Strongylocentrotus purpuratus -Strongylocentrotus purpuratus
| Strongylocentrotus purpuratus | |
|---|---|
|
|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | |
| Gromada: | |
| Klasa: | |
| Zamówienie: | |
| Rodzina: | |
| Rodzaj: | |
| Gatunek: |
S. purpuratus
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Strongylocentrotus purpuratus (Stimpson, 1857)
|
|
|
|
Strongylocentrotus purpuratus , jeżowiec morski , żyje na wschodnim krańcu Oceanu Spokojnego, od Ensenady w Meksyku do Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie . Tengatunek jeżowca ma kolor ciemnofioletowy i żyje w niższych zbiorowiskach międzypływowych i przybrzeżnych. Jej jaja są pomarańczowe, gdy są wydzielane w wodzie. Styczeń, luty i marzec funkcjonują jako typowe aktywne miesiące rozrodcze dla gatunku. Dojrzałość płciowa osiąga około dwóch lat.
Zwykle osiąga średnicę około 10 cm (4 cale) i może żyć nawet 70 lat.
Rola w badaniach biomedycznych
Podczas gdy rozwój embrionalny nadal stanowi główną część wykorzystania jeżowca morskiego, coraz częstsze stają się badania nad miejscem jeżowca jako ewolucyjnego cudu. Ortolodzy chorób ludzkich skłonili naukowców do zbadania potencjalnych zastosowań terapeutycznych sekwencji znalezionych w Strongylocentrotus purpuratus . Na przykład w 2012 roku naukowcy z University of St Andrews rozpoczęli badanie regionu wirusa „2A” w genomie S. purpuratus, który może być przydatny w przypadku choroby Alzheimera i badań nad rakiem. W badaniu zidentyfikowano sekwencję, która może przywrócić komórkom stan podobny do komórek macierzystych, umożliwiając lepsze opcje leczenia. Gatunek był również kandydatem w badaniach długowieczności, szczególnie ze względu na jego zdolność do regeneracji uszkodzonej lub starzejącej się tkanki. Inne badanie porównujące „młodych” ze „starymi” sugeruje, że nawet u gatunków o różnej długości życia „potencjał regeneracyjny” został utrzymany u starszych okazów, ponieważ nie miały one znaczących wad w porównaniu z młodszymi.
Genom
Genom purpurowego jeżowca został całkowicie zsekwencjonowany i opatrzony adnotacjami w 2006 roku przez zespoły naukowców z ponad 70 instytucji, w tym Kerckhoff Marine Laboratory w California Institute of Technology oraz Human Genome Sequencing Center w Baylor College of Medicine . Nowa ulepszona wersja purpurowego jeżowca, Strongylocentrotus purpuratus v5.0, jest już dostępna w Echinobase . S. purpuratus jest jednym z kilku biomedycznych organizmów modelowych w biologii komórkowej i rozwojowej. Jeżowiec jest pierwszym zwierzęciem z sekwencjonowanym genomem, który (1) jest wolno żyjącym, poruszającym się bezkręgowcem morskim ; (2) ma dwustronnie zorganizowany zarodek, ale w kształcie promieniowym dorosłego ciała; (3) ma endoszkielet i system wodny, który występuje tylko u szkarłupni ; i (4) ma nieadaptacyjny układ odpornościowy, który jest wyjątkowy ze względu na ogromną złożoność repertuaru receptorów.
Szacuje się, że genom jeżowca morskiego koduje około 23 500 genów. S. purpuratus ma 353 kinaz białkowych, zawierających elementy z 97% ludzkich podrodzin kinazy. Wiele z tych genów uważano wcześniej za innowacje kręgowców lub były one znane tylko z grup poza deuterostomiami . Zespół sekwencjonujący gatunek doszedł do wniosku, że niektóre geny nie są specyficzne dla kręgowców, jak sądzono wcześniej, podczas gdy inne geny wciąż znaleziono u jeżowca, ale nie strunowca.
Genom jest w dużej mierze nieredundantny, co czyni go bardzo porównywalnym do kręgowców, ale bez złożoności. Na przykład odkryto od 200 do 700 genów chemosensorycznych pozbawionych intronów , co jest cechą typową dla kręgowców. Tak więc genom jeżowca morskiego umożliwia porównanie z naszym własnym i innymi deuterostomiami , większą grupą, do której należą zarówno szkarłupnie, jak i ludzie. Jeżowce są również najbliższymi żyjącymi krewniakami strunowców. Stosując najściślejszą miarę, jeżowiec morski i człowiek mają wspólne 7700 genów. Wiele z tych genów jest zaangażowanych w wyczuwanie środowiska, co jest zaskakujące dla zwierzęcia pozbawionego struktury głowy.
Jeż morski ma również chemiczny „obronny”, który reaguje, gdy wyczuwany jest stres, w celu wyeliminowania potencjalnie toksycznych chemikaliów. Układ odpornościowy S. purpuratuses zawiera wrodzone receptory patogenów, takie jak receptory Toll-podobne i geny, które kodują LRR . Zidentyfikowano geny biomineralizacji , które nie były odpowiednikami typowych SCCP ludzkich kręgowców i kodują białka transbłonowe , takie jak P16 . Istnieje wiele ortologów dla genów związanych z chorobami człowieka, takich jak Reelin (z zespołu lissencephaly Normana-Robertsa ) i wiele białek cytoszkieletu sieci zespołu Ushera, takich jak usherin i VLGR1 .
Rosnące stężenie dwutlenku węgla wpływa na epigenom , ekspresję genów i fenotyp jeżowca purpurowego. Stężenie dwutlenku węgla zmniejsza również wielkość larw, co wskazuje, że może to mieć negatywny wpływ na kondycję larw.
Ekologia i ekonomia
Fioletowy jeżowca, wraz z wydr morskich i uchowców , jest wybitnym członkiem las wodorostów społeczności. Jeżowce były używane do jedzenia przez rdzennych mieszkańców Kalifornii , którzy jedli żółtą masę jajeczną na surowo. Purpurowy jeżowiec odgrywa również kluczową rolę w zanikaniu lasów wodorostów, co ma obecnie miejsce z powodu zmiany klimatu.
W Kalifornii szczyt sezonu wzrostu gonad (a zatem szczyt jadalności) przypada na wrzesień-październik. Na początku sezonu gonady wciąż rosną, a plony będą mniejsze. Od listopada rozwijają się gonady, jednak stres związany ze zbiorem może wywołać tarło, obniżając jakość.
Zobacz też
- Arbacia punctulata , jeżowiec morski purpurowy Atlantyku