Clytia hemisphaerica
|
|
| Clytia hemisphaerica | |
|---|---|
| Planula stadium av C. hemisphaerica | |
| Vetenskaplig klassificering | |
| Rike: | Animalia |
| Provins: | Cnidaria |
| Klass: | Hydrozoa |
| Beställa: | Leptothecata |
| Familj: | Campanulariidae |
| Släkte: | Clytia |
| Arter: |
C. hemisphaerica
|
| Binomialt namn | |
|
Clytia hemisphaerica (Linnaeus, 1767)
|
|
Clytia hemisphaerica är en liten hydrozoan -grupp cnidarian , cirka 1 cm i diameter, som finns i Medelhavet och nordöstra Atlanten. Clytia har den frisimmande manetformen som är typisk för Hydrozoa, såväl som vegetativt förökande polyper .
Clytia hemisphaerica har dykt upp som en lovande modellorganism eftersom dess livscykel, ringa storlek och relativt lätta underhåll gör den gynnsam för experimentell manipulation och underhåll i laboratoriemiljö. Några exempel på studier som redan utförts i Clytia inkluderar de som tittar på embryonal utveckling, differentiella mönster för genuttryck under livsstadier och sårläkning. Clytias genom sekvenserades i sin helhet i mars 2019.
Anatomi och livscykel
Clytia hemisphaerica förökar sig sexuellt. Ägglossade ägg befruktas externt och det tar cirka 24 timmar att utvecklas till planula . Den cilierade planulan kommer att simma fritt tills de rätta yttre signalerna, till exempel experimentell behandling med CsCl, utlöser den metamorfa processen. Planulan kan genomgå sin metamorfos till en polyp så snart som tre dagar efter befruktningen. När den korrekta externa signalen har tagits emot, slutar planulan simma och fäster sig vid ett substrat via sin aborala eller aborala-laterala pol (det som tidigare var den främre änden av simplanulan). Efter att ha fäst sig på ett substrat drar planulan ihop sig längs sin oral-aborala axel och bildar så en tillplattad hållare för att förankra sig i substratet. När planula väl sitter fast på sitt underlag växer en stjälk ut ur fasthållningen och så småningom bildas en hydrant, även känd som en gastrozooid (en individuell polyp som specialiserar sig på matning) på den främre änden av stjälken. I detta skede anses planula nu vara en primär polyp, och denna polyp kan fortplanta sig vegetativt genom att förlänga sin stolon för att bilda en sammankopplad koloni av flera polyper. Polypkolonier anses i huvudsak vara odödliga; så länge de får de rätta näringsämnena kan de kontinuerligt byta ut sina gamla delar och expandera över sitt substrat. Förutom matande gastrozooider har en mogen polypkoloni reproduktiva gonozooider som producerar baby medusa genom att knoppas. Dessa medusa når mognad efter 2–3 veckor.
Som de flesta Cnidarians har Clytia relativt enkel morfologi. Men trots att den innehåller relativt få celltyper och saknar utarbetade organstrukturer, har medusan mycket större anatomisk komplexitet än deras polypform. Vuxna medusa är i genomsnitt 1 cm i diameter. De är nästan helt genomskinliga, deras könskörtlar, radiella kanaler, korta mage och fyrläppade mun är deras mest tydligt synliga anatomiska strukturer. Varje medusa har fyra gonader placerade halvvägs längs varje endodermal radialkanal. Själva könskörtlarna är genomskinliga, vilket möjliggör visualisering av oocyterna inuti.
Varje medusa har vanligtvis cirka 32 tentakler, som var och en är täckt av stickande nematocytceller . Dessa nematocyter anses vara specialiserade nervceller trots att de är sammansatta av en trycksatt kapsel (nematocyst), en snabbt skjutande, harpunliknande pil och dödliga toxiner gjorda för att döda bytesdjur. Clytias nervsystem är välorganiserat och mycket specialiserat. Två parallella förtätade nervringar löper runt medusans klockas periferi; de yttre ringarna är ansvariga för att integrera sensoriska input, medan den inre ringen koordinerar motoriska svar. Specialiserade balansorgan som kallas statocyster finns också mellan tentakler. Medusa har också både släta och tvärstrimmiga muskler som möjliggör de sammandragningar som krävs för att simma smidigt genom vattnet.
Forskningsanvändning
Eftersom C. hemisphaerica passerar genom planula, polyp och medusa stadier under sin livscykel, anses det vara en bra modell för att studera hur ett genom kan producera variabla fenotyper. Detta är särskilt användbart med tanke på att två av de vanligare Cnidarian-modellorganismerna, Hydra och Nematostella , inte har samma "fullständiga" livscykel som växlar mellan en vegetativ polyp och sexuellt reproducerande, frisimmande medusaform.
Clytia har egenskaper som gör den gynnsam för laboratorieodling och experimentell manipulation. Alla stadier av Clytias livscykel kan reproduceras under laboratorieförhållanden; polypkolonier, på grund av sin väsentligen odödliga natur, är lätta att underhålla, och vuxna medusa kan matas med Artemia- larver. Vuxna hanar och honor medusa leker dagligen och kan fångas med kontrollerade ljusförhållanden för att leka vid specifika tidpunkter. Clytias oocyter, ägg, embryon och planulae kan lätt visualiseras under ett mikroskop och, ungefär som de hos populära modellorganismer som sjöborrar, är zygoterna hos C. hemisphaerica relativt stora (cirka 200 um i diameter) och kan mikroinjiceras för att bilda transgena planulae, polypkolonier och medusa. Clytia är också unik genom att dess gonader kan fungera autonomt; en gonad separerad från en vuxen medusa kommer att genomgå oocytutveckling och ägglossning under samma medbringade ljussignaler som en gonad som fortfarande är fäst vid en medusa. Clytia medusa som produceras från en enda polypkoloni är också genetiskt identiska, vilket ger en stor fördel för genfunktionsanalys såväl som genomsekvensering.
Cnidarians är kända för sin förmåga att snabbt läka och regenerera sina vävnader, en funktion som C. hemisphaerica också besitter. Detta gör Clytia till en idealisk kandidat för att studera dynamiken i vävnadsregenerering och epitelial sårläkning in vivo, eftersom organismens ringa storlek gör att dess läkningsprocess kan filmas under ett mikroskop i realtid.