Ewolucja cyklu życiowego rurkopławów: jak powstają eudoksje? Dr Maciej Mańko z kolejną prestiżową publikacją w „Current Biology”
Rurkopławy to parzydełkowce (bliscy kuzyni meduz) unoszące się w toni wodnej, tworzące linearne kolonie dochodzące do kilkudziesięciu metrów długości. Te fascynujące i wciąż tajemnicze stworzenia są tematem pracy badawczej dr. Macieja Mańko z Wydziału Oceanografii i Geografii UG, który właśnie opublikował o nich kolejny artykuł w periodyku „Current Biology”. Publikacja The evolution of an individual-like dispersive stage in colonial siphonophores omawia wyniki badań przeprowadzonych przez dr. Macieja Mańko w ramach grantu NCN PRELUDIUM.
Kolonie rurkopławów składają się z funkcjonalnie wyspecjalizowanych osobników (tzw. zooidów) połączonych wspólnym stolonem. Zooidy układają się w powtarzające się pod względem składu segmenty, zwane kormidiami. Nowe zooidy powstają poprzez pączkowanie w specjalnej strefie wzrostu, co prowadzi do stopniowego wydłużania kolonii.
Rurkopławy do rozmnażania płciowego wykorzystują zredukowane stadium meduzy, tj. gonofor, który odłącza się od kolonii, a następnie wypuszcza gamety bezpośrednio do oceanu i obumiera, ponieważ nie potrafi samodzielnie zdobywać pokarmu. Badania dr. Macieja Mańko prowadzone w Villefranche-sur-Mer (Francja) dotyczyły unikalnej strategii rozrodczej niektórych rurkopławów, w której zamiast wypuszczać pojedynczy gonofor, kolonie ulegają procesowi fragmentacji, w wyniku którego uwalniają całe kormidia, rozwijające się w specyficzne stadium cyklu życia zwane eudoksją.
Dr Maciej Mańko; fot. M. Jakubowski
- Morskie zwierzęta kolonijne mają złożone cykle życiowe, w których występuje stadium dyspersyjne, albo przed zapłodnieniem, jak meduza uwalniana z kolonii stułbiopławów, albo po zapłodnieniu, w formie wolnopływającej larwy. Taka strategia umożliwia efektywny przepływ genów między populacjami i sprzyja rozszerzaniu zasięgu występowania - mówi dr Maciej Mańko. - U rurkopławów, które badaliśmy, takim stadium dyspersyjnym nie jest pojedynczy osobnik, lecz fragment kolonii, nazywany eudoksją, co jest ewolucyjnie unikalną strategią wśród zwierząt. Co więcej, eudoksja, podobnie jak kolonia macierzysta, składa się z wielu wyspecjalizowanych zooidów, a mimo to funkcjonuje jak pojedynczy organizm, rzucając nowe światło na ewolucję indywidualizacji.
Aby zrozumieć mechanizmy powstawania eudoksji, zespół badawczy zastosował nowoczesne techniki, m.in. mikroskopię elektronową, obrazowanie tkanek w czasie rzeczywistym (ang. live imaging), immunohistochemię oraz stymulację farmakologiczną. Wyniki badań wykazały, że uwolnienie eudoksji wymaga aktywności specjalnego mięśnia, nazwanego przez badaczy pierścieniem odłączającym (ang. detachment ring). Pełną dojrzałość to stadium osiąga dopiero po odłączeniu od kolonii macierzystej, poprzez reorganizację morfologiczną zooidów, zależną od aktywności aktomiozyny.
Co więcej, badacze wykazali, że mimo iż eudoksja składa się z kilku połączonych osobników, to funkcjonuje jak pojedynczy organizm. Odkrycie to stanowi ważny element w rozumieniu ewolucji indywidualizacji. Ponadto, naukowcy udokumentowali, że eudoksje zajmują inne nisze ekologiczne niż kolonie macierzyste, co poprzez ograniczenie konkurencji wewnątrzgatunkowej może przyczyniać się do sukcesu ekologicznego gatunków wytwarzających eudoksje. Na podstawie filogenetycznych rekonstrukcji cykli życiowych i morfologicznej ewolucji rurkopławów, badacze zaproponowali również rewizję relacji taksonomicznych w obrębie podrzędu Calycophorae.
Pełen tekst artykułu można przeczytać tutaj: The evolution of an individual-like dispersive stage in colonial siphonophores: Current Biology. Dr Maciej Mańko jest pierwszym autorem publikacji.
Zachęcamy również do przeczytania wywiadu przeprowadzonego z dr. Maciejem Mańko przed wyjazdem na stypendium Bekker NAWA: Najlepiej oceniony projekt Bekker NAWA! Dr Maciej Mańko pojedzie do Uniwersytetu Yale | Aktualności - Uniwersytet Gdański.
