刺痛的水之谜被破解——“粘液手雷”

时间:2020-03-24 19:31 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

刺痛的水之谜被破解——“粘液手雷”

水母会蜇游泳者,用“粘液手榴弹”捕食

跨学科研究小组发现、描述了新型自由漂浮的水母刺状结构。

在世界各地温暖的沿海水域,游泳者经常能看到成群的水母在海底有节奏地搏动。除非有合适的防护服,否则最好避开仙后座或倒置的水母栖息的地方:太近可能会导致刺激性的刺痛,即使没有直接接触。

现在,研究人员已经仔细研究了“带刺的水”的成因。在这些看似平静的生物附近遇到:水母释放到水中的充满毒素的粘液。在2020年2月13日。由史密森尼国家自然历史博物馆、堪萨斯大学和美国海军研究实验室的科学家领导的研究小组在《自然通讯生物学》杂志上发表了他们在黏液中发现的微观结构的报告他们称这些细胞为cassiosomes。

“这一发现既是一个惊喜,也是人们期待已久的解决带刺的水之谜的方法,”东北大学博物馆副研究员兼副教授谢丽尔·埃姆斯说。“我们现在可以让游泳者知道,带刺的水是由倒置的水母造成的,尽管它们通常被认为是温和的刺。”水母通常生活在平静、有遮蔽的水域,如泻湖和红树林。

一个由科学家领导的研究小组在颠倒的水母分泌的粘液中发现了微小的刺状结构他们称这些细胞为cassiosomes。这些cassiosomes可以在不接触水母的情况下蜇刺游泳者和猎物。信贷:安娜荷兰木鞋

这项研究对cassiosomes进行了数年的多学科探索,源于艾姆斯、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的动物学家艾伦·柯林斯(Allen Collins)及其同事的好奇心,他们对自己在接近倒过来的水母时亲身体验到的不适感到好奇。当艾姆斯还是考林斯领导的无脊椎动物实验室的研究生时,它就开始了。当艾姆斯还是美国海军研究实验室的博士后研究员时,他把这个问题作为科学家、军方和娱乐人士的安全问题进一步研究时,它达到了顶峰。起初,艾姆斯说,她和她的同事甚至不确定水母是造成皮肤刺痛和瘙痒的原因,因为关于这种现象还有其他一些想法,包括切断的水母触须,“海虱”,海葵和其他带刺的海洋动物。但他们知道,当被搅动或进食时,博物馆水族箱里的倒置水母会释放出大量的粘液,他们想知道是否能在那里找到罪魁祸首。

刺痛的水之谜被破解——“粘液手雷”

当艾姆斯和史密森学会的实习生Kade Muffett和Mehr Kumar第一次把水母粘液样本放在显微镜下观察时,他们惊讶地发现,在粘稠的物质中,有一些凹凸不平的小球在旋转和循环。他们和堪萨斯大学的研究生、前博物馆和国家海洋和大气管理局研究员安娜·克鲁姆潘(Anna Klompen)一起,采用了几种更复杂的成像方法来仔细研究这些神秘的物质,最终形成了更清晰的图像。他们发现,这些坑坑洼洼的气泡实际上是中空的细胞球,很可能充满了与水母结构相同的胶状物质。大多数外层细胞是被称为线虫细胞的带刺细胞。其他细胞也存在,包括一些有纤毛的细胞飘动的,像头发一样的细丝推动着cassiosomes运动。令人困惑的是,在每个球体的果冻状的中心是一点赭色的共生藻类-和水母体内的是一样的。

研究小组对水母进行了另一项研究,他们发现在水母体内聚集成小勺状结构的cassiosomes。武器。当他们温和地刺激水母时,他们可以看到cassiosomes慢慢地脱离,稳定地离开附肢,直到成千上万的附肢与水母的黏液混合。他们还发现,cassiosomes是实验室饲养的盐水虾的有效杀手,研究小组制作的视频显示,实验室里的微小甲壳类动物很快就会死于有毒球体。博物馆和美国海军研究实验室进行的分子分析发现,cassiosomes内有三种不同的毒素。

虽然它在海洋中的确切作用还不清楚,但艾姆斯说,cassiosome-packed黏液可能是倒过来的水母的重要组成部分。喂养策略。而生活在倒过来的水母体内的光合藻类提供了大部分的动物;当光合作用减慢时,水母可能需要补充营养而有毒的黏液似乎会让丧失行为能力的动物离你很近。

“一般来说,人们对水母的毒液知之甚少,而这项研究让我们离探索水母如何以有趣而新奇的方式使用毒液又近了一步。”荷兰木鞋说。

柯林斯说,研究小组的发现尤其令人兴奋,因为人们发现水母已有200多年的历史,但到目前为止还没有人知道它们的存在。它们不是最毒的动物,但对人类健康有影响。他说。“我们知道水会变得吝啬,但没有人花时间弄清楚它是如何发生的。”研究小组已经在国家水族馆饲养的另外四种密切相关的水母物种中发现了cassiosomes,他们迫切地想知道它们是否会更广泛地分布。

“这项研究显示了利用多机构合作来解决一个困扰世界各地科学家和游泳运动员的问题的力量,”美国海军研究实验室副主任Gary Vora说。“最引人注目的是,考虑到得出这些结论所需要的工具的广度,这个团队有能力实验性地追踪数据带我们去的地方。”

参考文献:Cassiosomes是一种位于颠倒的水母Cassiopea xamachana粘液中的刺细胞结构。谢丽尔·l·艾姆斯,安娜·m·l·荷兰木鞋Krishna Badhiwala Kade Muffett,阿比盖尔j .撕破Mehr Kumar珍妮·d·詹森,珍娜·n . Schultzhaus劳伦·d·领域,梅根·e·Muroski尼克?Bezio雅各布·t·罗宾逊,达格玛h . Leary Paulyn卡特赖特,艾伦·g·柯林斯和加里?j . Vora 13 2020年2月,生物学通讯。

DOI: 10.1038 / s42003 - 020 - 0777 - 8

提供的资金和支持本研究是史密森学会,美国海军研究实验室,国防高级研究计划局,国家海洋和大气管理局,美国国家科学基金会、国家水族馆,国家研究理事会,堪萨斯大学和美国自然历史博物馆。

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