Phragmatopoma californica - Phragmatopoma californica

Phragmatopoma californica
Sandcastle červ v laboratoři closeup.jpg
Červ z hradů z písku v zajetí, budující tubu z písku a bílých keramických korálků
Vědecká klasifikace
Království:
Animalia
Kmen:
Annelida
Třída:
Polychaeta
Objednat:
Canalipalpata
Podřád:
Sabellida
Rodina:
Sabellarididae
Rod:
Phragmatopoma
Druh:
P. californica
Binomické jméno
Phragmatopoma californica
Kinberg, 1867

Phragmatopoma californica, běžně známý jako hrad z písku, voštinový červ[1] nebo voštinový trubkový červ,[2] je mořský útes tvořící útes polychaete červ patřící do rodiny Sabellarididae. Je tmavě hnědé barvy s korunou levandule chapadla a má délku až asi 7,5 cm (3,0 palce).[3] Červ obývá Kalifornské pobřeží, z Sonoma County na severní Baja California.[4]

Píseční červi žijí v koloniích a stavějí tuby útesy něco podobného hrady z písku (odtud název), které jsou často vidět na skalnatých plážích při středním a odlivu. Hrady z písku, které mají plástev - jako vnější vzhled, může na straně pokrýt plochu až 2 metry (6,6 ft).[3] Mohou sdílet oblasti s mušle postele a nacházejí se na jakémkoli místě, které poskytuje úkryt, jako jsou skalní stěny, převislé římsy a konkávní břehy.[4]

Červi zůstávají ve svých tubách a nejsou téměř nikdy vidět. Při odlivu, když jsou nad vodou, uzavírají vchod do svých trubek štítem operculum z temnoty štítek. Když jsou ponořeni, natáhnou chapadla z trubice, aby zachytili částice jídla a zrna písku. Zrna jsou roztříděna, přičemž ta nejlepší se používají k udržení tuby v opravě,[3] a zbytek se vyhodil. Kolonie jsou tvořeny stádní vypořádání larvy, které vyžadují kontakt s existující kolonií do proměnit do dospělých červů.[4] Společenské osídlení tohoto druhu bylo spojeno se specifickými volnými mastnými kyselinami spojenými s trubicemi dospělých červů.[5] Na skalnatých plážích je osídlení závislé na chování larev ve vodním sloupci a vnímání chemických podnětů při kontaktu larev s trubicemi.[6]

Píseční červi by neměli být zaměňováni s podobnými, ale spíše severskými Sabellaria cementarium které se nacházejí od Aljašky po jižní Kalifornii a mají jantarově zbarvený operculum.[4] Na rozdíl od P. californica, S. cementarium zřídka tvoří kolonie, neusazuje se společensky a jeho larvy nereagují na volné mastné kyseliny.[7]

Podvodní lepidlo

Kolonie pod vodou
Kolonie vystavena odlivu

V roce 2004 vědci z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře (UCSB) zjistili, že lepidlo, které používá Phragmatopoma červ pro stavbu své ochranné trubice byl vyroben ze specifických proteinů s opačnými náboji.[8] Ty proteiny se nazývají polyfenolové proteiny[9] které se používají jako bioadheziva.[10] Podařilo se jim získat sekvenci těchto adhezivních proteinů.[11] Inspirován těmito výsledky University of Utah vědci v roce 2009 uvedli, že se jim podařilo duplikovat lepidlo které červy vylučují a používají k slepování zrn písku pod vodou.[12] Typické množství lepidla, které červ produkuje najednou, je přibližně 100 pikolitry, vyžadující 50 milionů na naplnění čajové lžičky.[13]

Věří, že lepidlo má aplikace jako biologicky kompatibilní lékařské lepidlo, například opravit rozbité kosti.[14] Pokud je to proveditelné, syntetické lepidlo, které je založeno na komplexu koacervuje,[15] lze použít k fixaci malých úlomků kostí namísto kovových stabilizátorů, jako jsou kolíky a šrouby, jejichž použití je náročné.[14] Mezi další potenciální lékařské aplikace patří uzavírání kožních řezů, opravy kraniofaciálních kostí a rohovka řezy.[13]

Mezi překážky patří zajištění toho, že vazba je spíše k podkladu než k povrchové vrstvě vody. Dalším důvodem je, že aby došlo k vytvrzení, musí lepidla zaschnout. Většina buď neléčí pod vodou, nebo příliš rychle tuhne.[13]

The bílkoviny které jsou základem jeho lepidla obsahují postranní řetězce fosfát a amin skupiny, což jsou dobře známé látky podporující adhezi, které pravděpodobně pomáhají povrch navlhčit. Lepidlo má dvě části, každá s různými proteiny a postranními skupinami. Ty dva jsou vyrobeny samostatně v žláze, jako je epoxid a promíchejte, jak jsou vylučovány.[16][17] Lepidlo tuhne asi za 30 sekund, což je pravděpodobně způsobeno velkým rozdílem v kyselosti mezi kyselým lepidlem a mořskou vodou.[18] Vytvrzování trvá asi šest hodin, než se proteiny zesíťují a dosáhnou konzistence boty kůže.[13]

Stávající lékařská superlepidla jsou vysoce imunogenní. Počáteční experimenty s novou syntetickou látkou na zvířatech neprokázaly žádnou imunitní odpověď. Ale uvnitř těla musí lepidlo nakonec degradovat, nejlépe zhruba stejnou rychlostí jako kost nebo tkáň. Degradovatelné verze proto obsahují proteiny, které jsou štěpeny specializovanými buňkami.[13]

Mezi další druhy, které vyrábějí podvodní lepidla, patří určité druhy mušle, ústřice, barnacles a chrostík larvy.[13]

Poznámky pod čarou

  1. ^ Hinton, Sam (1987). Život na pobřeží jižní Kalifornie: úvod do života zvířat na kalifornských plážích jižně od Santa Barbary. Kalifornští průvodci přírodní historií. 26. University of California Press. str. 48. ISBN  978-0-520-05924-5.
  2. ^ "Voštinový trubkový červ". LiMPETY. Archivovány od originál dne 13.03.2011. Citováno 2009-10-31.
  3. ^ A b C Hinton, Sam (1988-01-26). Seashore Life of Southern California: An Introduction to the Animal Life of California Beaches South of Santa Barbara. ISBN  9780520059245. Stránka 31.
  4. ^ A b C d Mezi tichomořskými přílivy (5. vydání). Press Stanford University. 1992. str. 233. ISBN  978-0-8047-2068-7.
  5. ^ Pawlik, J. R. (1986). „Chemická indukce usazování larev a metamorfóza v tubusu červů vytvářejících útes Phragmatopoma californica (Sabellariidae: Polychaeta)“. Mořská biologie. 91: 59–68. doi:10.1007 / BF00397571. S2CID  87087873.
  6. ^ Pawlik, JR; Butman, CA; Starczak, VR (1991). „Hydrodynamické usnadnění společenského osídlení červa na stavění útesů“. Věda. 251 (4992): 421–424. Bibcode:1991Sci ... 251..421P. doi:10.1126 / science.251.4992.421. PMID  17775107. S2CID  981815.
  7. ^ Pawlik, JR; Chia, FS (1991). „Larvální osídlení Sabellaria cementarium Moore a srovnání s jinými druhy sabellariid polychaetes“. Kanadský žurnál zoologie. 69 (3): 765–770. doi:10.1139 / z91-110.
  8. ^ Stewart, RJ; Weaver, J .; Morse, DE; Počkejte, JH (2004). „Trubkový cement Phragmatopoma californica: pevná pěna“ (PDF). J. Exp. Biol. 207 (26): 4727–4734. doi:10.1242 / jeb.01330. PMID  15579565. S2CID  1104838.
  9. ^ Jensen, Rebecca A .; Morse, Daniel E. (1988). „Bioadhezivum Phragmatopoma californica trubky: hedvábný cement obsahující L-DOPA “. Journal of Comparative Physiology B. 158 (3): 317–24. doi:10.1007 / BF00695330. S2CID  25457825.
  10. ^ Rzepecki, L. M .; Chin, S. S .; Waite, J. H .; Lavin, M. F. (1991). "Molekulární rozmanitost mořských lepidel: Polyfenolické proteiny z pěti druhů mušlí". Molekulární mořská biologie a biotechnologie. 1 (1): 78–88. PMID  1845474.
  11. ^ Zhao, H; Sun, C; Stewart, RJ; Waite, JH (2005). "Cementové proteiny z trubice vytvářející Polychaete Phragmatopoma californica". J. Biol. Chem. 280 (52): 42938–42944. doi:10,1074 / jbc.M508457200. PMID  16227622.
  12. ^ Shao, H; Bachus, KN; Stewart, RJ (2009). „Vodou ředitelné lepidlo po vzoru pískovcového lepidla P. californica“. Makromol. Biosci. 9 (5): 464–471. doi:10.1002 / mabi.200800252. PMC  2848666. PMID  19040222.
  13. ^ A b C d E F Fountain, Henry (12. dubna 2010). „Studium mořského života pro lepidlo, které opravuje lidi“. New York Times. Citováno 13. dubna 2010.
  14. ^ A b „Secrets of the Sandcastle Worm Could Yield a Powering Medical Adhesive“. ScienceDaily. 27. září 2009. Citováno 2009-10-31.
  15. ^ Stewart, RJ; Wang, CS; Shao, H (2011). „Komplex koacervuje jako základ syntetických podvodních lepidel“. Pokroky ve vědě o koloidech a rozhraní. 167 (1–2): 85–93. doi:10.1016 / j.cis.2010.10.009. PMC  3130813. PMID  21081223.
  16. ^ Wang, CS; Stewart, RJ (2013). „Vícedílné kopolyelektrolytové lepidlo červa hradního, Phragmatopoma californica (Fewkes): Katechol oxidáza katalyzovaná vytvrzováním prostřednictvím peptidyl-DOPA“. Biomakromolekuly. 14 (5): 1607–1617. doi:10.1021 / bm400251k. PMID  23530959.
  17. ^ Wang, CS; Stewart, RJ (2012). „Lokalizace bioadhezivních prekurzorů červa hradního, Phragmatopoma californica (Fewkes)“. J. Exp. Biol. 215 (2): 351–361. doi:10.1242 / jeb.065011. PMID  22189779.
  18. ^ Stevens, MJ; Steren, RE; Hlady, V; Stewart, RJ (2007). „Víceúrovňová struktura podvodního lepidla Phragmatopoma Californica: nanostrukturovaný latex se strmým gradientem mikroporozity“. Langmuir. 23 (9): 5045–5049. doi:10.1021 / la063765e. PMC  3974424. PMID  17394366.

externí odkazy

Kolonie červích trubek odstraněna z pláže