Перайсці да зместу

Клептапластыя

З Вікіпедыі, свабоднай энцыклапедыі
Электронная мікрофатаграфія цэлі стрававальнага канальчыка марскога смаўжа Elysia clarki, запоўненая паглынутымі хларапластамі з зялёных водарасцяў. C — хларапласты, N — ядро .
Маштабная лінейка — 3 мкм.

Клептапластыя або клептапластыдыя — гэта працэс у сімбіятычных адносінах, пры якім пластыды, асабліва хларапласты водарасцей, накопліваюцца ў тканках гаспадара, што харчуецца імі. Водарасці звычайна з’ядаюцца і часткова пераварваюцца, пакідаючы пластыду некранутай. Пластыды захоўваюцца ўнутры гаспадара, часова працягваючы фотасінтэз і прыносячы карысць гаспадару. Тэрмін быў уведзены ў 1990 годзе для апісання сімбіёзу хларапластаў.[1][2]

Этымалогія

[правіць | правіць зыходнік]

Слова клептапластыя паходзіць ад старажытнагрэцкага κλέπτης (kléptēs), што азначае «злодзей» і πλαστός (plastós), што першапачаткова азначала «сфарміраваны» або «адліты», і ў наш час выкарыстоўваецца ў біялогіі для азначэння пластыды.[3]

Узнікненне

[правіць | правіць зыходнік]

Клептапластыя ўзнікла ў розных незалежных кладах эўкарыёт, а менавіта ў аднаклетачных пратыстаў супергрупы SAR і тыпу Euglenozoa, а таксама ў некаторых марскіх беспазваночных жывёл.

Eukaryota
SAR supergroup
Rhizaria

Foraminifera


Alveolata

Dinoflagellata



Ciliata




Discoba
Euglenozoa  

Rapazida



Animalia

Spiralia  
Platyhelminthes

Rhabdocoela


Gastropoda

Sacoglossa



Nudibranchia







У пратыстаў

[правіць | правіць зыходнік]

Фарамініферы

[правіць | правіць зыходнік]

Некаторыя віды фарамініфер родаў Bulimina, Elphidium, Haynesina, Nonion, Nonionella, Nonionellina, Reophax і Stainforthia прысвойваюць хларапласты дыятомавых водарасцяў.[4]

Дынафлагеляты

[правіць | правіць зыходнік]

Стабільнасць забраных хларапластаў (клептапластыд) значна адрозніваецца сярод розных відаў з клептапластыяй. У дынафлагелят Gymnodinium spp. і Pfisteria piscicida, клептапластыды фотасінтэтычна актыўныя толькі некалькі дзён, у той час як клептапластыды Dinophysis spp. могуць захоўваць здольначць да фотасінтэзу на працягу 2 месяцаў.[3] У іншых дынафлагелят клептапластыя разглядаецца як механізм, што забяспечвае функцыянальную гнуткасць, або, магчыма, раннюю эвалюцыйную стадыю пастаяннага набыцця хларапластаў.[5]

Інфузорыі

[правіць | правіць зыходнік]
Mesodinium rubrum

Mesodinium rubrum — інфузорыя, якая накоплівае хларапласты крыптаманады Geminigera cryophila.[6] M. rubrum удзельнічае ў дадатковым эндасімбіёзе, перадаючы свае клептапластыды сваім драпежнікам, дынафлагелятнаму планктону, што належыць да роду Dinophysis.[7]

Карыяклептыя — роднасны працэс, пры якім ядро цэлі-ахвяры таксама захоўваецца гаспадаром. Упершыню гэта было апісана ў 2007 годзе ў M. rubrum.[8]

Эўгленазоі

[правіць | правіць зыходнік]

Першы і адзіны выпадак клептапластыі ў Euglenozoa належыць віду Rapaza viridis, самай першай лініі Euglenophyceae, што дывергіравала. Гэты мікраарганізм патрабуе пастаяннага паступлення штаму мікраводарасцей Tetraselmis, якія ён праглынае дзеля здабычы хларапластаў. Затым клептапластыды паступова трансфармуюцца ў тыя, што нагадваюць пастаянныя хларапласты астатніх Euglenophyceae. Клеткі Rapaza viridis могуць выжываць з гэтымі клептапластыдамі да 35 дзён.[9]

Клептапластыя лічыцца спосабам харчавання агульнага продка эўгленафіцэй (Euglenophyceae). Існуе гіпотэза, што клептапластыя спрыяла падзеям гарызантальнага пераносу генаў, якія ў канчатковым выніку дазволілі стварыць пастаянныя хларапласты ў астатніх Euglenophyceae.[9]

Жывёлы

[правіць | правіць зыходнік]

Rhabdocoel

[правіць | правіць зыходнік]

Два віды марскіх плоскіх чарвякоў Rhabdocoel, Baicalellia solaris і Pogaina paranygulgus, выкарыстоўваюць клептапластыю. Раней групу класіфікавалі як арганізмаў з водарасцевымі эндасімбіёнтамі, хоць ужо і было выяўлена, што гэтыя эндасімбіёнты не маюць ядраў.[10]

Падчас спажывання дыятомавых водарасцей, B. solaris і P. paranygulus, у працэсе, які яшчэ не выяўлены, здабываюць пластыды са сваёй здабычы, уключаючы ў сваё цела субэпідэрмальна, адначасова аддзяляючы і пераварваючы панцыр і рэшткі дыятамей. У B. solaris клептапластыды працягваюць дэманстраваць функцыянальны фотасінтэз на працягу кароткага перыяду, прыкладна 7 дзён. Паколькі дзве групы не з’яўляюцца сястрынскімі таксонамі, і гэтая рыса не з’яўляецца агульнай для больш цесна звязаных груп, ёсць доказы таго, што клептапластыя развівалася незалежна ў межах двух таксонаў.[11]

Марскія смаўжы (бруханогія)

[правіць | правіць зыходнік]
Sacoglossa
[правіць | правіць зыходнік]
Costasiella kuroshimae, мяшкаязычны марскі смоўж, які выкарыстоўвае клептапластыю для стварэння складаных узораў на сваім целе

Марскія смаўжы групы мяшкаязычныя (Sacoglossa) практыкуюць клептапластыю.[12] Некалькі відаў марскіх смаўжоў Sacoglossa захопліваюць непашкоджаныя, функцыянальныя хларапласты з водарасцевых крыніц харчавання, утрымліваючы іх у спецыялізаваных цэлях, якія высцілаюць стрававальныя дывертыкулы малюскаў. Самая доўгая вядомая клептапластычная асацыяцыя, якая можа доўжыцца да дзесяці месяцаў, знойдзена ў Elysia chlorotica[1], якая набывае хларапласты, з’ядаючы водарасць Vaucheria litorea, захоўваючы хларапласты ў цэлях, якія высцілаюць яе кішачнік.[13] Маладыя марскія смаўжы ўсталёўваюць клептапластычны эндасімбіёз, сілкуючыся водарасцевымі цэлямі, высмоктваючы іх змесціва і адкідваючы ўсё, акрамя хларапластаў. Хларапласты фагацытуюцца стрававальнымі цэлямі, запаўняючы шырока разгалінаваныя стрававальныя канальчыкі, забяспечваючы гаспадара прадуктамі фотасінтэзу.[14] Аднак яшчэ не высветлена, ці выкрадзеныя пластыды актыўна вылучаюць прадукты фотасінтэзу, ці смаўжы ўскосна атрымліваюць выгаду ад павольна дэградуючых клептапластыд.[15]

З-за гэтай незвычайнай здольнасці мяшкаязычных часам называюць «марскімі смаўжамі, якія працуюць на сонечнай энергіі», хаця рэальная карысць фотасінтэзу для выжывання некаторых прааналізаваных відаў здаецца ў лепшым выпадку нязначнай.[16] Фактычна, некаторыя віды могуць нават загінуць у прысутнасці клептапластыд, якія фіксуюць вуглякіслы газ, у выніку павышанага ўзроўню актыўных формаў кіслароду.[17]

Было паказана, што змены тэмпературы негатыўна ўплываюць на клептапластычныя здольнасці прадстаўнікоў Sacoglossa. Паказчыкі фотасінтэтычнай эфектыўнасці, а таксама колькасць клептапластыд падаюць пры паніжэнні тэмпературы. Аднак заканамернасці і хуткасць гэтых змяненняў адрозніваюцца ў розных відаў марскіх смаўжоў.[18]

Nudibranchia
[правіць | правіць зыходнік]

Некаторыя віды з іншай групы марскіх смаўжоў, галажаберных малюскаў (Nudibranchia) такія як Pteraeolidia ianthina, затрымліваюць цэлыя жывыя сімбіятычныя зааксантэлы ў сваіх стрававальных дывертыкулах і, такім чынам, таксама «харчуюцца сонечнай энергіяй».[19]

Гл. таксама

[правіць | правіць зыходнік]

Крыніцы

[правіць | правіць зыходнік]
  1. ↑ а б S. K. Pierce; S. E. Massey; J. J. Hanten; N. E. Curtis (June 1, 2003). "Horizontal Transfer of Functional Nuclear Genes Between Multicellular Organisms". Biol. Bull. 204 (3): 237–240. doi:10.2307/1543594. JSTOR 1543594. PMID 12807700. S2CID 9671982. Праверана 2008-11-24.
  2. ↑ Clark, K. B.; Jensen, K. R.; Strits, H. M. (1990). "Survey for Functional Kleptoplasty Among West Atlantic Ascoglossa (=Sacoglossa) (Mollusca: Opisthobranchia)". The Veliger. 33: 339–345. S2CID 87182226.
  3. ↑ а б Minnhagen, Susanna; Carvalho, Wanderson F.; Salomon, Paulo S.; Janson, Sven (2008). "Chloroplast DNA content inDinophysis(Dinophyceae) from different cell cycle stages is consistent with kleptoplasty". Environmental Microbiology. 10 (9). Wiley: 2411–2417. Bibcode:2008EnvMi..10.2411M. doi:10.1111/j.1462-2920.2008.01666.x. PMID 18518896.
  4. ↑ Bernhard, Joan M.; Bowser, Samuel S. (1999). "Benthic foraminifera of dysoxic sediments: chloroplast sequestration and functional morphology". Earth-Science Reviews. 46 (1–4): 149–165. Bibcode:1999ESRv...46..149B. doi:10.1016/s0012-8252(99)00017-3.
  5. ↑ Gast RJ, Moran DM, Dennett MR, Caron DA (January 2007). "Kleptoplasty in an Antarctic dinoflagellate: caught in evolutionary transition?". Environ. Microbiol. 9 (1): 39–45. Bibcode:2007EnvMi...9...39G. CiteSeerX 10.1.1.490.54. doi:10.1111/j.1462-2920.2006.01109.x. PMID 17227410.
  6. ↑ Johnson, Matthew D.; Oldach, David; Charles, F. Delwiche; Stoecker, Diane K. (Jan 2007). "Retention of transcriptionally active cryptophyte nuclei by the ciliate Myrionecta rubra". Nature. 445 (7126): 426–8. Bibcode:2007Natur.445..426J. doi:10.1038/nature05496. PMID 17251979. S2CID 4410812.
  7. ↑ Nishitani, G.; Nagai, S.; Baba, K.; Kiyokawa, S.; Kosaka, Y.; Miyamura, K.; Nishikawa, T.; Sakurada, K.; Shinada, A.; Kamiyama, T. (2010). "High-level congruence of Myrionecta rubra prey and Dinophysis species plastid identities as revealed by genetic analyses of isolates from Japanese coastal waters". Applied and Environmental Microbiology. 76 (9): 2791–2798. Bibcode:2010ApEnM..76.2791N. doi:10.1128/AEM.02566-09. PMC 2863437. PMID 20305031.
  8. ↑ Johnson, Matthew D.; Oldach, David; et al. (25 January 2007). "Retention of transcriptionally active cryptophyte nuclei by the ciliate Myrionecta rubra". Nature. 445 (7126): 426–428. Bibcode:2007Natur.445..426J. doi:10.1038/nature05496. PMID 17251979. S2CID 4410812. Праверана 4 February 2015.
  9. ↑ а б Karnkowska A., Yubuki N., Maruyama M. et al. Euglenozoan kleptoplasty illuminates the early evolution of photoendosymbiosis // PNAS / M. R. Berenbaum — [Washington, etc.], USA: National Academy of Sciences [etc.], 2023. — Vol. 120, Iss. 12. — P. e2220100120. — ISSN 0027-8424; 1091-6490 — doi:10.1073/PNAS.2220100120
  10. ↑ E. Marcus, Turbellaria Brasileiros (9). Bol. Fac. Fil. Ci. Letras Univ. São Paulo 16, 5-215 (1951).
  11. ↑ Van Steenkiste, Niels W. L.; Stephenson, India; Herranz, María; Husnik, Filip; Keeling, Patrick J.; Leander, Brian S. (2019). "A new case of kleptoplasty in animals: Marine flatworms steal functional plastids from diatoms". Science Advances. 5 (7): eaaw4337. Bibcode:2019SciA....5.4337V. doi:10.1126/sciadv.aaw4337. PMC 6636991. PMID 31328166.
  12. ↑ Händeler, K.; Grzymbowski, Y. P.; Krug, P. J.; Wägele, H. (2009). "Functional chloroplasts in metazoan cells - a unique evolutionary strategy in animal life". Frontiers in Zoology. 6: 28. doi:10.1186/1742-9994-6-28. PMC 2790442. PMID 19951407.
  13. ↑ Catherine Brahic (24 November 2008). "Solar-powered sea slug harnesses stolen plant genes". New Scientist. Праверана 24 November 2008.
  14. ↑ SymBio: Introduction-Kleptoplasty(недаступная спасылка). University of Maine. Архівавана з першакрыніцы 2 снежня 2008. Праверана 24 лістапада 2008.
  15. ↑ de Vries, Jan; Christa, Gregor; Gould, Sven B. (2014). "Plastid survival in the cytosol of animal cells". Trends in Plant Science. 19 (6): 347–350. Bibcode:2014TPS....19..347D. doi:10.1016/j.tplants.2014.03.010. PMID 24767983.
  16. ↑ De Vries, Jan; Rauch, Cessa; Christa, Gregor; Gould, Sven B. (2014). "A sea slug's guide to plastid symbiosis". Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 83 (4): 415–421. doi:10.5586/asbp.2014.042. hdl:10773/21103. ISSN 2083-9480.
  17. ↑ de Vries, J.; Woehle, C.; Christa, G.; Wagele, H.; Tielens, A. G. M.; Jahns, P.; Gould, S. B. (2015). "Comparison of sister species identifies factors underpinning plastid compatibility in green sea slugs". Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 282 (1802): 20142519. doi:10.1098/rspb.2014.2519. ISSN 0962-8452. PMC 4344150. PMID 25652835.
  18. ↑ Laetz, Elise; Wagele, Heike (2018). "How does temperature affect functional kleptoplasty? Comparing populations of the solar-powered sister-species Elysia timida Risso, 1818 and Elysa cornigera Nuttall, 1989 (Gastopoda: Sacoglossa)". Frontiers in Zoology. 15: 17. doi:10.1186/s12983-018-0264-y. PMC 5937827. PMID 29760759.
  19. ↑ Sutton & Hoegh-Guldberg, Host-Zooxanthella Interactions in Four Temperate Marine Symbioses; Assessment of Effect of Host Extract on Symbionts; The Biological bulletin, Marine Biological Laboratory (Woods Hole, Mass.). v. 178 (1990) p. 175

Спасылкі

[правіць | правіць зыходнік]
  • Solar Powered Sea Slugs. ABC Science Online (1 чэрвеня 2007). Праверана 24 лістапада 2008.
Узята з "https://be.wikipedia.org/w/index.php?title=Клептапластыя&oldid=4851729"