小丑鱼幼虫不可思议的旅程迷你运动员最高表现
海鱼幼虫就像运动员,要想生存就必须表现出色。它们旅程的成功以及从幼虫到成虫的转变(这一过程被称为变态)对于鱼类的可持续性至关重要。
想象一下,您是一条微小的透明鱼幼虫,尺寸约为 2 毫米。孵化后,您会发现自己迷失在巨大的蓝色环境中 - 海洋,您的旅程开始的地方。在几天或几周的时间里,你将不得不不断地在未知的环境中游泳,寻找食物来补充能量,躲避捕食者,发展你的感觉系统来定位自己,并实现你的主要目标 - 找到一个家,一个靠近海岸的好栖息地。你将能够解决这个问题。
当你完成这一切的同时,作为变态的一部分,你还将面临成长和巨大的身体变化,使你成为一个准备好面对新的沿海环境的微型成年人。
这些幼虫如何应对旅途中身体发生的不同变化?一个国际科学家小组研究了甲状腺激素在协调著名海洋物种小丑鱼 Amphiprion ocellaris变态过程中的作用。
他们发现,在小丑鱼的变态过程中,细胞代谢过程(帮助将食物转化为能量的过程)与甲状腺激素之间存在强烈的相互作用。当小丑鱼从公海到珊瑚礁寻找家园时,这些在圈养和野外都发生的相互作用使甲状腺激素能够协调能量需求与可用环境资源的变化。
题为“甲状腺激素对小丑鱼变态的多级调控”的文章发表在《 Cell Reports》杂志上。OIST 科学家 Natacha Roux 博士、Vincent Laudet 教授、Saori Miura 博士、Yuki Tara 先生、Mathieu Reynaud 先生和 Agneesh Barua 博士与来自法国、和大学的研究人员合作撰写了这篇文章。
此外,研究人员发现,甲状腺激素不仅参与触发变态过程本身,而且在协调变态过程中发生的各种器官和过程的转变方面也发挥着重要作用。这些过程包括色觉、消化、骨化(由成骨细胞产生新骨材料的过程)、色素沉着、幼虫的新陈代谢,以及从食物中产生能量的能力,随着时间的推移,它们消耗的食物也会发生变化。
“这就像一个开关; OIST计算神经行为学部门的研究员、该文章的主要作者 Natacha Roux 博士解释说:“我们可以打开特定基因并关闭它们。” “我们的想法是关闭已知调节新陈代谢的特定基因,看看它是否会影响变态。我们还加速了一些小丑鱼的变态,以检查外观的变化。”
“我们在装有小丑鱼幼虫的玻璃容器中的水中添加了小分子,以加速它们的变态并调节它们的新陈代谢。鱼在呼吸时吸入它,它与细胞中称为受体的特定蛋白质结合,并改变某些东西,”OIST 海洋生态学和进化发育生物学 部门负责人 Vincent Laudet 教授说。“我们想知道如果你改变新陈代谢,你是否会改变变态,或者两者是完全分开的吗?事实上,它们根本不是分开的,这意味着变态的时间对于幼虫的生存至关重要。”
重要的是,海鱼幼虫在公海的旅程和变态过程非常需要能量。因此,变态发生在生态和生理上的正确时刻至关重要。只有幼鱼成功面对所有这些挑战并在到达新的沿海种群之前正确变态,鱼类种群才能更新。
这项研究不仅适用于海洋鱼类,也适用于其他动物,因为变态是甲状腺激素调节的常见过程。事实上,当人类婴儿出生时,医生会立即测量甲状腺激素,因为这些激素对人类早期发育至关重要,类似于它们影响小丑鱼发育的方式。
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