Elysia chlorotica ( nombre común la elysia esmeralda oriental ) se encuentra a unos pequeños a medianos especies de verde babosa de mar , una marina opistobranquios gastrópodo moluscos . Esta babosa marina se parece superficialmente a un nudibranquio , pero no pertenece a ese clado de gasterópodos. En cambio, es un miembro del clado Sacoglossa , las babosas de mar chupadores de savia. Algunos miembros de este grupo usan cloroplastos de las algas que comen para la fotosíntesis , un fenómeno conocido como cleptoplastia .Elysia chlorotica es una de estas "babosas marinas alimentadas por energía solar". Vive en una relación endosimbiótica subcelular con los cloroplastos del alga heterokont marina Vaucheria litorea .
Elysia esmeralda del este | |
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Un individuo de E. chlorotica que consume su alimento de algas obligadas Vaucheria litorea | |
clasificación cientifica | |
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(no clasificado): | |
Superfamilia: | |
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Género: | |
Especies: | E. chlorotica |
Nombre binomial | |
Elysia chlorotica Gould , 1870 |
Distribución
Elysia chlorotica se puede encontrar a lo largo de la costa este de los Estados Unidos , incluidos los estados de Massachusetts , Connecticut , Nueva York , Nueva Jersey , Maryland , Rhode Island , Florida (este de Florida y oeste de Florida) y Texas . También se pueden encontrar tan al norte como Nueva Escocia , Canadá . [1]
Ecología
Esta especie se encuentra más comúnmente en marismas , marismas , estanques y arroyos poco profundos, a profundidades de 0 ma 0,5 m. [1]
Descripción
Los adultos de Elysia chlorotica suelen ser de color verde brillante debido a la presencia de cloroplastos de Vaucheria litorea en las células de los divertículos digestivos de la babosa . Dado que la babosa no tiene caparazón protector ni ningún otro medio de protección, la babosa también usa el color verde obtenido de las algas como camuflaje contra los depredadores. [2] Al tomar el color verde de los cloroplastos de las células de las algas, las babosas pueden mezclarse con el lecho marino debajo de ellas, ayudándolas a mejorar sus posibilidades de supervivencia y aptitud . Sin embargo, ocasionalmente pueden aparecer de color rojizo o grisáceo, que se cree que depende de la cantidad de clorofila en las ramas de la glándula digestiva en todo el cuerpo. [3] Esta especie también puede tener manchas rojas o blancas muy pequeñas esparcidas por el cuerpo. [3] Un juvenil , antes de alimentarse de algas, es marrón con manchas de pigmento rojo debido a la ausencia de cloroplastos. [4] Elysia chlorotica tiene una forma típica de elysiid con grandes parapodios laterales que pueden doblarse para encerrar el cuerpo. Elysia chlorotica puede crecer hasta 60 mm de longitud, pero se encuentran más comúnmente entre 20 mm y 30 mm de longitud. [4]
Alimentación
Elysia chlorotica se alimenta del alga intermareal Vaucheria litorea . Perfora la pared celular de las algas con su rádula , luego sostiene firmemente la hebra de algas en su boca y succiona el contenido como con una pajita. [4] En lugar de digerir todo el contenido de la célula, o pasar el contenido a través de su intestino ileso, retiene solo los cloroplastos , almacenándolos dentro de su extenso sistema digestivo. Luego, toma los cloroplastos vivos en sus propias células intestinales como orgánulos y los mantiene vivos y funcionales durante muchos meses. La adquisición de cloroplastos comienza inmediatamente después de la metamorfosis de la etapa veliger cuando las babosas marinas juveniles comienzan a alimentarse de las células de Vaucheria litorea . [5] Las babosas juveniles son de color marrón con manchas de pigmento rojo hasta que se alimentan de las algas , momento en el que se vuelven verdes. Esto es causado por la distribución de los cloroplastos a lo largo del intestino extensamente ramificado. [4] Al principio, la babosa necesita alimentarse continuamente de algas para retener los cloroplastos, pero con el tiempo los cloroplastos se incorporan de manera más estable a las células del intestino, lo que permite que la babosa permanezca verde sin alimentarse más. Incluso se sabe que algunas babosas Elysia chlorotica pueden usar la fotosíntesis hasta por un año después de solo unas pocas alimentaciones.
Los cloroplastos de las algas se incorporan a la célula a través del proceso de fagocitosis en el que las células de la babosa marina engullen las células de las algas y hacen que los cloroplastos formen parte de su propio contenido celular. La incorporación de cloroplastos dentro de las células de Elysia chlorotica permite que la babosa capture energía directamente de la luz, como lo hacen la mayoría de las plantas, a través del proceso de fotosíntesis . E. chlorotica puede, durante los períodos de tiempo en los que las algas no están disponibles como alimento , sobrevivir durante meses. Alguna vez se pensó que esta supervivencia dependía de los azúcares producidos a través de la fotosíntesis realizada por los cloroplastos, [6] y se ha encontrado que los cloroplastos pueden sobrevivir y funcionar hasta nueve o incluso diez meses.
Sin embargo, un estudio adicional sobre varias especies similares mostró que estas babosas marinas funcionan igual de bien cuando se les priva de la luz. [7] [8] Sven Gould de la Universidad Heinrich-Heine en Düsseldorf y sus colegas demostraron que incluso cuando la fotosíntesis estaba bloqueada, las babosas podían sobrevivir sin comida durante mucho tiempo, y parecían funcionar tan bien como las babosas privadas de comida expuestas. a la luz. Hicieron pasar hambre a seis especímenes de P. ocellatus durante 55 días, mantuvieron dos en la oscuridad, trataron dos con sustancias químicas que inhibían la fotosíntesis y proporcionaron a dos la luz adecuada. Todos sobrevivieron y todos perdieron peso aproximadamente al mismo ritmo. Los autores también negaron comida a seis especímenes de E. timida y los mantuvieron en completa oscuridad durante 88 días, y todos sobrevivieron. [9]
En otro estudio, se demostró que E. chlorotica definitivamente tiene una forma de apoyar la supervivencia de sus cloroplastos. Después del período de ocho meses, a pesar de que las Elysia chlorotica eran menos verdes y de color más amarillento, la mayoría de los cloroplastos dentro de las babosas parecían haber permanecido intactos mientras mantenían su estructura fina. [5] Al gastar menos energía en actividades como buscar comida, las babosas pueden invertir esta preciosa energía en otras actividades importantes. Aunque Elysia chlorotica no puede sintetizar sus propios cloroplastos, la capacidad de mantener los cloroplastos en un estado funcional indica que Elysia chlorotica podría poseer genes que apoyan la fotosíntesis dentro de su propio genoma nuclear , posiblemente adquiridos mediante transferencia horizontal de genes . [6] Dado que el ADN del cloroplasto solo codifica solo el 10% de las proteínas necesarias para la fotosíntesis adecuada, los científicos investigaron el genoma de Elysia chlorotica en busca de genes potenciales que pudieran apoyar la supervivencia y la fotosíntesis del cloroplasto. Los investigadores encontraron un gen de algas vital, psbO (un gen nuclear que codifica una proteína estabilizadora de manganeso dentro del complejo del fotosistema II [6] ) en el ADN de la babosa marina, idéntico a la versión de las algas. Llegaron a la conclusión de que es probable que el gen se haya adquirido a través de la transferencia horizontal de genes , ya que ya estaba presente en los huevos y las células sexuales de Elysia chlorotica . [10] Es debido a esta capacidad de utilizar la transferencia horizontal de genes que los cloroplastos pueden usarse tan eficientemente como lo han sido. Si un organismo no incorporó los cloroplastos y los genes correspondientes en sus propias células y genoma, las células de las algas necesitarían alimentarse con más frecuencia debido a la falta de eficiencia en el uso y conservación de los cloroplastos. Esto una vez más conduce a una conservación de energía, como se dijo anteriormente, lo que permite que las babosas se concentren en actividades más importantes como el apareamiento y evitar la depredación.
Sin embargo, análisis más recientes no pudieron identificar ningún gen nuclear de algas expresado activamente en Elysia cholorotica , o en las especies similares Elysia timida y Plakobranchus ocellatus . [11] [12] Estos resultados debilitan el apoyo a la hipótesis de la transferencia horizontal de genes. [12] Un informe de 2014 que utiliza la hibridación in situ fluorescente (FISH) para localizar un gen nuclear de algas, prk, encontró evidencia de transferencia genética horizontal. [13] Sin embargo, estos resultados han sido cuestionados desde entonces, ya que el análisis FISH puede ser engañoso y no puede probar la transferencia horizontal de genes sin comparación con el genoma de Elysia cholorotica , lo que los investigadores no pudieron hacer. [14]
El mecanismo exacto que permite la longevidad de los cloroplastos una vez capturados por Elysia cholorotica a pesar de su falta de genes nucleares activos de algas sigue siendo desconocido. Sin embargo, se ha arrojado algo de luz sobre Elysia timida y su alimento de algas. [15] El análisis genómico de Acetabularia acetabulum y Vaucheria litorea , las principales fuentes alimenticias de Elysia timida , ha revelado que sus cloroplastos producen ftsH , otra proteína esencial para la reparación del fotosistema II . En las plantas terrestres, este gen siempre está codificado en el núcleo, pero está presente en los cloroplastos de la mayoría de las algas. En principio, un amplio suministro de ftsH podría contribuir en gran medida a la longevidad observada de los cleptoplastos en Elysia cholorotica y Elysia timida . [15]
Ciclo vital
Los adultos de Elysia chlorotica son hermafroditas simultáneos . Cuando maduran sexualmente, cada animal produce espermatozoides y óvulos al mismo tiempo. Sin embargo, la autofertilización no es común en esta especie. En cambio, Elysia chlorotica copula de forma cruzada . Después de que los huevos han sido fertilizados dentro de la babosa (la fertilización es interna), Elysia chlorotica deposita sus huevos fertilizados en largas hileras. [4]
Escote
En el ciclo de vida de Elysia chlorotica , la escisión es holoblástica y en espiral. Esto significa que los huevos se parten completamente (holoblásticos); y cada plano de escisión forma un ángulo oblicuo al eje animal-vegetal del huevo . El resultado de esto es que se producen niveles de celdas, cada nivel se encuentra en los surcos entre las celdas del nivel debajo de él. Al final de la escisión, el embrión forma una estereoblastula , es decir, una blástula sin una cavidad central clara . [4]
Gastrulación
La gastrulación de Elysia chlorotica es por epibolia : el ectodermo se propaga para envolver el mesodermo y el endodermo . [4]
Estadio larval
Después de que el embrión pasa por una etapa similar a un trocóforo durante el desarrollo, eclosiona como una larva veliger. [4] La larva veliger tiene un caparazón y velo ciliado. La larva utiliza el velo ciliado para nadar y para llevar comida a la boca. La larva de veliger se alimenta de fitoplancton en la columna de agua de mar. Una vez que el velo ciliado lleva la comida a la boca, baja por el tracto digestivo hasta el estómago . En el estómago, los alimentos se clasifican y luego se trasladan a la glándula digestiva, donde los alimentos se digieren y los nutrientes son absorbidos por las células epiteliales de la glándula digestiva. [4] [16] [17]
Ver también
- Elysia clarki
- Elysia viridis
- Karyoklepty
Referencias
- ↑ a b Rosenberg, G. (2009). "Malacolog 4.1.1: una base de datos de moluscos marinos del Atlántico occidental" . Elysia chlorotica Gould, 1870 . Consultado el 5 de abril de 2010 .
- ^ name = "Rumpho, Summer y Manhart". Babosas marinas alimentadas por energía solar. Simbiosis molusco / cloroplasto de algas. "Plant Physiology. Mayo 2000.
- ↑ a b Rudman, WB (2005). Elysia chlorotica Gould, 1870. [En] Sea Slug Forum. Museo Australiano, Sydney
- ↑ a b c d e f g h i Rumpho-Kennedy, ME, Tyler, M., Dastoor, FP, Worful, J., Kozlowski, R. y Tyler, M. (2006). Symbio: una mirada a la vida de una babosa marina alimentada por energía solar. Obtenido el 8 de junio de 2014 de https://web.archive.org/web/20110918070141/http://sbe.umaine.edu/symbio/index.html
- ^ a b Mujer, CV, Andrews, DL, Manhart, JR, Pierce, SK y Rumpho, ME (1996). Los genes de cloroplasto se expresan durante la asociación simbiótica intracelular de plastidios de Vaucheria litorea con la babosa marina Elysia chlorotica . Biología celular, 93, 12333-12338
- ^ a b c Rumpho ME, Worful JM, Lee J, et al. (Noviembre de 2008). "Transferencia horizontal de genes del gen nuclear de algas psbO a la babosa marina fotosintética Elysia chlorotica" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 105 (46): 17867-17871. doi : 10.1073 / pnas.0804968105 . PMC 2584685 . PMID 19004808 .
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- ^ La babosa de mar verde es en parte animal, en parte planta , cableado
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- ^ a b de Vries J, Habicht J, Woehle C, Huang C, Christa G, Wägele H, et al. (2013). "¿Es ftsH la clave para la longevidad de los plástidos en las babosas sacoglossan?" . Genome Biol Evol . 5 (12): 2540–8. doi : 10.1093 / gbe / evt205 . PMC 3879987 . PMID 24336424 .
- ^ Veliger maduro (esquema)
- ^ Video
enlaces externos
- Las babosas marinas alimentadas con energía solar aprovechan los genes de plantas robados , New Scientist , 2008-11-24
- Vídeos de mitad planta, mitad animal con información adicional.
- Noticias de ciencia
- Ciencia viva
- El animal que quería ser una planta (en español)
- Video que muestra Elysia chlorotica