Escolopos Euprymna -Euprymna scolopes
| Escolopos Euprymna | |
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| A lula havaiana bobtail, Euprymna scolopes , nadando na coluna de água ao largo da costa sul de Oahu | |
Classificação científica 
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| Reino: | Animalia |
| Filo: | Molusca |
| Classe: | Cefalópode |
| Pedido: | Sepiida |
| Família: | Sepiolidae |
| Subfamília: | Sepiolinae |
| Gênero: | Euprymna |
| Espécies: |
E. scolopes
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| Nome binomial | |
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Escolopos Euprymna
Berry , 1913
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Escolópios Euprymna , também conhecidos como lula bobtail havaiana , é uma espécie de lula bobtail da família Sepiolidae nativa do Oceano Pacífico central, onde ocorre em águas costeiras rasas das ilhas havaianas e da ilha Midway . O espécime-tipo foi coletado nas ilhas havaianas e está depositado no Museu Nacional de História Natural em Washington, DC .
Escolópios de Euprymna crescem até 30 mm (1,2 pol.) De comprimento do manto . Os recém-nascidos pesam 0,005 g (0,00018 onças) e amadurecem em 80 dias. Os adultos pesam até 2,67 g (0,094 oz).
Na natureza, E. scolopes se alimenta de espécies de camarão , incluindo Halocaridina rubra , Palaemon debilis e Palaemon pacificus . No laboratório, E. scolopes tem sido criadas numa dieta variada de animais, incluindo mysids ( Anisomysis sp.), Salmoura camarão ( Artemia salina ), mosquitofish ( Gambusia affinis ), camarões ( Leander debilis ), e polvo ( polvo cyanea ) .
A foca-monge havaiana ( Monachus schauinslandi ) ataca E. scolopes nas águas do noroeste do Havaí.
Em 3 de junho de 2021, SpaceX CRS-22 lançou E. scolopes, junto com tardígrados , para a Estação Espacial Internacional . As lulas foram lançadas como filhotes e serão estudadas para ver se podem incorporar suas bactérias simbióticas em seu órgão de luz enquanto estão no espaço.
Simbiose
Os escolópios de Euprymna vivem em uma relação simbiótica com a bactéria bioluminescente Aliivibrio fischeri , que habita um órgão especial de luz no manto da lula. As bactérias são alimentadas com uma solução de açúcar e aminoácidos pela lula e, em troca, escondem a silhueta da lula quando vista de baixo, combinando a quantidade de luz que atinge o topo do manto ( contra-iluminação ). E. scolopes serve como um organismo modelo para simbiose animal-bactéria e sua relação com A. fischeri foi cuidadosamente estudada.
Aquisição
A bactéria bioluminescente, A. fischeri , é transmitida horizontalmente por toda a população de E. scolopes . Os filhotes não têm essas bactérias necessárias e devem selecioná-las cuidadosamente em um mundo marinho saturado com outros microorganismos.
Para capturar essas células com eficácia, o E. scolopes secreta muco em resposta ao peptidoglicano (um dos principais componentes da parede celular das bactérias ). O muco inunda os campos ciliados na área imediata em torno dos seis poros do órgão leve e captura uma grande variedade de bactérias. No entanto, por algum mecanismo desconhecido, A. fischeri é capaz de vencer outras bactérias no muco.
À medida que as células de A. fischeri se agregam ao muco, elas devem usar seus flagelos para migrar através dos poros e para baixo nos dutos ciliados do órgão leve e suportar outra enxurrada de fatores do hospedeiro destinados a garantir apenas a colonização de A. fischeri . Além da corrente implacável derivada do hospedeiro que força as bactérias desafiadas pela motilidade para fora dos poros, várias espécies reativas de oxigênio tornam o ambiente insuportável. A peroxidase de haleto de lula é a principal enzima responsável por criar esse ambiente microbicida , usando peróxido de hidrogênio como substrato, mas A. fischeri desenvolveu um contra-ataque brilhante. A. fischeri possui uma catalase periplasmática que captura o peróxido de hidrogênio antes de ser usado pela peroxidase do haleto de lula, inibindo indiretamente a enzima. Depois de passar por esses ductos ciliados, as células de A. fischeri nadam em direção à antecâmara, um grande espaço revestido por epitélio , e colonizam as estreitas criptas epiteliais.
As bactérias se desenvolvem com os aminoácidos e açúcares derivados do hospedeiro na antecâmara e rapidamente preenchem os espaços das criptas dentro de 10 a 12 horas após a eclosão.
Relacionamento contínuo
A cada segundo, uma lula juvenil ventila cerca de 2,6 ml (0,092 fl oz; 0,088 US fl oz) de água do mar ambiente através de sua cavidade no manto. Apenas uma única célula de A. fischeri , um / 1 milionésimo do volume total, está presente em cada ventilação.
O aumento de aminoácidos e açúcares alimenta a bioluminescência metabolicamente exigente de A. fischeri , e em 12 horas, o pico de bioluminescência e a lula juvenil são capazes de contra-iluminar menos de um dia após a eclosão. A bioluminescência exige uma quantidade substancial de energia de uma célula bacteriana. Estima-se que demande 20% do potencial metabólico de uma célula.
As cepas não luminescentes de A. fischeri teriam uma vantagem competitiva definitiva sobre as luminescentes do tipo selvagem, no entanto mutantes não luminescentes nunca são encontrados no órgão de luz de E. scolopes . De fato, procedimentos experimentais mostraram que a remoção dos genes responsáveis pela produção de luz em A. fischeri reduz drasticamente a eficiência da colonização. As células luminescentes, com a luciferase em funcionamento , podem ter uma afinidade maior pelo oxigênio do que pelas peroxidases , anulando assim os efeitos tóxicos das peroxidases. Por esse motivo, acredita-se que a bioluminescência tenha evoluído como um antigo mecanismo de desintoxicação de oxigênio nas bactérias.
Venting
Apesar de todo o esforço necessário para obter A. fischeri luminescente , a lula hospedeira lança a maior parte das células diariamente. Esse processo, conhecido como “ventilação”, é responsável pelo descarte de até 95% do A. fischeri no órgão de luz todas as manhãs ao amanhecer. As bactérias não ganham nenhum benefício com esse comportamento e o lado positivo da lula em si não é claramente compreendido. Uma explicação razoável aponta para o grande gasto de energia na manutenção de uma colônia de bactérias bioluminescentes.
Durante o dia, quando as lulas estão inativas e escondidas, a bioluminescência é desnecessária e a expulsão do A. fischeri conserva energia. Outra razão, mais evolutivamente importante, pode ser que a ventilação diária garante a seleção para A. fischeri que desenvolveram especificidade para um determinado hospedeiro, mas podem sobreviver fora do órgão leve.
Uma vez que A. fischeri é transmitido horizontalmente em E. scolopes , manter uma população estável deles em mar aberto é essencial para fornecer órgãos leves funcionais às gerações futuras de lulas.
Órgão leve
O órgão de luz tem uma resposta elétrica quando estimulado pela luz, o que sugere que o órgão funciona como um fotorreceptor que permite que a lula hospedeira responda à luminescência de A. fischeri .
As vesículas extraoculares colaboram com os olhos para monitorar a luz que flui para baixo e a luz criada a partir da contra-iluminação, de modo que, à medida que a lula se move para várias profundidades, ela pode manter o nível adequado de saída de luz. Agindo com base nessas informações, a lula pode então ajustar a intensidade da bioluminescência modificando o saco de tinta , que funciona como um diafragma ao redor do órgão de luz. Além disso, o órgão de luz contém uma rede de refletores exclusivos e tecidos de lentes que ajudam a refletir e focar a luz ventralmente através do manto .
O órgão de luz de lulas embrionárias e juvenis tem uma notável semelhança anatômica com um olho e expressa vários genes semelhantes aos envolvidos no desenvolvimento do olho em embriões de mamíferos (por exemplo , eya , dac ), o que indica que olhos de lula e órgãos de luz de lula podem ser formados usando o mesmo "kit de ferramentas" de desenvolvimento .
À medida que a luz do poço aumenta ou diminui, a lula é capaz de ajustar a luminescência de acordo, mesmo em vários ciclos de intensidade de luz.
Veja também
Referências
Leitura adicional
- Callaerts, P., PN Lee, B. Hartmann, C. Farfan, DWY Choy, K. Ikeo, KF Fischbach, WJ Gehring & G. de Couet 2002. "HOX genes in the sepiolid squid Euprymna scolopes : Implications for the evolution of planos corporais complexos " (PDF) . Arquivado do original em 28/03/2004.CS1 maint: bot: status do URL original desconhecido ( link ) (465 KB) PNAS 99 (4): 2088-2093.