Фрагматопома калифорнийская
Виды кольчатых червей

Фрагматопома калифорнийская
Червь «Песчаный замок» в неволе строит свою трубку из песка и белых керамических бусин
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Эукариоты
Королевство:Анималия
Тип:Кольчатые черви
Клад :Плейстоаннелиды
Клад :Сидентария
Семья:Сабелларииды
Род:Фрагматопома
Разновидность:
P. калифорнийский
Биномиальное имя
Фрагматопома калифорнийская
Кинберг, 1867 г.

Phragmatopoma californica , широко известный как червь песчаного замка , сотовый червь [1] или сотовый трубчатый червь , [2] является рифообразующим морским полихетным червем , принадлежащим к семейству Sabellarididae . Он темно-коричневого цвета с короной из лавандовых щупалец и имеет длину до 7,5 сантиметров (3,0 дюйма). [3] Червь обитает на побережье Калифорнии , от округа Сонома до северной части Нижней Калифорнии . [4]

Черви Sandcastle живут колониями, строя трубчатые рифы, несколько похожие на песчаные замки (отсюда и название), которые часто можно увидеть на каменистых пляжах во время среднего и отлива. Песчаные замки, которые имеют внешний вид, похожий на соты , могут покрывать площадь до 2 метров (6,6 футов) с каждой стороны. [3] Они могут делить области с мидийными отмелями и встречаются в любом месте, которое обеспечивает некоторое укрытие, например, на скалах, нависающих выступах и вогнутых береговых линиях. [4]

Черви остаются в своих трубках и почти никогда не видны. Во время отлива, когда они находятся над водой, они закрывают вход в свои трубки щитовидным крышечкой из темных щетинок . При погружении они вытягивают свои щупальца из трубки, чтобы поймать частицы пищи и песчинки. Песчинки сортируются, причем лучшие используются для поддержания трубки в состоянии восстановления, [3] а остальные выбрасываются. Колонии образуются путем стадного поселения личинок , которым требуется контакт с существующей колонией, чтобы превратиться во взрослых червей. [4] Стадное поселение этого вида было связано со специфическими свободными жирными кислотами, связанными с трубками взрослых червей. [5] На каменистых пляжах поселение зависит от поведения личинок в толще воды и восприятия химических сигналов, когда личинки контактируют с трубками. [6]

Червей Sandcastle не следует путать с похожими, но более северными Sabellaria cementarium , которые встречаются от Аляски до Южной Калифорнии и имеют янтарного цвета крышечку. [4] В отличие от P. californica , S. cementarium редко образует колонии, не селится стаями, а его личинки не реагируют на свободные жирные кислоты. [7]

Подводный клей

Колония под водой
Колония, обнажённая отливом

В 2004 году исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB) обнаружили, что клей, используемый червем Phragmatopoma для построения своей защитной трубки, состоит из определенных белков с противоположными зарядами. [8] Эти белки называются полифенольными белками [9], которые используются в качестве биоадгезивов . [10] Им удалось получить последовательность этих адгезивных белков. [11] Вдохновленные этими результатами, исследователи из Университета Юты в 2009 году сообщили, что им удалось воспроизвести клей , который черви выделяют и используют для склеивания песчинок под водой. [12] Типичное количество клея, которое червь производит за один раз, составляет приблизительно 100 пиколитров , что требует 50 миллионов для заполнения чайной ложки. [13]

Они полагают, что клей может применяться в качестве биосовместимого медицинского клея , например, для восстановления раздробленных костей. [14] Если будет доказано, что это осуществимо, синтетический клей на основе сложных коацерватов , [15] можно будет использовать для фиксации небольших фрагментов костей вместо металлических стабилизирующих устройств, таких как штифты и винты, которые сложно использовать. [14] Другие потенциальные медицинские применения включают запечатывание порезов кожи, восстановление черепно-лицевых костей и разрезов роговицы . [13]

Препятствия включают обеспечение связи с подложкой, а не с поверхностным слоем воды. Другое заключается в том, что для затвердевания клеям необходимо высохнуть. Большинство из них либо не затвердевают под водой, либо схватываются слишком быстро. [13]

Белки , составляющие основу его клея, содержат боковые цепи фосфатных и аминогрупп , которые являются известными усилителями адгезии, что, вероятно, помогает смачивать поверхность. Клей состоит из двух частей, с различными белками и боковыми группами в каждой. Они производятся отдельно в железе, как эпоксидная смола , и смешиваются по мере их выделения. [16] [17] Клей застывает примерно за 30 секунд, вероятно, из-за большой разницы в кислотности между кислым клеем и морской водой. [18] Отверждение занимает около шести часов, так как белки сшиваются, достигая консистенции обувной кожи . [13]

Существующие медицинские суперклеи высокоиммуногенны . Первоначальные эксперименты с новым синтетическим клеем на животных не выявили иммунного ответа. Но внутри организма клей должен в конечном итоге распасться, в идеале примерно с той же скоростью, с которой отрастают кости или ткани. Поэтому расщепляемые версии включают белки, которые расщепляются специализированными клетками. [13]

Другие виды, которые производят подводный клей, включают некоторые виды мидий , устриц , морских желудей и личинок ручейников . [13]

Сноски

  1. ^ Хинтон, Сэм (1987). Жизнь на побережье Южной Калифорнии: введение в животный мир пляжей Калифорнии к югу от Санта-Барбары . Путеводители по естественной истории Калифорнии. Т. 26. Издательство Калифорнийского университета. С. 48. ISBN 978-0-520-05924-5.
  2. ^ "Honeycomb Tube Worm". LiMPETS. Архивировано из оригинала 2011-03-13 . Получено 2009-10-31 .
  3. ^ abc Хинтон, Сэм (1988-01-26). Жизнь на побережье Южной Калифорнии: Введение в животный мир пляжей Калифорнии к югу от Санта-Барбары. ISBN 9780520059245.Страница 31.
  4. ^ abcd Between Pacific Tides (5-е изд.). Stanford University Press. 1992. стр. 233. ISBN 978-0-8047-2068-7.
  5. ^ Паулик, Дж. Р. (1986). «Химическая индукция личиночного поселения и метаморфоза у рифообразующего трубчатого червя Phragmatopoma californica (Sabellariidae: Polychaeta)». Морская биология . 91 : 59–68 . doi :10.1007/BF00397571. S2CID  87087873.
  6. ^ Pawlik, JR; Butman, CA; Starczak, VR (1991). «Гидродинамическое облегчение стадного поселения рифообразующего трубчатого червя». Science . 251 (4992): 421– 424. Bibcode :1991Sci...251..421P. doi :10.1126/science.251.4992.421. PMID  17775107. S2CID  981815.
  7. ^ Павлик, младший; Чиа, ФС (1991). «Личиночное поселение Sabellaria цементариум Мура и сравнение с другими видами полихет сабеллариид». Канадский журнал зоологии . 69 (3): 765–770 . doi :10.1139/z91-110.
  8. ^ Стюарт, Р. Дж.; Уивер, Дж.; Морс, Д. Э.; Уэйт, Дж. Х. (2004). «Трубчатый цемент Phragmatopoma californica: твердая пена» (PDF) . J. Exp. Biol . 207 (26): 4727– 4734. doi : 10.1242/jeb.01330 . PMID  15579565. S2CID  1104838.
  9. ^ Дженсен, Ребекка А.; Морс, Дэниел Э. (1988). «Биоадгезив трубок Phragmatopoma californica : шёлкоподобный цемент, содержащий L-ДОФА». Журнал сравнительной физиологии B. 158 ( 3): 317–24 . doi :10.1007/BF00695330. S2CID  25457825.
  10. ^ Rzepecki, LM; Chin, SS; Waite, JH; Lavin, MF (1991). «Молекулярное разнообразие морских клеев: полифенольные белки из пяти видов мидий». Молекулярная морская биология и биотехнология . 1 (1): 78–88 . PMID  1845474.
  11. ^ Чжао, Х.; Сан, К.; Стюарт, Р. Дж.; Уэйт, Дж. Х. (2005). «Цементные белки полихеты Phragmatopoma californica, строящей трубки». J. Biol. Chem . 280 (52): 42938– 42944. doi : 10.1074/jbc.M508457200 . PMID  16227622.
  12. ^ Шао, Х.; Бахус, К. Н.; Стюарт, Р. Дж. (2009). «Водный клей, смоделированный по образцу клея Sandcastle из P. californica». Macromol. Biosci . 9 (5): 464– 471. doi :10.1002/mabi.200800252. PMC 2848666. PMID  19040222 . 
  13. ^ abcdef Фонтан, Генри (12 апреля 2010 г.). «Изучение морской жизни в поисках клея, который чинит людей». New York Times . Получено 13 апреля 2010 г.
  14. ^ ab "Секреты червя Sandcastle могут дать мощный медицинский клей". ScienceDaily . 27 сентября 2009 г. Получено 31 октября 2009 г.
  15. ^ Стюарт, Р. Дж.; Ванг, К. С.; Шао, Х. (2011). «Комплексные коацерваты как основа для синтетических подводных адгезивов». Advances in Colloid and Interface Science . 167 ( 1– 2): 85– 93. doi :10.1016/j.cis.2010.10.009. PMC 3130813. PMID 21081223  . 
  16. ^ Ван, CS; Стюарт, RJ (2013). «Многокомпонентный сополиэлектролитный клей песчаного червя Phragmatopoma californica (Fewkes): катализируемое катехолоксидазой отверждение через пептидил-ДОФА». Биомакромолекулы . 14 (5): 1607– 1617. doi :10.1021/bm400251k. PMID  23530959.
  17. ^ Ван, CS; Стюарт, RJ (2012). «Локализация биоадгезивных предшественников песчаного червя Phragmatopoma californica (Fewkes)». J. Exp. Biol . 215 (2): 351–361 . doi : 10.1242/jeb.065011 . PMID  22189779.
  18. ^ Стивенс, М. Дж.; Стерен, Р. Э.; Хлэди, В.; Стюарт, Р. Дж. (2007). «Многомасштабная структура подводного клея Phragmatopoma Californica: наноструктурированный латекс с крутым градиентом микропористости». Langmuir . 23 (9): 5045– 5049. doi :10.1021/la063765e. PMC 3974424 . PMID  17394366. 
Колония червей-трубочек удалена с пляжа
  • Медиа, связанные с Phragmatopoma californica на Wikimedia Commons
  • "Phragmatopoma californica". Энциклопедия жизни .
  • Фотографии Питера Дж. Брайанта
  • Фотографии червей из песчаного замка и исследования связанных с ними материалов, сделанные в Университете штата Юта
  • Видео Университета Юты о том, как червь строит трубу
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Phragmatopoma_californica&oldid=1251408640"