Kleptoplastika - Kleptoplasty

C = chloroplast,
N = buněčné jádro.
Elektronový mikrofotografie: měřítko je 3 µm.
Kleptoplastika nebo kleptoplastidy je symbiotický fenomén, kterým plastidy, zejména chloroplasty z řasy, jsou izolovány hostitelskými organismy. Slovo je odvozeno od Kleptes (κλέπτης) což je řecký pro zloděj. Řasa se konzumuje normálně a částečně stráveně, takže plastid zůstává neporušený. Plastidy jsou udržovány uvnitř hostitele a dočasně pokračují fotosyntéza a ve prospěch dravce.[1] Termín byl vytvořen v roce 1990 k popisu chloroplastové symbiózy.[2][3]
Ciliates
Mesodinium rubrum je ciliate který krade chloroplasty z kryptomonad Geminigera cryophila.[4] M. rubrum podílí se na další endosymbióze přenosem jejích plastidů do dravců, dinoflagelátových planktonů patřících do rodu Dinofýza.[5]
Karyoklepty je související proces, při kterém je jádro kořistní buňky drženo také predátorem. Toto bylo poprvé popsáno v M. rubrum.[6]
Dinoflageláty
Stabilita přechodných plastidů se u druhů zadržujících plastidy značně liší. V dinoflageláty Gymnázium spp. a Pfisteria piscicida, kleptoplastidy jsou fotosynteticky aktivní pouze několik dní, zatímco kleptoplastidy jsou v Dinofýza spp. může být stabilní po dobu 2 měsíců.[1] U jiných dinoflagelátů se předpokládá, že kleptoplasty představují buď mechanismus umožňující funkční flexibilitu, nebo snad časný evoluční fázi trvalého získávání chloroplastů.[7]
Sacoglossan mořští slimáci


Jedno z mála známých zvířat, která praktikují kleptoplastiku, jsou mořští slimáci v kladu Sacoglossa.[8] Několik druhů sacoglossanských mořských slimáků zachycuje nedotčené funkční chloroplasty z potravinových zdrojů řas a udržuje je ve specializovaných buňkách lemujících měkkýš je zažívací diverticula. Nejdelší známá kleptoplastická asociace, která může trvat až deset měsíců, se nachází v Elysia chlorotica,[2] který získává chloroplasty tím, že jí řasu Vaucheria litorea, skladování chloroplastů v buňkách, které lemují jeho střeva.[9] Juvenilní mořští slimáci vytvářejí kleptoplastickou endosymbiózu při krmení buňkami řas, vysáváním obsahu buněk a likvidací všeho kromě chloroplastů. Chloroplasty jsou fagocytovaný zažívacími buňkami, naplněním značně rozvětvených zažívacích kanálků a poskytnutím jejich hostitele produkty fotosyntézy.[10] Není však vyřešeno, zda ukradené plastidy aktivně vylučují fotosyntát, nebo zda slimáci nepřímo profitují z pomalu degradujících kleptoplastů.[11]
Kvůli této neobvyklé schopnosti jsou sacoglossany někdy označovány jako „mořští slimáci na solární pohon“, ačkoli skutečná výhoda fotosyntézy pro přežití některých druhů, které byly analyzovány, se v nejlepším případě jeví jako okrajová.[12] Ve skutečnosti mohou některé druhy dokonce zemřít v přítomnosti kleptoplastů fixujících oxid uhličitý v důsledku zvýšené hladiny reaktivních forem kyslíku.[13]
Ukázalo se, že změny teploty negativně ovlivňují kleptoplastické schopnosti v sacoglosanech. Ukázalo se, že míry fotosyntetické účinnosti a hojnosti kleptoplastů se snižují v korelaci se snížením teploty. Vzory a rychlost těchto změn se však u různých druhů mořských slimáků liší.[14]
Nudibranchs
Některé druhy nudibranchs jako Pteraeolidia ianthina izolovat celý žijící symbiotik zooxanthellae v rámci jejich trávicích divertikul, a jsou tedy také „solární“.
Foraminifera
Některé druhy foraminiferan rody Bulimina, Elphidium, Haynesina, Nonion, Nonionella, Nonionellina, Reophax, a Stainforthia bylo prokázáno, že sekvestrují rozsivka chloroplasty.[15]
Rhabdocoel flatworms
Dva druhy ze skupiny mořských plochých červů známých jako rhabdocoels, Baicalellia solaris a Pogaina paranygulgus, Bylo zjištěno, že představují jiný druh zvířete, které vykazuje kleptoplastiku. Skupina byla dříve klasifikována jako skupina s endosymbionty řas, ačkoli již bylo zjištěno, že endosymbionty neobsahovaly jádra.[16]
Při konzumaci rozsivek B. solaris a P. paranygulus, v procesu dosud neobjeveném, extrahujte plastidy z jejich kořisti a začleňte je supepidermálně, přičemž oddělte a strávte frustule a zbytek rozsivky. v B. solaris extrahované plastidy neboli kleptoplasty nadále vykazují funkční fotosyntézu po krátkou dobu, zhruba 7 dní. Vzhledem k tomu, že tyto dvě skupiny nejsou sesterskými taxony a rys není sdílen mezi skupinami, které jsou si více příbuzné, existují důkazy, že kleptoplasty se v rámci těchto dvou taxonů vyvíjely nezávisle.[17]
Viz také
Reference
- ^ A b Minnhagen S, Carvalho WF, Salomon PS, Janson S (září 2008). „Obsah DNA chloroplastů v Dinophysis (Dinophyceae) z různých stádií buněčného cyklu je v souladu s kleptoplasty“. Environ. Microbiol. 10 (9): 2411–7. doi:10.1111 / j.1462-2920.2008.01666.x. PMID 18518896.
- ^ A b S. K. Pierce; S.E. Massey; J. J. Hanten; N. E. Curtis (1. června 2003). „Horizontální přenos funkčních jaderných genů mezi mnohobuněčnými organizmy“. Biol. Býk. 204 (3): 237–240. doi:10.2307/1543594. JSTOR 1543594. PMID 12807700. S2CID 9671982. Citováno 2008-11-24.
- ^ Clark, K. B .; Jensen, K. R .; Strits, H. M. (1990). „Průzkum funkční kleptoplastiky mezi západoatlantickými Ascoglossa (= Sacoglossa) (Mollusca: Opisthobranchia)“. Veliger. 33: 339–345. ISSN 0042-3211. S2CID 87182226.
- ^ Johnson, Matthew D .; Oldach, David; Charles, F. Delwiche; Stoecker, Diane K. (leden 2007). „Retence transkripčně aktivních kryptofytových jader nálevníkem Myrionecta rubra“. Příroda. 445 (7126): 426–8. Bibcode:2007 Natur.445..426J. doi:10.1038 / nature05496. PMID 17251979. S2CID 4410812.
- ^ Nishitani, G .; Nagai, S .; Baba, K .; Kiyokawa, S .; Kosaka, Y .; Miyamura, K .; Nishikawa, T .; Sakurada, K .; Shinada, A .; Kamiyama, T. (2010). „Shoda na vysoké úrovni Myrionecta rubra kořist a Dinofýza identita druhů plastidů odhalená genetickými analýzami izolátů z japonských pobřežních vod “. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 76 (9): 2791–2798. doi:10.1128 / AEM.02566-09. PMC 2863437. PMID 20305031.
- ^ Johnson, Matthew D .; Oldach, David; et al. (25. ledna 2007). „Retence transkripčně aktivních kryptofytových jader nálevníkem Myrionecta rubra". Příroda. 445 (7126): 426–428. Bibcode:2007 Natur.445..426J. doi:10.1038 / nature05496. PMID 17251979. S2CID 4410812. Citováno 4. února 2015.
- ^ Gast RJ, Moran DM, Dennett MR, Caron DA (leden 2007). „Kleptoplastika v antarktickém dinoflagelátu: chycen v evolučním přechodu?“. Environ. Microbiol. 9 (1): 39–45. CiteSeerX 10.1.1.490.54. doi:10.1111 / j.1462-2920.2006.01109.x. PMID 17227410.
- ^ Händeler, K .; Grzymbowski, Y. P .; Krug, P. J .; Wägele, H. (2009). „Funkční chloroplasty v metazoanových buňkách - jedinečná evoluční strategie v životě zvířat“. Hranice v zoologii. 6: 28. doi:10.1186/1742-9994-6-28. PMC 2790442. PMID 19951407.
- ^ Catherine Brahic (24. listopadu 2008). „Solární mořský slimák využívá ukradené rostlinné geny“. Nový vědec. Citováno 24. listopadu 2008.
- ^ "SymBio: Introduction-Kleptoplasty". University of Maine. Archivovány od originál dne 02.12.2008. Citováno 2008-11-24.
- ^ de Vries, Jan; Christa, Gregor; Gould, Sven B. (2014). "Přežití plastidů v cytosolu živočišných buněk". Trendy ve vědě o rostlinách. 19 (6): 347–350. doi:10.1016 / j.tplantts.2014.03.010. ISSN 1360-1385. PMID 24767983.
- ^ De Vries, Jan; Rauch, Cessa; Christa, Gregor; Gould, Sven B. (2014). „Průvodce mořským slimákem k plastidové symbióze“. Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 83 (4): 415–421. doi:10.5586 / asbp.2014.042. ISSN 2083-9480.
- ^ de Vries, J .; Woehle, C .; Christa, G .; Wagele, H .; Tielens, A. G. M .; Jahns, P .; Gould, S. B. (2015). „Srovnání sesterských druhů identifikuje faktory, které podporují kompatibilitu plastidů u zelených mořských slimáků“. Sborník Královské společnosti B: Biologické vědy. 282 (1802): 20142519. doi:10.1098 / rspb.2014.2519. ISSN 0962-8452. PMC 4344150. PMID 25652835.
- ^ Laetz, Elise; Wagele, Heike (2018). „Jak teplota ovlivňuje funkční kleptoplastiku? Srovnání populací solárního sesterského druhu Elysia timida Risso, 1818 a Elysa cornigera Nuttall, 1989 (Gastopoda: Sacoglossa)“. Hranice v zoologii. 15: 17. doi:10.1186 / s12983-018-0264-r. PMC 5937827. PMID 29760759.
- ^ Bernhard, Joan M .; Bowser, Samuel S. (1999). „Benthic foraminifera of dysoxic sediment: chloroplast sekvestrace a funkční morfologie“. Recenze vědy o Zemi. 46 (1–4): 149–165. Bibcode:1999ESRv ... 46..149B. doi:10.1016 / s0012-8252 (99) 00017-3.
- ^ E. Marcus, Turbellaria Brasileiros (9). Bol. Fac. Fil. Ci. Letras Univ. Sao Paulo 16, 5–215 (1951).
- ^ Van Steenkiste, Niels W. L .; Stephenson, Indie; Herranz, María; Husnik, Filip; Keeling, Patrick J .; Leander, Brian S. (2019). „Nový případ kleptoplastiky u zvířat: Mořské ploštice kradou funkční plastidy z rozsivek“. Vědecké zálohy. 5 (7): eaaw4337. Bibcode:2019SciA .... 5,4337V. doi:10.1126 / sciadv.aaw4337.
externí odkazy
- „Solární mořští slimáci“. ABC Science Online. Červen 2007. Citováno 2008-11-24.