possible that multiple species of Osedax reside in the same bone. The body is divided into different regions: trunk, ovisac, and root. They range in length between 2.5 to 7 cm (1 to 3 inches), although this varies between species (cite). Sexual dimorphism is observed in Osedax with females >20,000 times larger than males.
Ас қорыту жүйесі
Osedax симбиоздық бактериялардың түрлеріне сүйенеді, олар кит ақуыздары мен липидтерін қорытуға көмектеседі және құрттар сіңіре алатын қоректік заттарды бөліп шығарады. Osedax-тың түрлі-түсті қауырсын тәрізді мүшелері бар, олар қабыршақ ретінде де қызмет етеді, сондай-ақ қоректік заттарды сіңіретін ерекше тамыр тәрізді құрылымдары да бар. Osedax қоректік заттарға қол жеткізу үшін сүйекке тесік ашу үшін қышқылды бөліп шығарады (тістерге тәуелді емес). Osedax тамырында көмірсулы ангидразаның жоғары концентрациясы табылған. Бұл секрецияланған қышқылдың анаэробты тыныс алу арқылы өндірілетін биоэрозияның жалпы механизміне дәлел болып табылады. Бұл процесс деминерализация механизмімен қатар жұмыс істейді, онда оттегі теңіз суынан тамырларға жеткізіледі және HCO3 теңіз суына бөлінеді. Эпидермис те сүйектің нашарлауына және қоректік заттарды сіңіруге маңызды рөл атқарады. Сүйектің нашарлау процесі эндосимбиоздық бактериялармен симбиоздық қарым-қатынас арқылы жүзеге асырылады. Osedax тамыр аймағының эпидермисіндегі жасушалар ас қорыту ферменттерін бөліп шығаруға жауапты. Эпидермис сонымен қатар кеңейтілген микровирус шекарасына ие, ол беттік ауданын арттырады. Osedax тамырлары құрттың денесін қорғауға көмектесетін шырыш қабықпен жабылған. Кейбір зерттеулер бұл қабықтың сүйекті ерітуде рөл атқаратынын көрсетеді. Бұл қабық зиянды қышқылды сіңіру арқылы Osedax терісіне зиян келтіруді азайтуда да маңызды рөл атқарады. Шырыш қабықтың тағы бір мүмкін функциясы – құрттың сүйек матрицасының ыдырауын тежеу. Бұл маңызды, өйткені сүйек матрицасы құрт сүйекпен тікелей жанасқанда оның орнын сақтауда маңызды рөл атқарады. Қимылсыз өмір салты: әйелдерге жабысып, олардан тамақ алу. Бұл құрт өте жемісті және үнемі көбейеді. Бұл мұхитта кит сүйектерінің сирек кездесуіне қарамастан, Osedax тұқымдасының неліктен соншалықты әртүрлі екенін түсіндіруге көмектеседі. Аталық Osedax – бұл әрбір әйелді қоршап тұрған желатин тәрізді түтікшелердің ішінде "харем" ретінде өмір сүретін микроскопиялық карликтер. Бір әйел түтікшесінде жүздеген аталықтар болады. 2002 жылы Монтерей шығанағындағы аквариум зерттеу институтының ғалымдары оны ашқаннан кейін, 2004 жылы бұл тұқым туралы Science журналында хабарланды.
Osedax rely on symbiotic species of bacteria that aid in the digestion of whale proteins and lipids and release nutrients that the worms can absorb. Osedax have colorful feathery plumes that also act as gills and unusual root like structures that absorb nutrients. The Osedax secrete acid (rather than rely on teeth) to bore into bone to access the nutrients. High concentrations of carbonic anhydrase are found in the roots of Osedax. This serves as evidence of a common bioerosion mechanism in which secreted acid is produced by anaerobic respiration. This process works with a demineralization mechanism in which oxygen is carried from seawater to the roots and HCO3 is secreted into the seawater. The epidermis also plays key roles in bone deterioration and nutrient uptake. This process of bone deterioration occurs through a symbiotic relationship with an endosymbiotic bacteria. The cells in the epidermis of the Osedax root region are responsible for the secretion of digestive enzymes. The epidermis also has an expanded microvillus border which increases the surface area. Osedax roots are covered by a mucus sheath that helps protect the worm's trunk. Some studies support the theory that this sheath plays a role in dissolving the bone. This sheath could also play an important role in reducing the damage to Osedax skin by absorbing harmful acid. Another potential function of the mucus sheath is that it could inhibit the breakdown of the worm's bone matrix. This is significant because the bone matrix is integral in maintaining the worm's position while in direct contact with a bone. Sessile lifestyle: attach to and rely on females for food, In the adult, the bacteria are localised in the root like structures that grow into the whale bone. This worm appears to be highly fecund and reproduces continuously. This may help explain why Osedax is such a diverse genus, despite the rarity of whale falls in the ocean. Male Osedax are microscopic dwarfs that live as "harems" inside the lumen of the gelatinous tube that surrounds each female. An individual female can house hundreds of these males in her tube. Following its discovery in 2002 by researchers at the Monterey Bay Aquarium Research Institute, the genus was announced in Science in 2004.
Жынысты анықтау
Аннелидтердің жынысы көбінесе генетикалық факторлармен анықталады, бірақ Osedax үшін қоршаған ортаның жынысты анықтау модельдері ұсынылған, онда сүйектерге қоныстанған дернәсілдер әйелдерге жетіледі, ал ересек Osedax-қа қоныстанған дернәсілдер толық дамып, еркектерге айналмайды. Атап айтқанда, O. japonicus қоршаған ортаның жынысты анықтауын көрсетеді.
Annelid sex is typically determined by genetic factors, however models of environmental sex determination have been proposed for Osedax, in which larvae that settle on bones mature into females, while larvae that settle on female Osedax do not fully develop and mature into males. O. japonicus in particular has showcased an environmental form of sex determination.
Өмір циклы
Ересекті аналық Osedax құрттары жұмыртқаларын өз түтікшелеріне бекітілген шырышқа салады, онда ұрықтар 3 күн дамиды. Содан кейін дернәсілдер су қабатында жүзе бастайды. Бұл трихофор сатысы деп аталады. Дернәсілдер кит сүйектеріне қоныстанып, қозғала бастайды. Трихофор сатысында еркек Osedax құрттары аналықтардың түтікшелеріне орналасып, аналық түтіктің ішінде немесе сыртында болатын карлық еркектерге айналады. Сүйекке қоныстанғаннан кейін 1 күн өткен соң дернәсілдер екі жұп қылтанды қолданып, субстратқа жабысады. Жастар құрттар шырыш секрециялай бастайды және простамиумның дорсальды жағында екі қарындық пальпа дамиды. 2 күннен кейін пальпалар ұзарады және жүрек соғуы басталады. Сүйектерге жабысқан тамырлар қорытылуға кіріседі. Қоныстанғаннан кейін 4 күн өткен соң, тамырдың ішінде симбиозды бактериялар табылады, сонымен қатар дене және қарындық пальпалар ұзарады. 7 күннен кейін қарындық пальпалардан қанаттар (пinnules) өсе бастайды. Қоныстанғаннан кейін 10 күн өткен соң жас құрттардың 4 пальпасы, қанаттары, жұмыртқа жолы және анық тамыр жүйесі болады.
Mature female Osedax worms spawn eggs into the mucus attached to their tubes, where the embryos develop for 3 days. Larvae then begin to swim in the water column. This is called the trochophore stage. The larvae settle on whale bones and begin crawling. During the trocophore stage, male Osedax settle on the tubes of the females, where they are metamorphosed into dwarf males, which can be inside or outside the female tube. 1 day after settling on bones, larvae use two pairs of chaetae to attach to the substrate. Juvenile worms begin to secrete mucus and develop two ventral palps on the dorsal side of the prostomium. 2 days after settling, the palps elongate and the heart starts to beat. The roots attach to the bones begin to digest. 4 days after settling, the trunk and ventral palps elongate, where symbiotic bacteria are detected in the root. 7 days after settlement, pinnules extend from the ventral palps. 10 days post settlement, the juvenile worms have 4 palps with pinnules, an oviduct, and a distinct root system.
Симбиоз
Симбионттар – Оседакс үшін негізгі қоректік заттардың көзі. Дегенмен, бұл симбионттарда гендер, секреция жүйелері және Osedax мембранасын бұзатын, ересек Osedax-тың тамыр ұштары арқылы қайталап жұқтыруға мүмкіндік беретін токсиндер де бар. Оседакс тамырларындағы симбиоздың комменсалдық немесе өзара пайдалы екендігі туралы ғылыми әдебиетте пікірталас жалғасуда. Коллаген матрицалық металлопротеиназалар (ММП) деп аталатын эндопептидазалар тобы арқылы ыдырайды, бұл Osedax-тың қоректік заттарды сіңіруіне көмектеседі. Osedax құртының геномдық тізбесін зерттеу оның эндосимбионттарына қатысты эволюциялық тәуелділігін көрсетті.
Symbionts are the primary providers of nutrition for Osedax. However, these symbionts also possess genes, secretion systems, and toxins that disrupt the Osedax membrane and facilitate recurrent infections of adult Osedax through the root tips. There is ongoing debate in the literature over whether the symbiosis in Osedax roots is commensal or mutualistic. Collagen is degraded using a family of endopeptidases called matrix metalloproteinases (MMPs), which facilitates nutrient absorption by the Osedax. Sequencing of the Osedax worm genome has suggested an evolved dependency on its endosymbionts.
Эндосимбионттар
Океаноспириллалар симбионттары арнайы тамырларда кездеседі. Оседакс кит сүйектеріне маманданған деп санайды, ал басқалары оны көбірек бейімделген түр деп есептейді. Бұл дау биогеографиялық парадоксқа байланысты: кит сүйектерінің сирек кездесуіне және олардың уақытша болуына қарамастан, Оседакс кең биогеографиялық ареалға ие және күртүрліге толы. Бұл парадоксқа түсіндіру үшін бірнеше гипотезалар ұсынылды, олардың бірі – Оседакс кит сүйектерінен өзге де омыртқалы жануарлардың қалдықтарын мекендеуге қабілетті. Бұл гипотеза теңіз түбінен асып тұрған сиыр сүйектерімен жасалған тәжірибеде қолдау тапты. Оседакс түрлерінің әртүрлісі бұл сүйектерді сәтті мекендеді. Сонымен қатар, Оседакс жер бетіндегі сүтқоректілердің сүйектерін, кеме қалдықтарымен араластырылып, мекендегені байқалды. Басқа ғалымдар бұл гипотезаға қарсы шығып, сиыр сүйегінен жасалған тәжірибе табиғи ортаға ұқсамайтынын, сондай-ақ құрлықтағы сүтқоректілердің сүйектерінің теңіз түбіне көп мөлшерде жетіп үлкен ықтималдығы төмен екенін атап өтті. Олар басқа тамақ қалдықтарының мысалдарына да тоқталды, онда қалдықтар Оседакс мекендеуге үлкермес бұрын жоғалып кетті, ал ұқсас жағдайларда мекендеу байқалмады. Теңіз омыртқалыларының қалдықтарын ыдыратудағы Оседакс-тың нақты рөлі теңіз омыртқалыларының тафономиясы үшін маңызды. Ежелгі теңіз құстары мен плезиозаврлардың сүйектерінде Оседакс түрлері жасағанға ұқсас ойыстар табылды, бұл тұқымның бір кезде тамақ спектрі кең болғанын көрсетеді. Оседакс-тың ойыс жасау морфологиялық әртүрлілігін зерттеуде, сүйектегі ойыстардың айырмашылығы жоғары деңгейде өзгеретіні анықталды; бір түрде ойыс морфологиясы белгілі бір сүйекте ғана тұрақты болады, бірақ әртүрлі сүйектерде тұрақты болмайды. Сондай-ақ, Оседакс түрлерінің бірнешесі бір сүйекте және толық емес кеңістіктік нишалық бөлінуде бірге өмір сүре алатыны айтылды. Оседакс және олардың жасаған ойыстары Стефоникс амфиподтары, Параломис шабақтары және Рубиспира гастроподтары сияқты басқа түрлерді қабылдайды. Оседакс құрттары сүйек пен липид қабаттарын ыдыратқанда, фауна осы сүйек матрицаларын пайдаланып, мекендейді. Жалпы алғанда, Оседакс жасаған ойыстар биоәртүрлілікті арттырады, сондықтан құрттарды экожүйе инженерлері деп санау керек. Оседакс тудырған бұзылудың кері жағы – эрозия процесін жылдамдату, осылайша жаңа фаунаға олардың жаңа мекендерін тек уақытша пайдалануға мүмкіндік беру.
The Oceanospirillales symbionts are found in the specialized roots think that Osedax is a specialist on whalebones while others think that it is more of a generalist. This controversy is due to a biogeographic paradox: despite the rarity and ephemeral nature of whale falls, Osedax has a broad biogeographic range and is surprisingly diverse. One hypothesis advanced to explain this paradox is that Osedax are able to colonize a variety of vertebrate remains besides whalebones. This hypothesis is supported by an experiment involving cow bones suspended above the sea floor. A variety of Osedax species successfully colonized these bones. Osedax have also been observed colonizing terrestrial mammal bones mixed in with galley waste from a surface vessel. Other scientists have countered this hypothesis by pointing out how the cow bone experiment does not match any natural habitat and also the low probability of terrestrial mammal bones arriving at the ocean floor in significant quantities. They also point out other cases of food falls in which the remains disappeared too swiftly for Osedax colonization and the lack of any observed colonization in similar cases. The true role of Osedax in the degradation of marine vertebrate remains is important to marine vertebrate taphonomy. Burrows closely similar to those made by Osedax species have been found in the bones of ancient marine birds and plesiosaurs, suggesting that the genus may once have had a wider range of foods. In a study of the boring morphological diversity of Osedax, it was shown that the species difference of bone boring is highly variable; within the same species, the boring morphology is only consistent in a particular bone, but not consistent in different bones. It was also suggested that multiple species of Osedax can co exist in the same bone and in an incomplete spatial niche differentiation. The function of Osedax and their borings welcome other species such as Stephonyx amphipods, Paralomis crabs, and Rubyspira gastropods. As Osedax worms break down bone and lipid layers, fauna take advantage and colonize these bone matrices. Overall, the borings made by Osedax have shown to enhance biodiversity and the worms should, therefore, be considered ecosystem engineers. The downside of the deterioration caused by Osedax is that it speeds up the process of erosion, therefore only allowing this new fauna their new habitats for a temporary period.