Je hebt vast wel eens de uitdrukking gehoord: "De waarheid is vreemder dan fictie." Nou, niets is minder waar. De natuur toont ons haar bijzondere vermogen en al haar kracht met diersoorten die niet echt lijken, zoals de oorlogsschip kwallenIn dit geval hebben we het over een soort die, hoewel het misschien een product van fictie lijkt, volkomen echt is: de onsterfelijke kwallenDe momenteel geaccepteerde wetenschappelijke naam is Turritopsis dohrni (historisch aangehaald als Turritopsis-voedingsstoffen (in sommige teksten). Het heeft een functie die veel mensen graag zouden willen hebben: het omkeren van veroudering of, met andere woorden, zogenaamde biologische onsterfelijkheid.
In dit artikel gaan we het hebben over de kenmerken van de onsterfelijke kwal en meer leren over zijn geheimen, waarbij we integreren wat er bekend is over zijn biologie, zijn genetica en zijn wetenschappelijke waarde zonder zijn ware aard uit het oog te verliezen. ecologische rol in de zee
hoofdkenmerken
Dit is iets wat niet vaak voorkomt: een levend wezen met een levenslijn verjonging praktisch onbeperkt. Deze kwal heeft het vermogen zichzelf te regenereren en zijn levenscyclus opnieuw te starten. Elke keer dat hij beschadigd raakt, ernstige stress ervaart of ongunstige omstandigheden heeft, is in staat om te verjongen en te genezen terugkerend naar zijn jeugdige poliepstadium. Niet alleen is zijn regeneratief vermogen indrukwekkend, maar visueel is het ook een van de meest delicate en mooiste kwallen.
Het heeft een langwerpige klokvormige paraplu van niet meer dan 4 tot 5 mm in diameter, waardoor het een van de kleinste kwallen in volwassen toestand is. Hij heeft geen grotere omvang nodig: met zijn uitzonderlijke cellulaire plasticiteit en zijn planktonische levensstijl is hij perfect aangepast. De paraplu is dun, doorschijnend en praktisch kleurloos, waardoor u gemakkelijk naar binnen kunt kijken.
In het midden valt een diep karmijnrood spijsverteringsstelsel op, bedekt met een witachtige laag. Wanneer de onsterfelijke kwal zijn volwassen stadium bereikt, kan hij zich rond de 100 cm presenteren. 80 tot 100 tentakels kort en delicaat; bij jonge exemplaren zijn er echter meestal een of twee dozijn. Deze tentakels zijn bedekt met cnidocyten met netelcellen, netelcellen waarmee hij microscopisch kleine prooien vangt. De steek is mild en onmerkbaar voor mensen.
Op taxonomisch niveau behoort het tot de groep van cnidarians (samen met koralen en anemonen) en, meer specifiek, hydrozoa. Hun lichaam is opgebouwd rond een 95 procent water, wat de geleiachtige aard en het drijfvermogen in het water verklaart.
Habitat en verspreidingsgebied
Het is niet eenvoudig om de locatie van de onsterfelijke kwal te vinden vanwege zijn klein formaat en pelagisch leven. Het is in zeeën over de hele wereld waargenomen, met frequente voorkomens in de Middellandse Zee en delen van de Japanse Zee, evenals in het Caribisch gebied en de Stille Oceaan. Deze kosmopolitische verspreiding is onder andere bevorderd door passief transport in ballastwater van de schepen.
Over het algemeen geeft hij de voorkeur aan gematigde wateren hoewel hij een breed scala aan omstandigheden kan verdragen. Zijn aanwezigheid kan onopgemerkt blijven en verward worden met verwante soorten. Turritopsis, aangezien een specifieke diagnose een gedetailleerde analyse vereist. Het oorspronkelijk genoemde verspreidingsgebied in het Caribisch gebied breidde zich uit naarmate de taxonomie beter werd bestudeerd, en tegenwoordig wordt de soort als een wijdverspreide soort beschouwd.
Een van de redenen waarom het steeds vaker in meer regio's wordt aangetroffen, is niet dat het zich onbeperkt vermenigvuldigt, maar dat het een hoge voortplantingssnelheid met zijn bijzondere vermogen om de cyclus om te keren. Natuurlijk is deze onsterfelijkheid biologisch en ontslaat het haar niet van predatie, ziekten of ongevallen.
Het is vermeldenswaard dat ze niet vanzelf sterven van ouderdom: hun einde is meestal verbonden met de voedselketen of verstoringen. Toch kunnen ze, als kleine planktonkwal, roofdieren met een zekere effectiviteit ontwijken, wat hen, samen met hun vitale plasticiteit, een voordeel geeft. overlevingskansen opmerkelijk in kust- en oceanische omgevingen.
Cyclus van de onsterfelijke kwal
Laten we de levenscyclus van de onsterfelijke kwal analyseren. Het leven begint als een planula larve, zoals elke andere hydrozoa-kwal. Na de ontwikkeling hecht de planula zich aan een substraat en ontstaat er een poliepDeze poliep kan kolonies vormen en daardoor knopvorming ongeslachtelijk, waarbij kleine kwallen vrijkomen die aan de pelagische fase beginnen.
Er zijn veel gevallen bekend waarin de larven zich hechten aan weekdierschelpen of harde oppervlakken op de bodem. Naarmate ze zich aanpassen en vestigen, vormen ze authentieke poliepkolonies waaruit kleine kwallen tevoorschijn komen. Zo komen er elke keer weer bevolkingsgroei en verspreiden zich in de waterkolom, waar ze zich seksueel voortplanten (gameten vrijgeven) en de cyclus sluiten met nieuwe planulae.
Hier komt het unieke ervan: als een jonge of volwassen kwal te maken krijgt met ongunstige omstandigheden, verwondingen, honger of stress, kan hij een omkering van zijn levenscyclus. Dat wil zeggen, dedifferentieert zijn cellen volwassen cellen in een cellulaire cyste-achtige toestand en reorganiseert hun weefsels om een ​​nieuwe cel te vormen. poliep functioneel. Dit proces wordt genoemd transdifferentiatieAls een kwal eenmaal een poliep is, kan hij nieuwe kwallen voortbrengen die genetisch identiek zijn aan de originele kwal.
Deze lus kan talloze malen worden herhaald en in tegenstelling tot andere kwallen die het vermogen verliezen om terug te keren na de geslachtsrijpheid, T. dohrnii kunnen dit zelfs doen na reproductie. Daarom spreken we over biologische onsterfelijkheidDit betekent niet dat iemand onkwetsbaar is: een vis, schaaldier of anemoon kan het verslinden, maar een extreme verstoring kan er ook voor zorgen dat het de omkering niet succesvol kan voltooien.
Op moleculair niveau wijst vergelijkend onderzoek met nauw verwante soorten uit dat T. dohrnii presenteert er een genetische begiftiging en expressiepatronen die de DNA-bescherming en -herstel, efficiënt beheer van de oxidatieve stressen mechanismen die helpen de integriteit van de telomerenEr zijn ook verschillen waargenomen in genen die betrokken zijn bij replicatie en bij de regulering van cellulaire pluripotentiepaden, zoals de grotere vertegenwoordiging van bepaalde differentiatiefactoren, waaronder extra kopieën van GLI-type genen die betrokken zijn bij de herprogrammering van stamcellen. genetische synergie ondersteunt zijn uitzonderlijke plasticiteit.
ademhaling
Veel mensen hebben twijfels over hoe deze dieren ademen. Omdat ze geen specifiek orgaan hebben om te ademen, kwelt deze twijfel velen. We kunnen hun maag alleen door hun transparante huid zien. We kunnen echter geen kieuwen, longen of andere complexe structuren zien. Deze kwallen ze ademen door diffusie over alle lichaamsoppervlakken.
Net als andere eenvoudige dieren en organismen zoals zeesponzen, gassen uitwisselen met de opgeloste zuurstof in water dankzij de activiteit van zijn eigen cellen. Dit proces vindt plaats zonder gespecialiseerde organen, omdat zijn oppervlakte-tot-volumeverhouding Het is erg hoog en het metabolisme is laag, wat de gasuitwisseling vergemakkelijkt.
Hoewel er meestal genoeg zuurstof in het water zit voor alle soorten, er worden geen grote aggregaties waargenomen van deze kwallen, onder andere omdat ze de beschikbare zuurstof uit de micro-omgevingslaag om hen heen zouden verbruiken. Als ze zich te veel ophopen, zullen ze de neiging hebben om naar de oppervlakte te bewegen. meer zuurstofrijke gebieden, omdat ze samen lokaal de hoeveelheid zuurstof kunnen verlagen en de hoeveelheid koolstofdioxide kunnen verhogen.
Voedsel en roofdieren
Slechts een paar millimeter in diameter, T. dohrnii is een soort vleesetend die zich voornamelijk voedt met zoöplankton: copepoden, larven van schaaldieren, eieren en kleine prooien die hij vangt met zijn stekende tentakels. Dit gedrag draagt ​​bij aan de trofisch evenwicht van pelagische ecosystemen.
Hun roofdieren zijn onder andere: vis planktivoren, klein schaaldieren y anemonenOndanks zijn reputatie van onsterfelijkheid, neemt het dus een tussenliggende plaats in de voedselketen in en is het een belangrijk onderdeel van de energiestroom in de zee.
Belangrijkste bedreigingen
Hoewel het biologisch gezien een onsterfelijke kwal is, wordt hij ook geconfronteerd met bedreigingen die hem kunnen vernietigen. De manier om het proces terug te draaien naar een poliep wordt alleen geactiveerd als de Agresión of stress vereist het. Als de kans groot is dat je wordt opgegeten, kan transdifferentiatie initiëren naar een hernieuwde jeugdige staat waarin de cellen zich reorganiseren en een nieuwe poliep vormen, waaruit kwallen zullen ontstaan ​​die identiek zijn aan de originele.
Naast predatie spelen ook factoren een rol zoals: besmetting, afleveringen van hypoxiePlotselinge temperatuurschommelingen of de aanwezigheid van ziekteverwekkers kunnen herstel verhinderen of belemmeren. Biologische onsterfelijkheid is niet absoluut: als de schade enorm is of de omgeving de reorganisatiefasen niet laat voltooien, kan het proces mislukken. Voedselgebrek beperkt ook de overleving. onderhoudbaarheid en reproductie.
Wetenschappelijk belang en wat het onthult over veroudering
Het unieke van T. dohrnii heeft onderzoekers van over de hele wereld aangetrokken omdat het een natuurlijk model biedt voor het bestuderen van de regeneración en cel herprogrammerenIn het bijzonder heeft het vermogen om van een functionele volwassen toestand terug te keren naar een poliep de identificatie mogelijk gemaakt moleculaire paden en genen die betrokken zijn bij de bescherming van het genoom, DNA-herstel, controle van celdeling en het behoud van telomeren.
Vergelijkende studies met een naaste verwant, Turritopsis rubra (die niet terugkeert na de voortplanting), hebben aangetoond dat de onsterfelijke kwal meer kopieën heeft van genen die verband houden met reparatie en stabiliteit van het genoom en mechanismen van pluripotentie cellulair. Genen die de oxidatieve stress en cellulaire veroudering. Voor wetenschappers is het niet één enkel magisch gen dat zo bijzonder is, maar de combinatie van veranderingen op een gecoördineerde wijze handelen.
Is dit bevorderlijk voor de menselijke gezondheid? Het eerlijke antwoord is dat we er nog ver vandaan zijn. extrapoleren Deze processen hebben invloed op mensen. Begrijpen hoe een dier cumulatieve schade vermijdt en de cellulaire integriteit behoudt, kan echter doorbraken in de wetenschap inspireren. regeneratieve geneeskunde en bij het voorkomen of vertragen van de achteruitgang die gepaard gaat met neurodegeneratieve ziekten. Het helpt ook om het verschil te schetsen tussen lang leven (vele jaren leven met enige achteruitgang) en biologische onsterfelijkheid (voorkom terminale veroudering door de cyclus opnieuw te starten).
Het is de moeite waard om te onthouden dat dit niet het enige wezen is met regeneratieve eigenschappen: de hydra's Zoetwatervissen kunnen oneindig regenereren, en andere dieren zoals vissen of salamanders herstellen organen of ledematen. Echter, T. dohrnii Het is uniek omdat het steeds weer van volwassenheid naar een jeugdfase terugkeert, zelfs na voortplanting, wat het in een extreem geval van vitale plasticiteit.
De onsterfelijke kwal combineert een klein formaat, eenvoudige anatomie en een efficiënt moleculair mechanisme om zijn cellen flexibel te houden. Deze combinatie, gecombineerd met zijn dubbele levenscyclus (poliep en kwal), stelt hem in staat om veroudering te trotseren op een manier die de wetenschap boeit en ons begrip van hoe leven kan floreren, vergroot. jezelf opnieuw uitvinden wanneer de omgeving vijandig wordt.