Cnidocyt

Cnidocyt (nematocyt) er en stikkende celle, der er iboende i både polypoide og medusoide generationer i cnidarias (cnidaria) livscyklus . Cnidocytter bruges af cnidarians til jagt på bytte og forsvar mod fjender. Hver cnidocyt indeholder en specifik intracellulær organel kaldet "cnidocyst" (eller "nematocyst"), som faktisk sikrer fjendens eller fødevareobjektets nederlag.

Struktur og virkningsmekanisme

Det mest karakteristiske træk ved cnidocytter er tilstedeværelsen af ​​en cnidocyst (nematocyst). Dette er en kompleks organel: en kolbeformet kapsel, hvortil en hul snoet filamentøs struktur er fastgjort. Den ydre del af cnidocytten bærer en hårlignende "triggerudvækst" kaldet cnidocil. Det er en ikke-bevægelig flagel omgivet af en krave af mikrovilli . Cnidocil aktiveres mekanisk (når et potentielt bytte eller en fjende rører det), og så "skyder" cnidocysten - dens pigge, der er placeret i bunden af ​​den stikkende tråd, gennemborer målet, og den hule stikkende tråd vender vrangen ud og gennemborer ofrets krop. Dette er en af ​​de hurtigste biologiske processer. Eversionen af ​​tråden tager mikrosekunder, mens den bevægelige del af cnidocysten oplever en acceleration tæt på 40.000 g [1] [2] , og ifølge nyere data op til 5.410.000 g [3] (alle tal for hydra ). Efter indsættelse af cnidocysten injiceres dens giftige indhold i målorganismens væv. Den hurtige virkning af de injicerede neurotoksiner giver en øjeblikkelig lammende effekt på det mobile bytte og gør det muligt for de stillesiddende cnidarians at mestre det.

Skydemekanisme

Nematocysten indeholder en høj koncentration af divalente calciumioner. Ved aktivering af triggerudvæksten frigives de fra kapslen til cnidocytens cytoplasma . Dette fører til dannelsen af ​​en signifikant calciumkoncentrationsgradient fra forskellige sider af cnidocytplasmamembranen. Som et resultat opstår osmotisk tryk , på grund af hvilket der er en hurtig strøm af vand ind i cellen fra miljøet. En sådan tilstrømning af vand øger øjeblikkeligt det intracellulære tryk, på grund af hvilket den mobile del af nematocysten eksplosivt skydes ud fra cellen til ydersiden.

Måder at genkende bytte på

Det faktum, at nematocyster er i stand til at skyde på egen hånd under visse omstændigheder, skaber problemer for cnidarians. For det første kan dyret stikke sig selv. For det andet er cnidocytter celler, der kun kan bruges én gang, hvorefter de skal udskiftes på bekostning af høje energiomkostninger til dannelsen af ​​en lignende celle. For at regulere deres brug er der i løbet af evolutionen udviklet et system i dyreorganismer, hvor cnidocytter kombineres til "batterier", der indeholder flere typer stikkende celler knyttet til epitelmuskulaturen, der understøtter dem og danner synapser på dem nerveceller.

Varianter af cnidocytter

Generelt er der i forskellige taxa af cnidarians mere end 30 typer cnidocytter. De kan opdeles i 4 store grupper:

Afhængigt af arten kan en organisme have en eller forskellige kombinationer af flere typer nematocytter.

Cnidocyttoksicitet

Nematocyster indeholder en meget lille mængde gift, men den er ekstrem stærk: I et af forsøgene blev det vist, at udledning af en enkelt nematocyt kan dræbe en Drosophila-larve, som er flere hundrede tusinde gange større end den.

De farligste for mennesker er boksvandmandelematocytter . Et medlem af denne klasse, havhvepsen ( Chironex fleckeri ), er anerkendt af det australske havforskningsinstitut som det mest giftige vanddyr kendt. Det giver ekstremt stærke smerter, som ofte ender med døden, i nogle tilfælde efter 2-3 minutter; chancerne for overlevelse i tilfælde af, at en person bliver stukket af en havhveps under svømning, er nul.

Andre cnidarians, såsom løvens mane vandmænd ( Cyanea capillata ), som er beskrevet i Arthur Conan Doyles historie "The Lion's Mane" (fra Sherlock Holmes cyklus ), eller den " portugisiske krigsmand" sifonophor , kan også påføre mennesker meget alvorlig skade, som i nogle tilfælde fører til døden.

På den anden side er nematocysterne fra rigtig mange arter af cnidarians ikke i stand til at trænge igennem menneskelig hud. Hos disse dyr bruges nematocytter næsten udelukkende til jagt på små byttedyr. Derudover bruges cnidocytter i kolonianemoner til at stikke en polyp mod en anden i kampen om et gunstigt sted.

Giften fra cnidarians (såvel som fra mange andre dyr) kan have en artsspecifik virkning: giften, der er lavt giftig for mennesker og pattedyr, kan på samme tid have en ekstremt stærk skadelig virkning på det sædvanlige bytte for cnidarians . Sådanne artsspecifikke egenskaber af giften bruges i øjeblikket i syntesen af ​​nye lægemidler og insekticider .

Fraværet af cnidocytter i ctenophorer blev på et tidspunkt et af argumenterne for at opdele typen af ​​coelenterater i uafhængige typer cnidarians og ctenophores.

Noter

  1. ↑ Holstein T., Tardent P. An ultrahigh-speed analyse of exocytosis: nematocyst discharge  //  Science : journal. - 1984. - Bd. 223 , nr. 4638 . - S. 830-833 . - doi : 10.1126/science.6695186 . — PMID 6695186 .
  2. ↑ Kass-Simon G., Scappaticci AA Jr. Den adfærdsmæssige og udviklingsmæssige fysiologi af nematocyster  // Canadian Journal of  Zoology : journal. - 2002. - Bd. 80 . - P. 1772-1794 . - doi : 10.1139/Z02-135 .
  3. ↑ Nüchter Timm, Benoit Martin, Engel Ulrike, Özbek Suat, Holstein Thomas W. Nanosecond-scale kinetics of nematocyst discharge  // Current Biology  : journal  . - Cell Press , 2006. - Vol. 16 , nr. 9 . - P.R316-R318 . - doi : 10.1016/j.cub.2006.03.089 .

Kilder

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier