刺痛水神秘解决 - “粘液手榴弹”

三个仙鱼水母

来自博伊特,荷兰加勒比的三种蛋白酶或颠倒的水母在史密瑟森国家自然历史博物馆的无脊椎动物生物科学部中看到的实验室。漂浮在水母上方和左侧的阴天物质是它们出汗的粘液。A team led by scientists at the Smithsonian, the University of Kansas and the U.S. Naval Research Laboratory report in the Feb. 13, 2020 issue of the journal Nature Communications Biology that they have discovered microscopic stinging structures inside the mucus secreted by upside-down jellyfish that cause swimmers and prey to be stung without coming into contact with these jellyfish. Credit: Allen Collins and Cheryl Ames

水母可以刺痛游泳运动员,猎物与“粘液手榴弹”

跨学科研究团队发现,描述了新的自由浮动水母刺痛结构。

在世界各地的温暖的沿海水域中,游泳运动员通常可以在海底上发现大群水母脉动。除非用防护服准备正确准备,否则最好能够避免仙鱼或颠倒的水母栖息地的区域:即使没有直接接触,也会导致刺激性的刺激性。

现在,研究人员仔细看着这些平面上的生物附近遇到的“刺痛”的原因:毒素填充的粘液释放到水中。在2020年2月13日。发行期刊自然通信生物学yabo124一支由科学家们在史密森尼国家自然历史大学,堪萨斯大学和美国海军研究实验室报告的科学家领导的团队,他们发现了它们在刺痛的细胞的粘液和刺痛的细胞中发现的微观结构。

“这一发现既是一个惊喜,令人遗憾的是刺痛的谜团,”博伊尔大学博物馆研究助理和副教授谢丽尔艾姆斯说。“我们现在可以让游泳者知道刺痛的水是由颠倒的水母引起的,尽管他们作为温和的毒刺普遍声誉。”水母通常在平静地发现,庇护水域,如泻湖和红树林。

由科学家领导的一支由科学家们发现的微观刺痛结构在粘液中分泌的粘液分泌的粘附细胞的旋转细胞分泌的微观刺痛结构。这些颈剂可以刺痛游泳运动员和猎物而不与水母本身接触。信用:安娜克洛姆丁

该研究,对多年来进行的混乱群体进行的多学科探索,散发出艾姆斯,国家海洋和大气管理局(NOAA)动物艾伦·埃伦·柯林斯和同事对他们在颠倒的水母附近游泳后的所有经验丰富的时手的不适的好奇心。It began when Ames was a graduate student in the invertebrate zoology lab that Collins heads at the museum and culminated when Ames, as a postdoctoral fellow at the U.S. Naval Research Laboratory, investigated the question further as an issue of safety for scientists, the military and recreationists. Initially, Ames said, she and her colleagues were not even sure jellyfish were responsible for their stinging, itching skin, since several other ideas had been put forward about the phenomena, including severed jellyfish tentacles, “sea lice,” anemones and other stinging marine animals. But they knew that the upside-jellyfish in the museum’s aquarium-room lab tanks released clouds of mucus when they were agitated or feeding, and they wondered if they might find the culprit there.

在显微镜下的颈剂

沿着突出边缘的椭圆形结构是刺痛称为Nematysts的胶囊,内部的棕色细胞是共生藻类,其存在于Cassiopea的组织内或颠倒的水母。A team led by scientists at the Smithsonian’s National Museum of Natural History, the University of Kansas and the U.S. Naval Research Laboratory report in the Feb. 13, 2020 issue of the journal Nature Communications Biology that they have discovered microscopic stinging structures inside the mucus secreted by upside-down jellyfish–gyrating balls of stinging cells that they call cassiosomes. These cassiosomes can sting swimmers and prey without coming into contact with the jellyfish themselves. Credit: Cheryl Ames and Anna Klompen

当AMES和Smithsonian实习生Kade Muffett和Mehr Kumar首先将水母粘液的样品放在显微镜下,他们惊讶地看到颠簸的小球旋转和循环在粘稠的物质上。与堪萨斯大学和前博物馆和Noaa博物馆的研究生一起与Anna Klompen一起,他们转向几种更复杂的成像方法来仔细检查神秘的群众,最终出现了更清晰的图片。他们发现的凸起的斑点实际上是细胞的空心球,可能填充具有相同的果冻状物质,使其结构的水母。大多数外部细胞都是称为Nematocytes的刺痛细胞。其他细胞也存在,包括一些用纤毛 - 挥动的毛丝,推动颈剂的运动。困扰地,在每个球体的果冻填充中心内部是一点赭色的共生藻类 - 与水母本身内存的相同排序。

再看一下水母本身,该团队能够检测聚集成的颈报体,以生物的手臂上的小勺状结构。当他们轻轻地挑起水母时,他们可以看到颈报体慢慢地脱离,稳步留下阑尾,直到数千个与动物的粘液混合。他们还发现,Cassiosomes是实验室喂养盐水虾的有效杀手,以及该团队在实验室中迅速屈服于微小的甲壳类动物的视频。在博物馆和美国海军研究实验室进行的分子分析确定了颈报体内的三种不同的毒素。

虽然它在海洋中的确切角色尚不清楚,但Ames表示,梳理群装粘液可能是颠倒的水母喂养策略的重要组成部分。虽然生活在颠倒的水母内部的光合藻类提供了大部分动物的营养资源,但水母可能需要在光合作用时补充饮食 - 而毒性粘液似乎保持不安全的细菌。

“紫薇中的毒液一般都很明显,这项研究将我们的知识迈出了一步,探讨了Jellyfish如何以有趣和新的方式使用他们的毒液,”Klompen说。

Collins表示,球队的发现特别令人兴奋,因为仙鱼的水母已被认可超过200年,但暗处理群落仍然是未知的。“他们不是最有毒的火葬场,但存在人类健康影响,”他说。“我们知道水变得吝啬,但没有人花时间究竟要弄清楚它是如何发生的事情。”该团队已经确定了四个额外的紧密相关的水母种类,在国家水族馆饲养,他们渴望了解它们是否可能更普遍。

“这项研究表明,利用多机构合作来解决世界各地困扰科学家和游泳运动员的问题的力量,”美国海军研究实验室副实验室负责人加里沃拉说。“鉴于这些结论所需的工具的宽度,这是团队在通过在数据带来的地方进行实验追求的能力。”

参考:“Cassiosomes是颠倒水母粘液中的刺痛细胞结构Cassiopea Xamachana.” by Cheryl L. Ames, Anna M. L. Klompen, Krishna Badhiwala, Kade Muffett, Abigail J. Reft, Mehr Kumar, Jennie D. Janssen, Janna N. Schultzhaus, Lauren D. Field, Megan E. Muroski, Nick Bezio, Jacob T. Robinson, Dagmar H. Leary, Paulyn Cartwright, Allen G. Collins and Gary J. Vora, 13 February 2020,通信生物学yabo124
DOI:10.1038 / S42003-020-0777-8

Funding and support for this research were provided by the Smithsonian, the U.S. Naval Research Laboratory, the Defense Advanced Research Projects Agency, the National Oceanic and Atmospheric Administration, the National Science Foundation, the National Aquarium, the National Research Council, the University of Kansas and the American Museum of Natural History.

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