Тыншықтық анемона: Биологиялық ерекшеліктері мен симбиоздық байланыстары
Aggregating anemone
Anthopleura elegantissima – Тыныш мұхиты жағалауларында кездесетін теңіз анемонасы. Симбиоздық балдырлармен байланысы, құрылысы және экологиялық ролі туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Теңіз анемондарының түрлері
Species of sea anemone
Агрегациялық анемон (Anthopleura elegantissima), немесе клоналды анемон, Солтүстік Американың Тынық мұхиты жағалауындағы тасты, толқынмен жуылатын жағалауларда ең көп кездесетін теңіз анемонының түрі болып табылады. Бұл книдарий зооксантелла деп аталатын эндосимбиотикалық балдырларды қонақтандырады, олар суаралық аймақтағы біріншілік өнімділікке маңызды үлес қосады. Агрегациялық анемон – қоңыраулы балдырлармен симбиозды зерттеу үшін үлгі ретінде пайдаланылады.
The aggregating anemone (Anthopleura elegantissima), or clonal anemone, is the most abundant species of sea anemone found on rocky, tide swept shores along the Pacific coast of North America. This cnidarian hosts endosymbiotic algae called zooxanthellae that contribute substantially to primary productivity in the intertidal zone. The aggregating anemone has become a model organism for the study of temperate cnidarian algal symbioses.
Сипаттама
Агрегациялық анемондардың полиптері ауыз дискісінің шетінде үш немесе төрт қатарға орналасқан, шамамен 100 тікшемен, ауыз дискісі бойынша сегіз сантиметрге дейін жетеді. Көбінесе олар зәйтүннен ашық жасыл түске дейін (қатысты алғашқы симбионт түрлеріне байланысты) болып келеді, ал тікшелерінің ұштары қызғылт түсті. Фотосинтездік активті сәулеленудің (ФАС) жетіспейтін микроорталарда, мысалы, кеме тіректерінің астында немесе үңгірлерде тіршілік ететіндерде симбионттар болмайды және олар ақшыл сарыдан ақ түске дейін болады.
The polyps of the aggregating anemone reach up to eight cm across the oral disk with approximately 100 tentacles in three or four rows around the margins of the oral disk. Most are olive to bright green (depending on the species of algal symbionts present) with tentacles tipped in pink. Individuals that live in microhabitats that are deficient in photosynthetically active radiation (PAR), such as under docks or in caves, lack symbionts and are pale yellow to white in color.
Ауқым
Солтүстік Американың Тынық мұхитының жағалауы, Аляскадан (АҚШ) бастап Мексиканың Баха-Калифорниясына дейін. Көбінесе тыныш суларда кездеседі.
Pacific coast of North America from Alaska, United States to Baja California, Mexico. Most common in protected waters.
Өмірбаян
Бұл анемон түрі жыныстық және жыныстық емес жолмен көбейе алады. Ересек анемондар суға гаметаларын шығарады, олар бірігіп генетикалық жағынан ерекше жеке тұлғаларды құрайды, олар таяздағы тастарға қоныстанады. Бұл генетикалық ерекше жеке тұлға кейін екіге бөліну арқылы көбейе алады. Кейбіреулер мұны нағыз көбею емес, өсудің бір түрі деп санайды. Екіге бөліну көбінесе күзде азық-түліктің азаюынан туындайды және жазда жыныстық көбеюден кейін жүзеге асады. Уақыт өте келе, бір жеке тұлғадан генетикалық жағынан бірдей полиптердің үлкен колониясы пайда болады. Осылай өсуге қабілеттілігінің арқасында колонияның генетикалық бірлігі экологиялық уақыт өлшемі бойынша өлімсіз болуы мүмкін.
This species of anemone is capable of reproducing both sexually and asexually. As adults, aggregating anemones release gametes into the water that join to form genetically unique individuals that settle on intertidal rock. This genetically distinct individual can then proliferate through binary fission. Some argue that this is not true reproduction but actually a form of growth. Fission is often prompted in the autumn by a decrease in the abundance of food and follows sexual spawning in summer. Over time, a single individual can generate a large colony of genetically identical polyps. Because of its ability to grow in this manner, the genetic entity of a colony is potentially immortal on an ecological time scale.
Фотосинтездік симбиоз
Агрегациялық анемондар полиптерінің ұяларында, ауыздық дискісінде және бағанында эндосимбиотикалық, фотосинтездік балдырларды қонақтайды. Хлорофиттен басқа, симбиодинийдің екі түрі, S. muscatinei және S. californium анемонда мекендейді. Бұл балдырлар көбінесе зоосантеллалар (динофлагеллалар) және зоохлореллалар (хлорофиттер) деп аталады, және көптеген полиптер өз тіндерінде бірнеше түрлі балдырларды бір уақытта қонақтай алады. Әр балдырдың кездесу жиілігі анемонның өмір сүретін ортасының температурасы мен жарық режимімен анықталады. Зоохлореллалар, әдетте, зоосантеллаларға қарағанда жоғары ендіктерде және тереңірек жағалау аймақтарында кездеседі. Анемонда мекендейтін зоосантелланың екі түрінің ішінде, S. californium суық температураға төзбеушілігіне байланысты Оңтүстік Калифорниямен ғана шектеледі, ал S. muscatinei температура мен сәулелену деңгейінің кең диапазонына төзімді. Бұл организмдердің өзара пайдалы қарым-қатынасы әр серіктестің бейімделуін талап етеді. Балдыр симбионттары бейорганикалық көміртекті серіктестердің екеуі де пайдалана алатын көмірсуларға айналдырады және осы процесте жануар-қожайынға оттегін бөліп шығарады. Балдырларды қонақ ету үшін анемон, фотосинтез процесін қамтамасыз ету үшін жасуша ішіндегі фотосинтездік қонақтарына шоғырланған көмірқышқыл газын, сондай-ақ фотосинтездік белсенді сәулеленуді (PAR) ұсынуы керек. Бұл симбиоздық организмді эвфотикалық ортаға шектейді және жоғары деңгейдегі ультракүлгін сәулеленуге (УКЗ) тұрақты түрде тозуын қажет етеді. Потенциалды зиянды УКЗ-ден қорғау үшін балдырлар микоспоринге ұқсас амин қышқылдарын (МАА) береді, олар өздері мен қожайын үшін күннен қорғаныш ретінде әрекет етеді. Анемондар өз кезегінде, реактивті оттегінің тудыратын окислик стрестен қорғайтын супероксид дисмутазалар деп аталатын антиоксиданттарды өндіреді.
Aggregating anemones host endosymbiotic, photosynthetic algae in their tentacles, oral disk and column of the polyps. In addition to a chlorophyte, two species of dinoflagellate Symbiodinium, S. muscatinei and S. californium are known to inhabit the anemone. These algae are generally referred to as zooxanthellae (dinoflagellates) and zoochlorellae (chlorophytes) and many polyps concurrently host more than one type of alga within their tissues. The rate of occurrence of each alga is determined by temperature and light regimes of anemone habitats. Zoochlorellae are typically found at higher latitudes and in deeper intertidal habitats than zooxanthellae. Of the two species of zooxanthellae that inhabit the anemone, S. californium is restricted to southern California due to its intolerance of cold temperatures whereas S. muscatinei is tolerant of a broad range of temperature and irradiance levels. The mutualistic relationship of these organisms requires adaptations of each partner. The algal symbionts convert inorganic carbon into carbohydrates for use by each partner and release oxygen to the animal host in the process. To accommodate the algae, the anemone must provide concentrated carbon dioxide to their intracellular photosynthetic guests as well as photosynthetically active radiation (PAR) to fuel the photosynthetic process. This restricts the symbiotic organism to euphotic habitats and requires consistent exposure to high levels of ultraviolet radiation (UVR). To protect from potentially damaging UVR, the algae provide mycosporine like amino acids (MAAs) that act as sunscreen for themselves and the host. The anemones, in turn, produce antioxidants called superoxide dismutases to protect against reactive oxygen that causes oxidative stress.
Колониялар арасындағы агонизм
Агрегациялық анемон басқа генетикалық ерекшелігі бар жекелеген анемонға қарсы агрессивті мінез танытады. Бір текті полиптерден тұратын колония, егер басқа генетикалық колониямен кездессе, аумақтық шайқасқа түседі. Агрегациялық анемондарда басқа колониялардың өз кеңістігіне жақындауына кедерес келтіру үшін арнайы акроргаги деп аталатын сымдары болады. Полип, өзіне тең емес полипке физикалық жақын келгенде, акроргагиін созып, нематоциттер деп аталатын уландыратын жасушаларымен қарсы анемонға шабуыл жасайды. Шабуылдаушы анемонның акроргагиінен қалған эктодерма мен нематоциттердің "қабығы" қарсы жақ анемонының тіндерінің некрозына себеп болады. Жағалаудан алынып, зертханаға жеткізілген тастағы екі колонияны зерттеу нәтижесінде, көршілес колониялар арасындағы жағдайлар толқындарға байланысты екені анықталды. Су резервуарға құйылғанда, жауынгер полиптер акроргагиін кеңейтіп, дене ұзындығын үш есеге арттырып, колониялар арасындағы бос тасқа қарай созыла бастады. Кейде бір колониядан шыққан полип екі колония арасындағы кеңістікке өтіп, барлаушы рөлін атқарады, содан кейін екінші колонияның жауынгер полиптері оған шабуыл жасайды. Барлаушы полип жеткілікті уланса, өз колониясына оралғанда, оның теңдес полиптерінен де шабуыл көреді. Шабуылға ұшыраған барлаушының акроргагилік қабықпен колонияға оралуы, колонияның ішкі бөлігіне көршілес колониялардың болуын және олардың ерекшеліктерін жеткізуге мүмкіндік береді.
The aggregating anemone is agonistic toward other individuals with different genetic disposition. When one colony of genetically identical polyps encounters a different genetic colony, the two will wage territorial battles. Aggregating anemones have specialized tentacles called acrorhagi that are used solely to deter other colonies from encroaching on their space. When a polyp makes physical contact with a non clonemate, it extends the acrorhagi to attack the competing anemone with stinging cells called nematocytes. Acrorhagi of the attacking anemone leave behind a 'peel' of the ectoderm and nematocysts that causes tissue necrosis in the receiving animals. A study of two colonies on a boulder removed from the shore and brought into a laboratory revealed that hostilities between neighboring colonies follow the tides. As water rushed into the tank, warrior polyps inflated their acrorhagi, tripled their body length and began reaching into an empty swath of rock between the colonies. Occasionally, a polyp from one of the colonies would move into the spatial zone between the two colonies, acting as a scout, and would be attacked by the warrior polyps of the other clone. If the scout polyp received enough stings, it would be attacked by its clonemates upon return to its own colony. The return of an attacked scout to the clone with acrorhagial peel may serve to communicate the presence and identity of neighboring clones to the interior of the colony.
Жыртқыш жануарлар
Агрегациялық анемонның белгілі бірнеше жыртқыштарына Aeolidia papillosa түріндегі жалаңаш бұтақ, былғары жұлдыз және мохбас балықтары жатады.
The few known predators of the aggregating anemone include a species of nudibranch (Aeolidia papillosa), leather star, and mosshead sculpin.