Świecący niebieski pomaga chronić niesporczaki przed szkodliwym światłem ultrafioletowym

Po wystawieniu na promieniowanie ultrafioletowe, nowo odkryty gatunek niesporczaków [Tardigrada] chroni się, świecąc na niebiesko.

Niesporczaki, mikroskopijne zwierzęta znane również jako niedźwiedzie wodne lub prosięta z mchu. Są niezwykle odporne,  potrafią przeżyć w temperaturach poniżej –270 ° Celsjusza i do 150 ° C, mogą wytrzymać próżnię kosmiczną, a niektóre są szczególnie odporne na szkodliwe promieniowanie UV. Nowe badanie sugeruje, że jeden gatunek chroni się przed promieniowaniem UV za pomocą świecących pigmentów. To pierwszy eksperymentalny dowód na obecność cząsteczek fluorescencyjnych chroniących zwierzęta przed promieniowaniem – donoszą naukowcy z 14 października w Biology Letters.

„Tolerancja niesporczaków jest niezwykła” – mówi Sandeep Eswarappa, biochemik z Indyjskiego Instytutu Nauki w Bangalore w Indiach, „ale mechanizmy ich odporności nie są znane u większości [gatunków]”.

Wraz z kolegami zbadał te mechanizmy u nowego gatunku niesporczaków z rodzaju Paramacrobiotus, który naukowcy zidentyfikowali, a następnie wyhodowali w laboratorium po zerwaniu okazów z omszałej ściany kampusu. Eswarappa odkrył, że podobnie jak wiele innych niesporczaków, te Paramacrobiotus są odporne na promieniowanie ultrafioletowe. Po 15 minutach siedzenia pod bakteriobójczą lampą UV – wystarczającym czasie, aby zabić większość drobnoustrojów i spowodować uszkodzenie skóry – wszystkie okazy Paramacrobiotus przeżyły, pozornie niewzruszone.

Sekret tego, w jaki sposób te wodne niedźwiedzie przetrwały, umykał Eswarappie i jego zespołowi aż do pewnego dnia, kiedy naukowcom zdarzyło się zobaczyć rurkę ze zmielonymi niesporczakami w transiluminatorze UV, używanym do wizualizacji fluorescencji w laboratorium. Ku zaskoczeniu zespołu, tuba zaświeciła na niebiesko. „To był nasz moment mini-eureki” – mówi Eswarappa.

Cząsteczki fluoryzują, gdy absorbują światło o wyższej energii i uwalniają światło o niższej energii. Niektórzy biolodzy sugerowali, że pigmenty fluorescencyjne mogą chronić niektóre zwierzęta, takie jak żebropławy [ Ctenophora / comb jellies ] lub korale, przed promieniowaniem UV, chociaż nie zostało to wykazane w laboratorium.

Naukowcy podejrzewają, że czerwono-brązowe plamy w tym mikroskopijnym niesporczaku Paramacrobiotus, widzianym tutaj w normalnym świetle, pochłaniają szkodliwe promienie ultrafioletowe i emitują z kolei nieszkodliwe światło niebieskie. H.R. SUMA

Zespół odkrył, że poszczególne Paramacrobiotus różnią się pod względem fluorescencji, a fluorescencyjne niesporczaki są bardziej odporne na promieniowanie UV. Po jednej godzinie ekspozycji na UV, 60 procent silnie fluorescencyjnych osobników przeżyło ponad 30 dni, podczas gdy wszystkie mniej fluorescencyjne próbki zmarły w ciągu 20 dni.

Aby jeszcze bardziej powiązać fluorescencję z ochroną, naukowcy zanurzyli glisty i osobniki z gatunku niesporczaków, który nie jest odporny na promieniowanie UV, w kąpieli ze świecącym ekstraktem z paramacrobiotus. W ten sposób oba zwierzęta były bardziej odporne na promieniowanie UV w porównaniu z osobnikami zanurzonymi w samej wodzie.

Eksperymenty wyraźnie pokazują, że pigmenty są „mechanizmem tolerancji UV u tych zwierząt, a to miły krok naprzód” – mówi Paul Bartels, zoolog bezkręgowców i ekspert od niesporczaków w Warren Wilson College w Asheville, Karolina Północna, który nie był zaangażowany w badaniu. „To naprawdę fajne badanie”.

Eswarappa był zaskoczony, gdy odkrył, że blask niesporczaków odgrywał rolę w ochronie przed promieniowaniem UV, ponieważ „odkrycie fluorescencji było nieoczekiwane”. Sugeruje, że pigmenty fluorescencyjne pochłaniają promienie UV, emitując nieszkodliwe niebieskie światło, chociaż badanie nie pozwala dokładnie określić, w jaki sposób pigmenty zapewniają ochronę. Na przykład sama poświata może być po prostu dodatkowym efektem pigmentów i nie może być zaangażowana w ochronę przed promieniowaniem UV. Eswarrapa spekuluje, że świecące pigmenty mogą pomóc tym niedźwiedziom wodnym przetrwać w południowych Indiach, gdzie latem poziomy UV mogą być ekstremalne.

Źródło: Jonathan Lambert

H.R. Suma, S. Prakash and S.M. Eswarappa. Naturally occurring fluorescence protects the eutardigrade Paramacrobiotus sp. from ultraviolet radiationBiology Letters. Published online October 14, 2020. doi: 10.1098/rsbl.2020.0391.

Zdjęcia: H.R. SUMA

 

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x