แพลงก์ตอนก็ไม่ได้หมายความว่าแค่อาหารการกินที่มีความสุขเท่านั้นจุลินทรีย์ทางทะเลเป็นอาวุธและมีอันตรายพร้อมกับอาวุธที่สามารถยิงเส้นใยหรือน้ำมูกเพื่อทำให้ปืนของศัตรูของพวกเขาขยายเข้าสู่สนามรบในงานขับเคี่ยวแนวยุทธศาสตร์ - ยุทธการทางยุทธศาสตร์
และด้วยเหตุผลถิ่นดี: ปืนของจริงล่าจุลินทรีย์ของแนวร่วมเขาที่เรากำลังเรียนรู้สึงเป็นจำนวนมากน่ากลัวและมีความซับซ้อนกว่าที่เราเจนจินตนาการไว้
สังเกต: อาณาจักรป่าในกล้องยาเส้นจุลทรรศน์
เครดิต: Gavelis et al.
ด้านล่างถัดจากลูกศรสีขาวคุณสามารถมุ่งดูพบเส้นผมคุ้มครองขีปนาวุธที่สัมผัสเลิกจ้างจากเหยื่อเพื่อตอบสนองต่อการถูกโจมตี
พวกเขาตกใจกับเครื่องที่พวกเขาค้นพบเผยแพร่ใน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ เดือนมีนาคมปีที่ผ่านมารุ่นของจุลินทรีย์ได้เกินกว่าสัตว์ 19 ในความซับซ้อนและดูเหมือนจะได้รับงานคิดค้นขึ้นอย่างอิสระด้านบนตรงนั้น Dinoflagellates ดูเหมือนจะหยุดกับปืน Gatling หรือสิ่งที่โปรดปรานมาก -พันปีก่อนริชาร์ด Gatling & # xA0;
Dinoflagellates เป็น protists, ชีวิตแบบจุลภาคที่มี DNA- บรรจุนิวเคลียสพร้อมด้วย oมีเครื่องจักรกลเฉพาะเซลล์เปลือกหอยบางครั้งประณีตของพันธมิตรเขาแบกท้ายสองหางพร้อมด้วยมักจะงามพังค์บางdinoflagellates จำนวนมากทำให้อาหารของตัวเองจากแสงคนอื่น ๆ เป็นเหยื่อของจุลินทรีย์อื่น ๆ และป้องกันความเสี่ยงโดยการทำทั้งคู่แฝดอย่างprotist19; s ต้องทำในสิ่งที่ protist19; s gotta ทำ
เพื่อการศึกษาครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์เลือกที่จะมุ่งเน้นไปที่ dinoflagellate Polykrikos ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตแหล่งท่านเห็นในภาพยนตร์โดยไม่เจตนาหยิบเหยื่อออกไปทานอาหารเย็นเปลือกหอยที่แกะดาลไว้อย่างเห็นได้ชัดจะให้รูปลักษณ์ของเปลือกน้ำcarefullyาลที่นูนขึ้นอย่างระมัดระวัง <
ที่ซ่อนอยู่ในพับของขดเป็น organelles เรียกว่า nematocysts เหล่านี้ท่อตอร์ปิโด lidded มีสายปลายเข็มที่ระเบิด punctures เหยื่อเมื่อห้องถูกเรียกโดยการสัมผัส
เครดิต: Gavelis et al. 2017
ในตอนแรกนักวิทยาศาสตร์สงสัยว่า nematocysts ที่พบในไดโนเฟลกเลตมีวิวัฒนาการมาลูกจากอาวุธครั้งแรกก่อสร้างขึ้นโดยบรรพบุรุษร่วมกันของ Cnidarians กลุ่มใหญ่ของสัตว์ที่แมงกะพรุนอยู่ แต่ dinoflagellates และ cnidarians เป็นจริงที่ห่างไกลที่มีส่วนเพื่อสละดูเหมือนว่าไม่น่าเป็นไปได้
ในทางกลับสกัดกั้นบางสังเคราะห์ dinoflagellates อาศัยอยู่ symbioticallyภายใน polyps ของปะการังอื่น cnidarian ความสนิทสนมทางกายภาพดังกล่าวอาจมีแจกบรรยากาศที่จำเป็นสำหรับ nematocyst
พวกเขาตัดสินใจที่จะมองใกล้
เมื่อทดสอบสารโปรตีนแห่งเกี่ยวข้องกับการประดิษฐ์และแผลง nematocysts พวกเขาสืบค้นพบว่า nematocysts ใน dinoflagellates และ cnidarians มิได้เข้าใกล้ชิด(แม้ว่าสารโปรตีนที่สร้างจุลินทรีย์ nematocyst ในแมงกะพรุนดูเหมือนจะได้รับ 1C ยืม 1D;จากแบคทีเรีย)ยีนส่วนใหญ่ใน nematocysts cnidarian ดูเหมือนจะมีวิวัฒนาการเป็นอิสระหลังจากการปรากฏตัวของสัตว์
ในทำนองเดียวกันโปรตีนที่สร้าง Dinoflagellate nematocyst ไม่ได้รับมีความคล้ายคลึงกันกับโปรตีนที่สร้างคล้ายพร้อมกับอาวุธในจุลินทรีย์ทางทะเลที่กินสัตว์อื่นเช่น Ciliates หรือ Cryptophytes ถ้าเป็นกรณีเช่นนี้ข้อคดีตีรั้งขัดขวางระหว่าง dinoflagellate และ nematocysts อื่น ๆ เป็นเพียงเรื่องราวบังเอิญที่ระดับโลกและหมายถึงอีกแบบอย่างหนึ่งของการอุบัติแห่งเกิดขึ้นอย่างแพร่ขยายในวิวัฒนาการมาบรรจบกันอำนาจกดดันด้านวิวัฒนาการที่คล้ายกันทำท่าจะสร้างแนวทางเดียวกันบนดาวเคราะห์ดวงนี้และ # xA0;ซ้ำแล้วซ้ำอีก
ต่อไปพวกภูเขาตัดสินใจแห่งจะเปรียบเทียบตัวเครื่องมือภาคีเขาชดใช้ลำแสงไอออนในการสแกนอิเล็กตรอนเหตุด้วยกล้องจุลทรรศน์เพื่อสร้างภาพสามมิติเครื่องใช้ Polykrikos kofoidii
เครดิต: Gavelis et al.2017
แนวร่วมเขาค้นพบความภิทต่างว่าร้ายแม้นินทาจะมีความละเอียดอ่อนก็ตามแต่ละ nematocyst โดนโยงไปถึง organelle เรียวอื่น ๆ ถิ่นเรียกว่า taeniocyst ที่ไม่พบใน nematocysts cnidarianคุณรอบรู้เห็นมันแผลบโผล่ออกมาจาก dinoflagellate ในอิเล็กตรอน micrograph ข้างต้นและที่นี่แหล่งด้านบนหลังจากที่ organelles ถูกผ่า.ลึกลับซับซ้อนเนื้อหาของ taeniocyst ออกลูกที่ด้านบนลูกศรสีหงอกใน C) แสดงฝาปิดให้กำเนิดจาก nematocyst ออกศัลย์สีขาวใน D) แสดง "รางๆเนื้อเยื่อหุ้มสมอง" ถิ่น encloses nematocyst เครดิต: Gavelis et al. 2017 พร้อมด้วย #
ฝาจุกบน nematocyst ของ Polykrikos19; ซ้อนทับรูปร่างที่ซับซ้อนไตรสายที่ไม่พบใน cnidarians ที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า 1C;nozzle1D หัวซับติดตั้งอยู่ใน subcompartment เครื่องใช้แคปซูลซึ่งลุแม้นินทาจะมีฝาจุกไม่มีทางเปิด
จนถึงยิงใส่สไตเล็ตที่หุ้มท่อยาวที่ขดตัวไว้ใน nematocyst พาดตัวแคปซูลออกมาปิดฝาแล้ว 13;ลำดับการยิงสมมุติสัญญา Relaxed (สีส้ม) แคปซูล (สีแดง), แรงดันความเข็นภายใน styletเพื่อเจาะทะลุแคปซูลและ open operculum ส่วนหนึ่งของ capsule everts, replet stylet และ tubule everts ในแนวคิดนี้ stylet มีส่วนเกี่ยวข้องล้วนๆพร้อมกับการเจาะรูแคปซูลไม่ใช่เหยื่อ Credit: Gavelis et al. 2017. & # xA0;
สำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ประหลาดใจและตรงกันผ่านพร้อมด้วยความคะเนหวังของพวกเขาจากนั้นสายเคเบิ้ลตรงนี้ไม่ทำจูงสนุก dissolves เร็ว ๆ นี้หลังออกจากงานใช้งานตีข้างฟังก์ชั่นดูเหมือนว่าร้ายจะเหยื่อเช่นลูกศรไม่ใช่หรือ bullet ความคิดนี้ทำให้มีเลือดออกหรือบางคราวอาจจะทำให้เกิดการไหลบ่ามาถึงมาของน้ำทะเลที่ไร้ความสามารถพร้อมกับบาดเจ็บสาหัสเหยื่อระบบแยก 13ตั้งอยู่อย่างแปลกแยกในความคิดของฉันในด้านอื่น ๆ ของ dinoflagellate - เปิดสายพ่วง
เย็บปักถักร้อยรูปซิการ์ก่อมอบเกิดความลึกลับมากขึ้นมันติดต่อเหยื่อก่อน nematocyst และนั่งบนยอด nematocyst ตัวอย่างเช่นขั้นตอนหลังสุดของจรวดอพอลโลแห่งเชื่อมแก่พร้อมด้วยมันเพราะค้นพบใหม่ 1C linker1D;organelle
ตามภาพยนตร์ที่บันทึกโดยทีมงานนี้ taeniocyst ดูเหมือนจะเป็นออร์กาไนเซอร์ ballistic ตัวเองยิงระเบิด 26;บางสิ่งโปร่งบางแบบนักวิทยาศาสตร์ได้เสนอว่า taeniocyst เป็นขั้นตอนเดิมข้าวของเครื่องใช้การโจมตีสามส่วนเมื่อสัมผัสกับเหยื่อ taeniocsyt เปิดตัวสิ่งที่เกาะติดกับแนวทางเชื้อโรคตรงนี้จะยิงใส่เหยื่อและลากสายห้อยท้ายเพื่อให้นักล่าสามารถหน่วงรางวัลเพื่อการบริโภคได้ตามความสะดวกของตัวเอง
พยายามทำข้อคดีเข้าใจว่าระบบดังกล่าวมีวิวัฒนาการอย่างใดเพื่อตรวจสอบอีก dinoflagellate ซึ่งอาวุธยุทธภัณฑ์ของพนมเป็นที่รู้จักขัดขวางเป็นอย่างมากที่แตกต่างกันและสลับซับซ้อนมากรุ่งโรจน์
Nematodinium เปล่ามีขดหลอด ballistic หรือไม่ taeniocyst.สิ่งที่หัวมันมีอยู่คือสิ่งกลมๆของปืนที่แตกต่างจากสิ่งถิ่น Polykrikos มีบางอย่างที่บางคนตั้งคำถามว่าพวกคีรีมีจุดอุบัติวิวัฒนาการหรือไม่1C;26;[E]ach nematocyst,1D;ผู้เขียนเขียน 1C ยังมีชีวิตอยู่หลักช่อเล็ก ๆ ballistic organelles.1D;ความสำเร็จที่ปรากฏขึ้นในงานวิศวกรรมนี้คืองานระลึกถึงหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ร้ายแรงที่คือนวัตกรรมใหม่ ๆ ของสงครามกลางเมืองในสหรัฐฯ ได้แก่ Gatling Gun <ปืนหมุนได้รับการปฏิสนธิเป็นวิธีที่จะช่วยให้เกิดไฟได้เร็วขึ้นเพราะการให้เวลาในการเย็นระหว่างการรัวกระสุน
ในน้ำมือของ Nematodinium ไฟวีดีโอ การออกแบบภิทต่างกันแทนที่จะเป็นบัฟเฟอร์ปลายธุรกิจของ nematocyst ถูกปกคลุมด้วยเครื่องเคราที่นักวิชาวิทยาศาสตร์อธิบายว่าคือ 1C ดอกกุหลาบที่หรูหรา 1D;(ดูด้านบน).แทนที่จะเป็นหัวฉีดเดียวหัวเทียนจะมีแหวนหัวฉีดพ่นอยู่บนยอดแต่ละตัวย่อย 13;อย่างไรก็ตามอีกครั้งเพียงอย่างหนึ่งเดียว stylet แซะเช่นเดียวกับใน Polykrikos .ถิ่นฐานเป็นวงแหวนของถังกลั่นตัวถังขนาด 11-15 องค์ครั้นถูกยื่นซองขาวจบ subcapsules จะหลุดออกมา (หรือเป็นเพียงแค่) ของวัสดุที่มีขี้มูกเหมือนกันถึงสองเท่าของเรื่องยาวเดิมไม่หาได้บังเกิดว่า nematocyst ของ Nematodinium เปลวเพลิงอย่างเช่นปืน Gatling ปั่นโดยมีเพียงหนึ่งบาร์เรลที่ใช้งานอยู่ในแต่ละครั้งเท่านั้น
Dinoflagellate nematocysts ทำงานได้อย่างไร?พวกคีรี don19; t ชำระคืนสารเคมีเดียวกันจรวดที่ cnidarians ทำฉันรู้ว่า.พวกเขาอาจมีจรวดของตัวเองที่เรายังไม่ได้ค้นพบอย่างไรก็ตามกายวิภาคของพวกภูแสดงให้เห็นถึงกระแสความเป็นไปได้รับที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งแคปซูลของทั้งสอง Polykrikos และ Nematodinium ตลอดสองมีคราบร่องนักวิทยาศาสตร์หาได้แนะนำว่าผนังแคปซูลมีเส้นใยหดตัวเมื่อเปิดใช้งานพวกคีรียุบแคปซูลไปตามร่องของมันเป็นเหตุให้เกิดความกดดัน
มีหลักฐานบางอย่างสำหรับเรื่องตรงนี้ใน nematocysts ที่แลเห็นใต้กล้องจุลทรรศน์สันเขาถูกเว้นเวลาห่างเหินระหว่างสองช่วงเวลาที่ทำลายต่างกันระยะห่างที่ห่างไกลอื้อซ่าขึ้นอาจหมายความว่าสถานะถิ่นไม่ได้มาปลดปล่อยพร้อมด้วยอีกส่วนที่ถูกไล่ออก
ขณะที่สิ่งมีชีวิตทั้งสองอยู่ในแวดวง dinoflagellate kingroup เดียวกันนี้ชี้แจกแลเห็นอีกระทั่งนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าแม้ว่าความแตกต่างทางกายภาพระหว่างปืนใหญ่ชิ้นส่วนของ Polykrikos พร้อมด้วย Nematodinium ที่พันธมิตรเขาทำในเรื่องเป็นจริงวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษเข้าร่วมขวาง
นี่คือสถานการณ์สมมุติ:
สันเขาในแคปซูลยังอีกอย่างหนึ่งของความแตกต่างระหว่าง nematocysts ถิ่นทำเพราะ cnidarians และผู้ที่ทำโดย dinoflagellates, summarly thusly สำหรับผู้ที่มีความสนใจ:รูปที่ S1 จากเครดิต: Gavelis et al. 2017
แท้จริงสงครามเหล่านี้ต้องเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องถึง 60% ของ 1C การผลิตแม่แบบ 1D ของมหาสมุทร - สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่สร้างโดยสาหร่ายทะเลฉันคิดนินทา - ถูกบริโภคโดย ciliates และ dinoflagellates ไม่ใช่ปลาวาฬสีปลาเนื้ออ่อน
ชีวิตมองเห็นได้ชัดว่ามีหลายวิธีในการก่ออาวุธถิ่นซับซ้อนเหล่านี้.แรงกดดันในการโจมตีและปกป้องในของเหลวที่กว้างใหญ่ฟรีเพื่อทั้งหมดของมหาสมุทรจะจงรุนแรงที่เสด็จอาศัยอื่น ๆ ไม่เบากว่าถิ่นที่อยู่อื่น ๆและเอ็งจะไม่ฝันที่จะก้าวสู่ถนนสายหลักในตอนเที่ยงที่สูงเพราะไม่ต้องบรรจุเรื่องร้อน
การอ้างอิง
Gregory S. Gavelis et al. การแข่งขันอาวุธจุลินทรีย์: Ballistic 1C; nematocysts1D;ใน dinoflagellates เล่นให้มองเห็นลุความสลับซับซ้อนใหม่ของออร์แกนิก ความก้าวหน้าด้านวิทยาศาสตร์ , 2017 DOI: 10.1126 / sciadv.1602552