進化的シフトダウンミミズ

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進化的シフトダウンミミズ
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最も一般的なミミズが障壁のように長くて太くなり、それ自体が構築するチューブの中に住み始め、そこから多数の触手だけが突き出ていると想像してみてください。彼はパイプから這い出ることはなく、脊椎動物の骨の残骸、沈没船の腐敗した残骸、または硫化水素泉の近くに落ち着きます。そんなミミズが存在することは想像しがたいですね。しかし、そのような生物は自然界に存在し、その名前はvestimentiferaです。

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チューブなしのVestimentiferaRiftiapachyptila

Vestimentiferワームは、その同族体、pogonophores、carpenters、woodwormsとともに、zyboglinidファミリーに属しています(これらのワームの名前はすべての人に当てはまるわけではないことを理解しています)。これらのワームのグループはすべて無茎環形動物であり、ミミズと同じ祖先の子孫です。進化だけがミミズを土壌に追いやり、深海の生息地を探索するためにザイボグリニドを送りました。すでに述べたように、一部のVestimentiferaは熱水噴出孔の近くに定住し、そこの条件は通常の好気性生物にとって天国からはほど遠いものです。一般に、Vestimentiferaは、ワーム間の進化的ダウンシフトの例と見なすことができます。

地球上の生命の発祥地とされている熱水泉の近くの状況についてもう少し話しましょう。そこでの温度は、ソースのアクティビティに依存し、摂氏+ 2〜 + 30度の範囲で変動する可能性があり、媒体の反応は酸性(pHは4、4に低下する可能性があります)、化学組成は大きく異なり、濃度硫化水素と硫化物の量は、人間が許容できる基準を100倍超えています…ほとんどの好気性生物にとって、寒く、次に暑く、酸っぱく、非常に有毒です(硫化水素は呼吸鎖の最終酵素をブロックします)。しかし、私たちのヒーローであるvestimentifeワームは、硫化水素源へのリンクにうまく適応し、有毒な環境からも恩恵を受けています。

すべてのVestimentiferaが熱水噴出孔の近くに定住するわけではないことに注意してください。Riftia(Riftia pachyptila)やRidgeia(Ridgeia piscesae)などの一部の代表者だけが熱水噴出孔に引き寄せられます。これらのワームは腸を取り除き、体腔のほぼ全内腔が特別な器官であるトロフォソームによって占められています。共生化学合成独立栄養細菌は、この器官の細胞のすぐ内側に住んでいます。このようなバクテリアは、酸化源として水硫化物イオン(HS-)を使用し、酸化中に放出された電子が電子伝達系に入り、最終的にATPが形成されます。これは(少なくとも地球上では)生物の普遍的なエネルギー通貨です。

私たちのVestimentiferaのすべての栄養は、化学合成独立栄養細菌との共生関係に基づいています。ワームは、共生生物に生活空間を提供し、硫化物を提供し、その見返りに、コハク酸とグルタミン酸の形で既製の有機物を受け取ります。バクテリアを「養う」ために、どのようにして有毒な硫化物をあなたの体を通して輸送するのかという疑問が生じます。この場合、RiftiaとRidgeはヘモグロビンを変更しました。これらのワームの酵素鎖には、硫化水素に結合して体内に輸送できるシステイン残基が備わっています(酸素移動に問題はありません)。

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透過型電子顕微鏡、Riftiaトロフォソーム細菌で撮影した電子線回折パターン

さらに、最近、モスクワ州立大学生物学部の無脊椎動物学科で、Vestimentiferaの記録的な巨人であるRifthiaの循環系を調査し、他の環形動物の特徴ではないいくつかの特徴的な特徴を特定しました。 。リフィアはよく発達したラクナシステムを持っており、主要な器官系(共生細菌が生息するトロフォソームを含む)を排出し、血液がワームの体の上端に押し出される主要な血管はさらに筋肉の層で裏打ちされています組織。

さらに、2つの血管系が裂け目の触手ゾーンで接続されているため、血液は基底血管と軸血管の両方に沿って触手に流れます。追加の血管系により、リフタは触手を運ぶラメラを400対も獲得することができました(他の前庭では、その数は70を超えません)。

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リフタの前庭への血液供給の循環

したがって、ヘモグロビンの変化と循環系の強化により、ミミズの親戚は強い毒素に耐性を持ち、完全に共生栄養に切り替わり、人生にほとんど役に立たないニッチを習得することができました。

文学

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