Mistari nyeupe tofauti katika clownfish huunda kwa viwango tofauti kulingana na wenyeji wao wa anemone baharini, utafiti wa PNAS wagundua.
- Aina za Clownfish huendeleza tabia zao kupigwa nyeupe, au baa, wakati wa mchakato wa metamorphosis
- Watafiti sasa wamegundua kuwa paa hizo nyeupe huunda kwa kasi tofauti kulingana na anemone ya baharini ambayo clownfish anaishi.
- Homoni za tezi, ambazo ni muhimu kwa metamorphosis, kudhibiti kasi ya baa nyeupe kuunda
- Viwango vya homoni za tezi ni kubwa zaidi katika clownfish wanaoishi katika anemone kubwa ya carpet ikilinganishwa na clownfish wanaoishi katika anemone wa baharini wa ajabu.
- Clownfish wanaoishi katika anemone kubwa ya zulia pia huonyesha shughuli nyingi za duox, jeni inayohusika katika kutengeneza homoni za tezi.
Charismatic clownfish, samaki wa miamba ya matumbawe aliyefanywa maarufu na filamu Kupata Nemo, hutambulika papo hapo kwa milia yao meupe. Michirizi hii, ambayo wanasayansi huita baa, huonekana kama samaki wa clown hukomaa kutoka kwa mabuu hadi watu wazima katika mchakato unaoitwa metamorphosis, lakini jinsi mifumo hii tofauti inavyoundwa kwa muda mrefu imesalia kuwa siri.
Sasa, uchunguzi mpya umegundua kwamba kasi ya kutengeneza baa hizi nyeupe inategemea aina ya anemone ya baharini ambamo clownfish huishi. Wanasayansi pia waligundua kuwa homoni za tezi, ambazo huchukua jukumu muhimu katika metamorphosis, huongoza jinsi michirizi yao inavyoonekana haraka, kupitia mabadiliko katika shughuli ya jeni inayoitwa. duox.
"Metamorphosis ni mchakato muhimu kwa clownfish - inabadilisha mwonekano wao na pia mazingira wanayoishi, kwani mabuu ya clownfish huacha maisha katika bahari ya wazi na kukaa kwenye miamba," alisema mwandishi mkuu Profesa Vincent Laudet, anayeongoza Marine Eco- Kitengo cha Evo-Devo katika Chuo Kikuu cha Wahitimu wa Taasisi ya Sayansi na Teknolojia ya Okinawa (OIST). "Kuelewa jinsi mabadiliko ya mabadiliko kulingana na mwenyeji wa anemone ya baharini inaweza kutusaidia kujibu maswali sio tu kuhusu jinsi wanavyozoea mazingira haya tofauti, lakini pia jinsi wanaweza kuathiriwa na shinikizo zingine za mazingira, kama mabadiliko ya hali ya hewa."
Katika utafiti huo, uliochapishwa mnamo Mei 24, 2021 mnamo PNAS, timu ya watafiti kutoka Kituo cha Utafiti wa Visiwa na Uchunguzi wa Mazingira (CRIOBE) nchini Ufaransa walichunguza kwanza aina ya clownfish, amphiprion percula, akiwa Kimbe Bay, Papua New Guinea.
Aina ya clownfish, Amphiprion percula, hutegemea aidha anemone wa baharini mwenye hema ndefu, Heteractis magnifica (kushoto) au Stichodactyla gigantea (kulia) mwenye hema fupi (kulia) kama mwenyeji wake. Anemoni wa baharini, wakiwa na chembe chembe zenye sumu kwenye hema zao, hulinda samaki aina ya clown kutokana na wanyama wanaowinda kwenye miamba. Clownfish pia hulinda anemone ya baharini dhidi ya wanyama wanaowinda wanyama wengine na kutoa lishe na oksijeni kwa mwenyeji wao. Credit: Kina Hayashi
Clownfish huko anaweza kuishi katika anemone nzuri ya baharini, Heteractis manifica, au anemone kubwa ya zulia yenye sumu zaidi, Stichodactyla gigantea.
Wakati wa uchunguzi, timu ilifanya uchunguzi wa kuvutia; samaki wachanga wa clown ambao waliishi katika anemone kubwa ya zulia walipata baa zao nyeupe kwa haraka zaidi kuliko samaki wa clown wanaoishi katika anemone wa baharini maridadi.
Wakati wa metamorphosis, clownfish, Amphiprion percula, hugeuka rangi ya chungwa na kuendeleza paa tatu nyeupe mfululizo, kutoka kichwa hadi mkia. Kiwango cha kutengeneza baa hutegemea anemone wa baharini ambaye clownfish anaishi. Clownfish wanaoishi katika anemone wenye hema ndefu, Heteractis magnifica, (kushoto) wana mistari michache kuliko clownfish wa umri na ukubwa sawa wanaoishi katika kapeti fupi. -style anemone, Stichodactyla gigantea (kulia). Picha inaonyesha mwonekano wa kawaida wa clownfish wenye umri wa siku 150-200. Credit: Fiona Lee, Academia Sinica, Taiwan
"Tulipendezwa sana kuelewa sio tu kwa nini uundaji wa baa hutokea haraka au polepole kulingana na anemone ya baharini, lakini pia ni nini husababisha tofauti hizi," mwandishi wa kwanza Dk. Pauline Salis, mtafiti wa baada ya udaktari katika Observatoire Océanologique de Banyuls-sur- Mer, Sorbonne Université Paris, ambaye anasoma upangaji rangi katika samaki wa miamba ya matumbawe.
Katika maabara, timu ilifanya kazi na clownfish, amphiprion ocellaris, jamaa wa karibu wa amphiprion percula. Walizingatia homoni za tezi, ambazo zinajulikana kuchochea metamorphosis katika vyura.
Clownfish, Amphiprion ocellaris, ni mojawapo ya spishi chache adimu za samaki wa miamba ya matumbawe ambao wanaweza kukuzwa katika maabara. Prof. Laudet anatumia spishi hiyo kusoma homoni zinazohusika katika mikakati ya historia ya maisha, ikijumuisha mabadiliko. Credit: OIST
Watafiti walitibu clownfish ya larva na viwango tofauti vya homoni za tezi. Kadiri kiwango cha homoni za tezi kinavyoongezeka, ndivyo samaki aina ya clown alivyotengeneza baa nyeupe kwa haraka, timu hiyo iliripoti. Kinyume chake, watafiti walipomtibu clownfish na a madawa ya kulevya ambayo ilisimamisha homoni za tezi kuzalishwa, uundaji wa bar ulichelewa.
Paa nyeupe huunda kwa sababu ya seli za rangi, zinazoitwa iridophores, ambazo huonyesha kikundi kidogo cha jeni. Homoni za tezi ziliharakisha uundaji wa upau mweupe kwa kuwezesha jeni hizi za iridophore, timu ya utafiti iligundua.
Vibuu vya Clownfish vilivyotibiwa kwa homoni za tezi iliunda idadi kubwa zaidi ya bendi katika hatua ya awali ya ukuaji, ikilinganishwa na kudhibiti mabuu ambayo hayakutibiwa na homoni za tezi. Picha inaonyesha mabuu ya clownfish (juu) na mabuu siku tano baada ya kupewa kipimo cha homoni za tezi (chini). Credit: Pauline Salis, mwandishi wa kwanza
Kisha, wanasayansi walijaribu ikiwa uchunguzi huu ulikuwa wa kweli. Maabara ya CRIOBE iliporejea Kimbe Bay, ilisafirisha samaki wachanga wa clown kutoka kwa aina zote mbili za anemone wa baharini hadi kwa Dk. Salis nchini Ufaransa.
Viwango vya homoni za tezi zilikuwa juu zaidi katika clownfish kutoka anemone kubwa ya carpet kuliko clownfish kutoka anemone wa baharini mzuri, Dk. Salis alithibitisha.
Ili kupata ufahamu kuhusu kilichosababisha viwango hivi vya juu vya homoni za tezi, timu ilipima utendaji wa chembe nyingi za urithi katika jenomu ya clownfish.
"Mshangao mkubwa ulikuwa kwamba kati ya jeni hizi zote, ni jeni 36 tu zilizotofautiana kati ya clownfish kutoka kwa aina mbili za anemone za bahari," alisema Prof. Laudet. "Na moja ya jeni hizi 36, iitwayo duox, ilitupa wakati halisi wa eureka.”
Duox, ambayo hufanya protini mbili oxidase, ina jukumu muhimu katika malezi ya homoni za tezi, utafiti wa awali umeonyesha. The duox jeni ilionyesha viwango vya juu vya shughuli katika clownfish kutoka anemone kubwa ya zulia, ikilinganishwa na clownfish kutoka anemone wa baharini maridadi.
Majaribio zaidi kwa ushirikiano na Profesa David Parichy kutoka Chuo Kikuu cha Virginia, Marekani, yalithibitisha hilo duox ni muhimu kwa kuendeleza seli za rangi ya iridophore. Wakati duox jeni halijaamilishwa katika zebrafish ya mutant, maendeleo ya seli za rangi ya iridophore yamechelewa, utafiti uligundua.
Ikichukuliwa pamoja, data inaonyesha kuwa shughuli iliyoongezeka ya duox katika clownfish wanaoishi katika anemone kubwa ya zulia husababisha viwango vya juu vya homoni za tezi, na hivyo basi kasi ya uundaji wa upau mweupe huku seli za rangi ya iridophore hukua haraka.
Walakini, utafiti unaibua maswali zaidi kwa wanasayansi kujibu, pamoja na sababu ya kiikolojia ya tofauti hii katika kiwango cha malezi ya baa nyeupe.
Huenda ikawa ni kwa sababu anemone kubwa ya zulia ina sumu zaidi, huku viwango vya homoni za tezi vikiongezeka kama jibu la mfadhaiko, watafiti walikisia.
"Hapa OIST, tunaanza kuzama katika baadhi ya maelezo yanayowezekana," Prof. Laudet alisema. "Tunashuku kuwa mabadiliko haya katika uundaji wa baa nyeupe ni ncha tu ya mwamba wa barafu, na kwamba kuna tofauti nyingi zinazosaidia clownfish kuzoea viumbe viwili tofauti vya anemone baharini."
Rejea: "Homoni za tezi hudhibiti uundaji na plastiki ya mazingira ya baa nyeupe katika clownfishes" na Pauline Salis, Natacha Roux, Delai Huang, Anna Marcionetti, Pierick Mouginot, Mathieu Reynaud, Océane Salles, Nicolas Salamin, Benoit Pujol, David M. Parichy. Serge Planes na Vincent Laudet, 24 Mei 2021, Kesi ya Chuo cha Taifa cha Sayansi.
DOI: 10.1073 / pnas.2101634118
Ufadhili: Agence Nationale de la Recherche, Taasisi ya Kitaifa ya Sayansi
