Toksyny, jady i chemikalia w organizmach morskich

[Gość]

Rafy są postrzegane przez ludzi jako miejsce spokojne, pełne ryb i kolorowych korali. Jednak nie jest to sposób, w jaki rafa jest postrzegana przez wiele gatunków, które ją zamieszkują, rafa jest niebezpiecznym, bardzo zaciekłym miejscem, w którym jest mnóstwo drapieżników, a konkurencja jest zaciekła. Ze względu na możliwości i różnorodność drapieżników rafowych oraz mechanizmy obronne wiele organizmów opracowało szereg substancji chemicznych stosowanych zarówno w ataku, jak i obronie. Te substancje chemiczne mogą być tak łagodne, jak inhibitory roślinożerne w algach morskich lub tak śmiercionośne, jak neurotoksyny wytwarzane przez Hapalochlaena spp. ośmiornice lub Conusspp. ślimaki. Produkcji chemicznej są rozpowszechnione klad takich jak produkcja polifenoli w glonów morskich lub więcej specyficznych gatunków, takich jak gruczoł jadu znajdują się w pojedynczych rodzaj ryb bab- kowatych, meiacanthus . Organizmy morskie opracowały bardzo silne i wyspecjalizowane chemikalia, które są obecnie używane w medycynie, a także mają inne zastosowania u ludzi. Konkurencja i wymóg szybkiego zabijania zdobyczy oznaczają, że jady u gatunków morskich są znacznie silniejsze niż podobne jady w organizmach lądowych

.

Używanie środków chemicznych w celu powstrzymania drapieżnictwa jest sztuczką stosowaną zarówno przez zwierzęta, jak i rośliny / glony, w niektórych przypadkach połączoną z hamowaniem struktury fizycznej, takiej jak kolce. W niektórych przypadkach, na przykład w przypadku wielu gatunków glonów i gąbek, środki chemiczne stosowane w obronie są po prostu inhibitorami, aw większości przypadków gatunki roślinożerne lub drapieżne przystosowały się w sposób umożliwiający im odżywianie się gatunkami produkującymi chemikalia. Jest to ciągła ewolucyjna walka między drapieżnikiem a ofiarą, ponieważ algi, gąbki i inne organizmy wytwarzają silniejsze inhibitory, a roślinożercy i drapieżniki opracowują metody pokonywania tych chemikaliów. Oznacza to, że wytwarzane hamujące chemikalia nie powstrzymują ich przed zjadaniem, ale raczej zmniejszają liczbę gatunków, które mogą się nimi odżywiać. W przypadku większości organizmów osiadłych, które produkują chemikalia hamujące działanie roślinożerców lub drapieżników, te chemikalia są metabolitami wtórnymi. Metabolity wtórne to związki organiczne wytwarzane w celu zwiększenia przeżywalności lub płodności, ale nie są niezbędne do przetrwania organizmu.

Większość roślin i alg wytwarza chemiczne inhibitory, które są wspólnie określane jako polifenole. Polifenole to grupa substancji chemicznych, które zawierają więcej niż jedną grupę fenolową w cząsteczce i są wytwarzane przez rośliny i algi jako metabolity wtórne wyłącznie w celu obrony. Wykazano, że produkcja polifenoli wytwarzanych do celów obronnych nie jest równomiernie rozłożona w glonach, a obszary, które zostały uszkodzone, potencjalnie przez rośliny roślinożerne, zawierają podwyższone stężenia tych chemikaliów (Pavia i Toth, 2000). Oznacza to, że obszar glonów, na którym występuje drapieżnictwo, zawiera wyższe poziomy hamujących chemikaliów i dlatego jest bardziej niesmaczny dla drapieżników.

Istnieje kilka toksyn wytwarzanych przez bruzdnice morskie, które są wytwarzane w celu zahamowania roślinożerności i, w wyniku bioakumulacji, gromadzą się w łańcuchu pokarmowym i mogą być szkodliwe, a nawet śmiertelne dla ludzi lub innych drapieżników wyższego rzędu. Przykładem tych toksyn, który jest dobrze znany wielu ludziom, zwłaszcza rybakom, jest ciguatoksyna, która powoduje zatrucie ciguatera. Produkowany głównie przez dinoflagellata morskiego, Gambierdiscus toxus, ciguatoksyna jest 300 razy bardziej toksyczna niż dobrze znana tetrodotoksyna (TTX) wytwarzana przez rozdymkowate (Inoue i in., 2006). Cyguatoksyna i scarytotoksyna są podobnymi substancjami chemicznymi, które otwierają kanały sodowe w błonach komórkowych, wpływając głównie na tkanki neuronalne, sercowe i żołądkowo-jelitowe (Fleming, 2007), powodując szereg objawów, w tym nudności, biegunkę, paradoksalne odwrócenie temperatury (zimne przedmioty są gorące, a gorące przedmioty odczuwają zimno ), ból stawów i mięśni oraz niedociśnienie (Arnold, 2006). Maitotoksyna jest toksyną wytwarzaną przez ten sam gatunek bruzdnicowatych co ciguatoksyna i działa poprzez utrzymywanie otwartych kanałów wapniowych w błonach komórkowych, powodując pęcherzyki błony i śmierć komórki (Estacion i Schilling, 2001). Te 3 toksyny znajdują się w tkankach ryb, zwykle drapieżników wysokiego rzędu, takich jak barakuda, groupers i amberjack oraz większe osobniki zawierają wyższe stężenia toksyn z powodu bioakumulacji i niezdolności tych ryb do przetwarzania lub wydalania toksyny. Możliwe, że te toksyny pierwotnie oddziaływały bezpośrednio na szerszą gamę roślinożerców, a nawet drapieżników niższego rzędu, ale poprzez ewolucję konsumenci ci zbudowali odporność na chemikalia.

 

Bioakumulacja toksyn w skorupiakach jest również powszechna w przypadku skorupiaków używanych do spożycia przez ludzi, z których wszystkie są filtratorami żywiącymi się bruzdnicami wytwarzającymi różne toksyny. Brevetoxin, który powoduje neurotoksyczne zatrucie skorupiakami, jest chemicznie bardzo podobny do ciguatoksyny i zachowuje się w podobny sposób, otwierając kanały sodowe, a zatem daje takie same objawy jak zatrucie ciguatera. Saksytoksyna (STX), która powoduje paralityczne zatrucie skorupiaków, ma odwrotny skutek, zamykając kanały sodowe powodując rozluźnienie mięśni, co prowadzi do niewydolności oddechowej i możliwej śmierci zarówno u ludzi, jak i innych drapieżników (Horizon Foundation Inc., 2003). Istnieje grupa toksyn, takich jak pektenotoksyny, yessotoksyny i dinofizistoksyny, które hamują białka kontrolujące wydzielanie sodu przez komórki jelitowe, co powoduje nudności,

Te toksyny mają zróżnicowany wpływ na ich bezpośrednich drapieżników i wykazano, że spożycie tych toksyn może mieć duży wpływ na konsumentów pierwszego rzędu, takich jak widłonogi (Da Costa i in., 2005), podobnie jak skorupiaki i ryby. Efekty te są potęgowane przez bioakumulację, a wiele z tych toksyn jest śmiertelnych nawet w małych dawkach dla ludzi.

Gąbki zawierają wapienne lub krzemionkowe drzazgi, które zapewniają minimalną ochronę przed drapieżnikami, ale podobnie jak algi wytwarzają szereg wtórnych metabolitów, które zapewniają chemiczny system obronny. Prawie 70% karaibskich gatunków gąbek przebadanych przez Pawlik i wsp. (1995) zawierały wtórne metabolity, które odstraszały drapieżne gatunki ryb. W eksperymentach przeprowadzonych przez Burnsa i wsp. (2003), drapieżny wargacz Klunzingera, Thalassoma klunzingeri, odstraszyła po prostu obecność ekstraktów endosomów i ektosomów z różnych gatunków gąbek w granulkach pokarmowych. Sugeruje to, że chemikalia są przydatne nie tylko w przypadku ugryzienia przez drapieżnika, ale mogą wyczuć nieprzyjemny zapach chemikaliów, zanim nastąpi drapieżnictwo. Gatunki żywiące się gąbkami są często wysoce wyspecjalizowane, wielu akwarystów zdaje sobie sprawę z trudności w dopasowaniu gąbczastych ślimaków nagoskrzelnych do ich zdobyczy. Wynika to prawdopodobnie po części z produkcji chemikaliów zwalczających drapieżniki przez gąbki, która wymaga wysokiego stopnia specjalizacji u zwierząt drapieżnych, aby rozwinąć fizjologię umożliwiającą metabolizowanie tych chemikaliów. Gąbki wytwarzają szeroką gamę wtórnych metabolitów, w tym alkaloidów, które są gorzkie i zniechęcające do smaku, oraz turpenoidy,

Miękkie korale mają znacznie słabsze żądło niż wiele innych parzydeł i bardziej polegają na obronie chemicznej. Wtórne metabolity wytwarzane przez miękkie korale nie różnią się od tych wytwarzanych przez gąbki, rośliny lub glony, przy czym wiele wtórnych metabolitów należy do tych samych grup chemicznych, co produkowane przez inne organizmy. Niektóre korale miękkie wytwarzają kilka różnych wtórnych metabolitów; Sinularia flexibiliswytwarza co najmniej trzy diterpeny specjalnie do hamowania drapieżników, fleksibilid, sinulariolid i dihydroflexibilid (Aceret i wsp., 2001). Niektóre chemikalia wytwarzane przez te korale nie tylko chronią kolonię przed drapieżnictwem, ale także mają właściwości przeciwdrobnoustrojowe i hamują wzrost niektórych zakaźnych bakterii; Flexibilid i sinulariolid oba wykazują właściwości przeciwbakteryjne (Aceret i wsp., 1998).

Rywalizacja o miejsce na rafie jest zaciekła i osiadłe organizmy, takie jak koralowce, miękkie korale, ukwiały i glony, muszą opracować metody, aby pokonać rywali. Niektóre gatunki konkurują ze sobą, wyrastając wysoko i cieniując pobliskich rywali, inne żądło konkurujących gatunków z nematocystami, podczas gdy u wielu gatunków, zwłaszcza miękkich koralowców, osiąga się to poprzez produkcję wtórnych metabolitów, które są uwalniane do słupa wody, hamując wzrost pobliskich gatunków. Jest to szczególnie ważne w przypadku larwalnych lub młodocianych kolonii miękkich koralowców, gdy rosną, gdy osiągną większe rozmiary, cieniowanie staje się ważnym czynnikiem konkurencyjności. Wykazano, że substancje chemiczne wytwarzane przez niektóre gatunki glonów mogą hamować wzrost zarówno glonów, jak i bezkręgowców, a także spowolnić lub zatrzymać rozwój larwalny małży (Nelson i in., 2003).

Ponieważ drapieżniki ewoluowały, aby umożliwić im żerowanie na tych toksycznych organizmach, niektórzy podjęli dodatkowy krok, aby wykorzystać te chemikalia do własnej obrony. Najlepiej widać to u ślimaków nagoskrzelnych, które żywią się toksycznymi gąbkami i miękkimi koralowcami i przenoszą toksyny do swoich tkanek, czyniąc je z kolei toksycznymi i chroniąc je przed potencjalnymi drapieżnikami. Ponieważ toksyny są zwykle specyficzne dla określonych typów ofiar, może to działać na korzyść innych drapieżników, tj. Jeśli gąbka wytwarza specyficzną dla ryby toksynę, toksyna ślimakowa jest niewrażliwa na toksynę i może jej użyć do obrony przed rybami. W niektórych przypadkach toksyna jest wydzielana przez skórę ślimaka nagoskrzelnego i uwalniana do otaczającej wody, wydzielając zapach, który odstrasza drapieżniki.

Istnieje kilka gatunków szkarłupni, które posiadają różne formy toksyn i jadów, większość z nich jest wykorzystywana jako mechanizmy obronne, niektóre w połączeniu z kolcami. Jest mało prawdopodobne, aby toksyny te powodowały poważne szkody dla ludzi, chyba że zostaną połknięte, w przypadku gdy wiele toksyn jest śmiertelnych. Stwierdzono, że gatunki z klas Ophiuroidea, Asteroidea, Holothuroidea i Echinoidea posiadają jady, w tym wiele gatunków, które mogą dostarczać silne neurotoksyny.

Jednym z najbardziej znanych mieszkańców rafy z właściwych powodów jest korona cierniowa rozgwiazda , Acanthaster planci zawiera jadowite kolce stosowane do hamowania drapieżnych. Jad znaleziony w tym gatunku rozgwiazdy zawiera różnorodne chemikalia, w tym plancininę, antykoagulant i plancitoksynę, główny śmiertelny składnik jadu (Ota i in., 2006). Działanie toksyny jest w dużej mierze ograniczone do układu sercowo-naczyniowego z objawami obejmującymi niedociśnienie, obrzęk i rumień spowodowany przekrwieniem naczyń włosowatych. Chociaż toksyna nie jest śmiertelna ani nawet poważnie szkodliwa dla ludzi, jej skutki są na tyle szybkie, że większość potencjalnych drapieżników uniknęłaby powtarzających się prób na tych morskich oceanach. Członkowie rodzaju Echinasterpodaje się również, że zawierają mniej szkodliwych toksyn, które są uwalniane z jam u podstawy kolczastych kolców w podobny sposób jak u A. planci . Inni przedstawiciele tej klasy, w tym Plectaster spp. i Solaster spp. podobno wytwarzają łagodniejsze toksyny, które mogą powodować kontaktowe zapalenie skóry (Gallagher, 2006).

 

Większości akwarystów dobrze znane są neurotoksyny wytwarzane przez holoturoidean jako ochrona przed drapieżnymi rybami, które po uwolnieniu do wody mogą spowodować śmierć wielu ryb w akwarium. Główną toksyną wytwarzaną przez te zwierzęta jest holoturyna, substancja chemiczna przechowywana w różnych częściach ciała i wydalana na kilka różnych sposobów. Główne strategie obronne ogórków morskich to patroszenie i wydalanie kanalików Cuvierian, gdzie narządy wewnętrzne są wydalane, często pozostawiając toksyczną miksturę zdolną do zabicia wszystkich ryb w akwarium. Patrzenie może się odbywać na dwa sposoby, przy czym częściej dochodzi do wydalenia narządów oddechowych, gonad i układu pokarmowego, które często zawierają holoturynę. Drugi to wydalenie gardła i części jelita dolnego. W obu przypadkach wydalone narządy często zawierają holoturynę, wystarczającą do zabicia lub przynajmniej unieszkodliwienia złowrogiego drapieżnika. Wydalanie kanalików Cuvierian, które jest znacznie rzadsze niż patroszenie, polega na wydaleniu kanalików Cuvierian, masy lepkiej, żylastej tkanki przyczepionej do narządów oddechowych. Chociaż holoturyna nie jest toksyczna dla wielu bezkręgowców, kanaliki Cuvierian są wystarczająco lepkie, aby uwięzić drapieżniki, na które holoturyn nie ma wpływu. Po wydaleniu jakichkolwiek organów wewnętrznych ogórek ma zdolność regeneracji, pozostawiając trującą przynętę dla drapieżników. W akwarium holoturyna jest również potencjalnym zabójcą, jeśli ogórek zawierający toksynę umrze lub zostanie uszkodzony. Holothurin może zostać uwolniony do wody przez zestresowane lub umierające zwierzę, a nawet w dużym akwarium może mieć niszczący wpływ na ryby i inne zwierzęta w akwarium. Istnieje wiele ogórków, które nie są potencjalnie niebezpieczne w akwarium, ale wiele popularnych gatunków, takich jak jabłka morskie, holoturyna jest również potencjalnym zabójcą, jeśli ogórek zawierający toksynę umrze lub zostanie uszkodzony. Holothurin może zostać uwolniony do wody przez zestresowane lub umierające zwierzę, a nawet w dużym akwarium może mieć niszczący wpływ na ryby i inne zwierzęta w akwarium. Istnieje wiele ogórków, które nie są potencjalnie niebezpieczne w akwarium, ale wiele popularnych gatunków, takich jak jabłka morskie, holoturyna jest również potencjalnym zabójcą, jeśli ogórek zawierający toksynę umrze lub zostanie uszkodzony. Holothurin może zostać uwolniony do wody przez zestresowane lub umierające zwierzę, a nawet w dużym akwarium może mieć niszczący wpływ na ryby i inne zwierzęta w akwarium. Istnieje wiele ogórków, które nie są potencjalnie niebezpieczne w akwarium, ale wiele popularnych gatunków, takich jak jabłka morskie,Pseudocolochirus spp. I niektóre popularne przesiewacze piasku, takie jak Holothuria edulis i H. atra . Ważne jest, aby zbadać przydatność gatunkową przed dodaniem któregokolwiek z tych zwierząt do akwarium, ale Holothuria hilla jest zawsze dobrą i bezpieczną opcją, gdy szukasz ogórka do dodania

.

U niektórych gatunków jeżowców (Echinoidea) różne rodzaje chemikaliów są wytwarzane i wstrzykiwane potencjalnym drapieżnikom przez kolce lub pedicellariae, które są małymi strukturami przypominającymi dziób znajdowanymi na powierzchni niektórych szkarłupni w celu obrony. U niektórych gatunków, takich jak Tripneustes gratilla , jad jest białkiem, które rozkłada pobliskie białka organizmu, który go otrzymuje (Feigen et al, 1970, cytowany w Holmes-Farley, 2004). Gatunek Toxopneustes produkuje substancję chemiczną, Contractin A, która przerywa transmisję nerwową i powoduje skurcze mięśni. Wiele gatunków jeżowców posiada jady białkowe w tkance pokrywającej ich kolce, które powodują niewielki ból u potencjalnych drapieżników. W bardziej ekstremalnym przypadku jeżowce ognia, takie jakAsthenosoma varium i A. marisrubri zawierają woreczki z jadem na końcach krótszych kolców, które po rozerwaniu przez nacisk uwalniają jad, który powoduje miejscowy ból i stan zapalny.

Ryby wykorzystują niezliczone mechanizmy obronne przed drapieżnictwem, w tym toksyny i jad, niektóre wytwarzane przez same ryby, inne przez symbiotyczne bakterie. Niektóre toksyny rybne są szkodliwe, a nawet śmiertelne dla ludzi, jeśli są spożywane, inne są jadowite w dotyku. Przykładem dobrze znanym akwarystom są jady występujące u prawie wszystkich gatunków skorpionowatych (Scorpaenidae). Chociaż niewiele z tych jadów jest śmiertelnych dla ludzi, większość z nich jest wystarczająco bolesna, aby odstraszyć potencjalnych drapieżników, a zwłaszcza gdy te ryby są młode, znacznie pomaga w zwiększeniu ich szans na przeżycie. Podczas gdy najczęstszym przykładem tych ryb są lwice (podrodzina Pteroinae), gatunkiem dostarczającym najbardziej szkodliwą dawkę neurotoksyny jest kamica rafowa, Synanceia verrucosa, podobno odpowiedzialny za wiele zgonów w krajach tropikalnych wysp (Australian Museum, 2005). U ludzi jad wytwarzany przez większość skorpaenidów nie jest śmiertelny, ale powoduje silny ból, obrzęk i martwicę w miejscu użądlenia (Balasubashini i in., 2006). Gruczoły jadowe znajdują się pod płetwami grzbietowymi, odbytowymi i miednicznymi, co sprawia, że potencjalne drapieżniki prawie nie mogą zjadać skorpionów w całości bez otrzymania bolesnego użądlenia z jednego lub więcej jadowitych kolców

.

 

Rozdymki są znane ze swojej silnej toksyny, przez co są niejadalne, chyba że zostaną przygotowane przez wykwalifikowanych szefów kuchni fugu. Toksyną, jaką posiadają te ryby, jest tetrodotoksyna (TTX), której nazwa pochodzi od jej obecności u ryb z rzędu Tetraodontiformes, w tym rozdymkowatych i jeżozwierzy. Toksyna ta jest wytwarzana przez kilka gatunków bakterii, w tym Microbacterium arabinogalactanolyticum, Serratia marcescens , Vibrio alginolyticus i Bacillusspp. (Yu i in., 2004; Wu i in., 2005), a następnie jest skoncentrowany w skórze i wątrobie ryb. TTX jest silną neurotoksyną, której objawy obejmują od początkowego drętwienia języka i warg po paraliż, drgawki i niewydolność oddechową, często prowadzącą do śmierci. U ludzi początkowe objawy mogą pojawić się w ciągu zaledwie 15 minut, a śmierć w ciągu zaledwie 4-6 godzin (Benzer, 2007). Ryby z tej rodziny są często jaskrawo ubarwione, prawdopodobnie w celu wykazania toksyczności lub po prostu dlatego, że są w stanie pokazać się przedstawicielom płci przeciwnej przy minimalnym zagrożeniu drapieżnictwem.

Chemikalia zwalczające drapieżniki produkowane przez ryby nie zawsze są tak toksyczne, jak w przypadku skorpionów lub rozdymkowatych. Śluz wytwarzany przez kilka gatunków smoczków (Callonimidae), w tym popularne gatunki akwariowe, Synchiropus picturatus i S. splendidusma nieprzyjemny smak i zapach, przez co ryby te są niepożądane dla drapieżników (Saovy i in., 2005). Śluz smoka, jak u wszystkich gatunków ryb, pochodzi z glikoproteiny zwanej mucyną, wytwarzanej w komórkach gruczołowych, która po zmieszaniu z wodą staje się śluzem. Istnieją dwa typy komórek, które wydzielają substancje chemiczne, komórki śluzowe lub kubkowe oraz komórki w kształcie krzyża. Te ostatnie są znane z wytwarzania szeregu toksyn i niesmacznych chemikaliów w różnych gatunkach ryb, w tym w tych kilku gatunkach smoczków. Jest prawdopodobne, że jaskrawe kolory niektórych z tych gatunków działają jako ostrzeżenie dla potencjalnych drapieżników przed obecnością toksyn, ponieważ ten rodzaj ubarwienia występuje tylko u dwóch gatunków smoczków, które wytwarzają ten nieprzyjemny śluz, podczas gdy wszystkie gatunki, które ich nie wytwarzają chemikalia są bardziej zakamuflowane.Ostracion cubicus i uważa się, że wytwarza niesmaczne chemikalia. W przypadku wspomnianego wcześniej boxfisha toksyna jest toksyną hemolityczną i choć jest niesmaczna, powoduje również rozpad czerwonych krwinek w przypadku spożycia ryby.

Nieśmiercionośne toksyny obronne są związane z kolcami u wielu ryb, w tym królików (Siganidae), sumów (takich jak Plotosidae) i płaszczek. Chociaż połączenie obrażeń i jadu może być śmiertelne dla drapieżników, sama toksyna nie jest wystarczająco silna, aby zabić większość potencjalnych drapieżników. U siganidów gruczoły jadowe znajdują się w rowkach w obrębie jednej trzeciej dystalnej części promieni płetw pierwszej płetwy grzbietowej, miednicy i odbytu i mogą powodować bolesne żądło. U sumów jad jest wytwarzany w komórkach otaczających parę kolców znajdujących się w pobliżu wieczka (blaszka skrzelowa) i u niektórych gatunków może powodować bardzo bolesne użądlenie. Płaszczki wytwarzają neurotoksynę z gruczołu znajdującego się u podstawy kręgosłupa, który jest zmodyfikowanym zębem. We wszystkich tych rybach

Ciekawą ewolucyjną adaptację do przetrwania na rafie wykazuje gatunek blenny Meiacanthus, który posiada parę kłów, powiększonych kłów, z gruczołami jadowymi u podstawy. Ukąszenie jednego z tych blenków nie jest gorsze niż użądlenie osy, ale w przypadku potencjalnych drapieżników sprawia, że uczą się one nie próbować polować na te ryby w przyszłości. Ukąszenia tych ryb są często ograniczone do wnętrza pysków ryb, które je pochłonęły, ale można je również wykorzystać do odparcia ataków mniejszych drapieżników, które nie są w stanie znieść blenny w całości. Ten udany system obrony doprowadziła do ewolucji różnych gatunków mimicznych od innych rodzajów, które wykorzystują wiedzę drapieżniki z jadowitych meiacanthus ryb bab- kowatych na ich korzyść.

Jady są wykorzystywane przez wiele gatunków wodnych i lądowych do pomocy w chwytaniu ofiar, ale te wytwarzane przez gatunki morskie, zwłaszcza tropikalne gatunki morskie, są często znacznie bardziej toksyczne niż te, które występują u porównywalnych gatunków lądowych. Wynika to po części z wysokiego poziomu konkurencji o żywność; drapieżniki muszą szybko zabijać i pożerać zdobycz, aby mieć pewność, że ich ofiara nie zostanie skonsumowana przez konkurenta. Jady są bardzo różnorodne i często zawierają koktajl lub chemikalia, z których niektóre pomagają unieszkodliwić ofiarę, inne rozpoczynają proces trawienia.

 

Niebieskie pierścienie i błękitne ośmiornice z rodzaju Hapalochlaenasą znane ze swojego potężnego jadu, który jest wystarczająco silny, aby zabić człowieka, powodując paraliż i zamykając układ oddechowy. Większość ludzi zdaje sobie sprawę z toksyny zwanej makulotoksyną (MTX), która jest odpowiedzialna za wiele ofiar śmiertelnych u ludzi, ale ośmiornice te wytwarzają również drugą toksynę, hapalotoksynę, która prawdopodobnie będzie bardziej przydatna w chwytaniu zdobyczy. Makulotoksyna jest neurotoksyną, która powoduje takie objawy, jak niedociśnienie i porażenie oddechowe (Freeman i Turner, 1970; Trethewie, 1965). Początkowo sądzono, że MTX i TTX są różnymi toksynami, z dowodami potwierdzającymi teorię, że są one różnymi substancjami chemicznymi (Croft i Howden, 1972; Savage i Howden, 1977), a także dowodami sugerującymi, że są one w rzeczywistości takie same, w tym najnowsze, więcej rozstrzygające badania (Sheumack i in., 1978; Yotsu-Yamashita i in., 2007). MTX jest wytwarzany przez bakterie, podobnie jak TTX w rozdymkach, w tylnym gruczole ślinowym ośmiornicy i jest dostarczany przez dziób. Ta toksyna nie ma wpływu na kraby i dlatego prawdopodobnie jest prawie wyłącznie mechanizmem obronnym, który powoduje paraliż i niewydolność oddechową kręgowców, w tym wielu ich potencjalnych drapieżników, takich jak ptaki i ryby. Wtórnym zastosowaniem MTX jest obecność tej toksyny w jajach ośmiornic z tego rodzaju (Sheumack i wsp., 1984) działającej jako inhibitor drapieżnictwa i zwiększająca szanse przeżycia ośmiornic larwalnych. U ludzi MTX powoduje tylko krótkotrwały paraliż układu oddechowego i chociaż może szybko zabić, o ile serce i mózg są zaopatrywane w tlen, poprzez RKO lub podtrzymywanie życia, ofiara ukąszenia wyzdrowieje z kilkoma skutkami ubocznymi, gdy toksyna przestanie działać. Ofiary, które przeżyją pierwsze 24 godziny, zwykle w pełni wracają do zdrowia. Druga toksyna, hapalotoksyna, jest prawdopodobnie toksyną używaną do celów łowieckich i jest uwalniana przez ośmiornice do otaczającej wody w pobliżu krabów, powodując paraliż, w wyniku czego ośmiornice rozbijają kraba przed jego spożyciem. Dzięki temu ośmiornica może żerować na stosunkowo dużej zdobyczy bez znaczącego ryzyka samookaleczenia. Podobnie jak w przypadku wielu gatunków zwierząt posiadających toksyczne mechanizmy obronne,Hapalochlaena spp. wyświetlać jasne kolory, w tym przypadku migające jasnoniebieskie chromatofory w liniach lub pierścieniach, aby ostrzec potencjalnych drapieżników o ich jadowitej naturze.

Muszle czopków z rodzaju Conus są wysoce wyspecjalizowanymi drapieżnikami, a każdy z ponad 500 istniejących gatunków produkuje własną formę toksyn, zwaną konotoksynami, w celu zwalczania różnych typów ofiar (Olivera, 1997). Niektóre z lepiej znanych i potencjalnie niebezpiecznych gatunków, takich jak Conus textilis i C. geographus, żywią się rybami, podczas gdy inne gatunki żywią się mięczakami, takimi jak ślimaki lub małże, robaki, a nawet zmieniają dietę, jak w przypadku C. californicus(Kohn, 1966). Ponieważ ślimaki są z natury wolno poruszającymi się zwierzętami, złapanie szybszej zdobyczy, takiej jak małe ryby, może być niezwykle trudne, oznacza to, że toksyna musi działać szybko i być w stanie szybko unieruchomić ofiarę. Wszystko poza natychmiastowym zabiciem może oznaczać, że ofiara umrze metr od ślimaka, aw środowisku rafy koralowej oznaczałoby to po prostu łatwy pokarm dla szybszego drapieżnika. Ślimaki te wstrzykują swój jad poprzez zmodyfikowaną radulę, która wystrzeliwuje pocisk przypominający harpun, który dostarcza ofierze toksyny. Chociaż składniki jadów są bardzo zróżnicowane w zależności od gatunku, istnieje kilka gatunków muszli stożków, które wytwarzają TTX, z których wiele żeruje na małych rybach i wykorzystuje tę potężną neurotoksynę do natychmiastowego sparaliżowania ofiary, dzięki czemu ryba jest spożywana w całości i wciąż żywa.

Jednym z najbardziej niebezpiecznych zwierząt, jakie można spotkać podczas nurkowania, są prawie niewidoczne drapieżniki grupowe, do których należą meduza pudełkowa, Chironex fleckeri i meduza irukandji , Carukua barnesi . Ta grupa to meduzy kubozoańskie, wysoce wyspecjalizowane drapieżniki, w tym gatunki żywiące się małymi rybami, które są w stanie niemal natychmiast unieszkodliwić swoją zdobycz, wstrzykując silne toksyny przez nematocysty. Niewiele wiadomo na temat składu chemicznego toksyny wytwarzanej przez C. barnesiWiadomo, że ta mała (~ 1 ”) meduza wytwarza potężną neurotoksynę zdolną do zabijania ludzi. Pożywienie tego gatunku obejmuje bezkręgowce, takie jak małe skorupiaki u zwierząt larwalnych i ryby larwalne u zwierząt dojrzałych. Silna toksyna umożliwia delikatnej meduzie szybkie łapanie i paraliżowanie ofiary oraz unikanie uszkodzenia jej ciała. Chociaż toksyny C. fleckeri również zostały słabo udokumentowane, uważa się, że jad wytwarzany przez ten gatunek zawiera połączenie neurotoksyn i miotoksyn, które powodują odpowiednio szybki paraliż układu oddechowego i mięśni. Ze względu na delikatną strukturę meduzy kubozoańskiej i scyphozoan, chwytanie zdobyczy musi być szybkie, aby uniknąć uszkodzeń, co jest ważniejsze w przypadku gatunków, które żerują na większej ofierze.

Dzięki dynamice ewolucji i zmianom w relacjach drapieżnik-ofiara, chemikalia zaczęły odgrywać ważną rolę zarówno w obronie, jak i ataku wśród gatunków morskich. W przypadku niektórych z najbardziej toksycznych, naturalnych chemikaliów znanych nauce, wytwarzanych przez gatunki morskie, drapieżniki wyspecjalizowały się w wykorzystywaniu tych chemikaliów, przezwyciężaniu ich skutków lub unikaniu toksycznych gatunków. W akwarium narażenie na te toksyny jest dość rzadkie, ale często bardzo nieszkodliwe organizmy, takie jak strzykwy, jeżowce, a nawet ślimaki, mogą być potencjalnie niebezpieczne zarówno dla akwarysty , jak i mieszkańców akwarium , czasami obu, i należy zachować ostrożność przy wyborze nowego inwentarza. lub nawet przy obróbce świeżego żywego rocka.

 

Bibliografia

1. Aceret, TL, JC Coll, Y, Uchio, PW Sammarco. (1998) Aktywność przeciwdrobnoustrojowa diterpenów flexibilide i sinulariolide pochodzących z Sinularia flexibilis Quoy i Gaimard 1833 (Coelenterata: Alcyonacea, Octocorallia). Biochemia porównawcza i fizjologia, część 😄 Toksykologia i farmakologia. 120 (1): 121-126.
2. Aceret, TL, PW Sammarco, JC Coll, Y. Uchio. (2001) Dyskryminacja między kilkoma związkami diterpenoidów w żywieniu przez Gambusia affinis . Biochemia porównawcza i fizjologia, część 😄 Toksykologia i farmakologia. 128 (1): 55–63.
3. Arnold, T. (2006) Toxicity, Ciguatera. http://www.emedicine.com/emerg/TOPIC100.HTM
4. Muzeum Australijskie (2005). Kamienna ryba rafowa. http://www.amonline.net.au/FISHES/students/focus/sverruc.htm
5. Balasubashini, M., S. Karthigayan, S. Somasundaram, T. Balasubramanian, P. Viswanathan, V. Menon. (2006) In vivo i in vitro charakteryzacja biochemicznych i patologicznych zmian wywołanych przez jad skrzydlicy ( Pterios volitans ) u myszy. Mechanizmy i metody toksykologiczne. 16 (9): 525–531.
6. Benzer, TI (2007) Toxicity, Tetrodotoxin. http://www.emedicine.com/emerg/topic576.htm
7. Burns, E., I. Ifrach, S. Carmeli, JR Pawlik, M. Ilan. (2003) Porównanie obrony przed drapieżnikami gąbek z Morza Czerwonego i Karaibów. I. Obrona chemiczna. Mar. Ecol. Wałówka. Ser. 252: 105-114.
8. Croft, JA, MEH Howden. (1972) Toxicon. 10 (6): 645–651.
9. Da Costa, RM, J. Franco, E. Cacho, F. Fernández. (2005) Zawartość toksyn i toksyczny wpływ Dinoflagellate Gyrodinium corsicum (Paulmier) na spożycie i przeżywalność widłonogów Acartia grani i Euterpina acutifrons . Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 322 (2): 177-183.
10. Estacion, M., WP Schilling. (2001) wywołane przez maitotoksyny pęcherzenie błony i śmierć komórek w bydlęcych komórkach śródbłonka aorty. BMC Physiology. 1: 2.
11. Feigen, GA, L. Hadji, RA Pfeffer, G. Markus. (1970) Tryb ataku toksyny jeżowca na podłoża naturalne i syntetyczne. II. Właściwości fizyczne, specyficzność substratowa i kinetyka reakcji oczyszczonych frakcji. Chemia fizjologiczna i fizyka. 2 (5): 427-440.
12. Fleming, LE (2007) zatrucie ryb Ciguatera. http://www.whoi.edu/redtide/illness/ciguatera_fish_poisoning.html
13. Freeman, SE, RJ Turner. (1970) Maculotoxin, silna toksyna wydzielana przez Octopus maculosus Hoyle. Toksykologia i farmakologia stosowana. 16 (3): 681–690.
14. Gallagher, SA (2006) Echinoderm Envenomations. http://www.emedicine.com/emerg/topic158.htm
15. Holmes-Farley, R. (2004) Sea Urchins: A Chemical Perspective. http://www.reefkeeping.com/issues/2004-08/rhf/index.php
16. Horizon Foundation Inc. (2003) Toksyczne i szkodliwe zakwity glonów; to, czego nie widzisz, może cię zranić . http://www.bigelow.org/hab/toxin.html
17. Inoue, M., K. Miyazaki, Y. Ishihara, A. Tatami, Y. Ohnuma, Y. Kawada, K. Komano, S. Yamashita, N. Lee, M. Hirama. (2006) Total Synthesis of Ciguatoxin and 51-HydroxyCTX3C. J. Am. Chem. Soc. 1280: 9352-9354.
18. Kohn, AJ (1966) Specjalizacja żywieniowa w Conus na Hawajach i Kalifornii. Ekologia. 47 (6): 1041-1043.
19. Nelson, TA, DJ Lee, BC Smith (2003) Czy „zielone fale” są szkodliwe dla glonów? Toksyczne właściwości rozpuszczalnych w wodzie ekstraktów z dwóch wykwitów makroglonów Ulva fenestrata i Ulvaria obscura . Journal of Phycology. 39 (5): 874–879.
20. Olivera (1996) BM stożka peptydy jadu, cele receptorów i kanałów jonowych i projektowania leków: 50 milionów lat neurofarmakologii. Mol. Biol. Komórka. 8 (11): 2101-2109.
21. Ota, E., Y. Nagashima, K. Shiomi, T. Sakurai, C. Kojima, MP Waalkes, S. Himeno. (2006) Niezależna od kaspazy apoptoza indukowana w komórkach wątroby szczura przez plancytoksynę I, główny czynnik śmiertelny z jadu rozgwiazdy z korony cierniowej Acanthaster planci . Toxicon. 48 (8): 1002–1010.
22. Pavia, H. i GB Toth. (2000). Indukowalna odporność chemiczna na roślinożerne wodorosty brunatne Ascophyllum nodosum . Ecology, 81 (11): 3212–3225.
23. Pawlik, JR, B. Chanas, RJ Toonen, W. Fenical. (1995) Obrona gąbek karaibskich przed drapieżnymi rybami rafowymi. I. Odstraszacz chemiczny. Mar. Ecol. Wałówka. Ser. 127: 183-194
24. Sadovy, Y., JE Randall, MB Rasotto. (2005) Struktura skóry u sześciu gatunków smoczków (Gobiesociformes; Callonimidae): międzygatunkowe różnice w typach komórek gruczołowych i wydzielaniu śluzu. Journal of Fish Biology. 66 (5): 1411-1418.
25. Savage, IVE, MEH Howden. (1977) Hapalotoxin, druga śmiertelna toksyna z ośmiornicy Hapalochlaena maculosa . Toxicon. 15 (5): 463–466.
26. Sheumack, DD, ME Howden, I. Spence. (1984) Występowanie związku podobnego do tetrodotoksyny w jajach żylnej ośmiornicy z niebieskimi pierścieniami ( Hapalochlaena maculosa ). Toxicon. 22 (5): 811–812.
27. Sheumack, DD, ME Howden, I. Spence, RJ Quinn. (1978) Maculotoxin: Neurotoksyna z gruczołów jadowych ośmiornicy Hapalochlaena maculosa zidentyfikowana jako tetrodotoksyna. Nauka. 199 (4325): 188-189
28. Trethewie, ER (1965) Pharmalogical effects of the venom of the common octopus Hapalochlaena maculosa . Toxicon. 3 (1): 55–56.
29. Wu, Z., Y. Yang, L. Xie, G. Xia, J. Hu, S. Wang, R. Zhang. (2005) Toksyczność i rozmieszczenie bakterii wytwarzających tetrodotoksynę w rozdymkowatych rybach Fugu rubripes zebranych z Morza Bohai w Chinach. Toxicon. 46 (4): 471–476.
30. Yotsu-Yamashita, M., D. Mebs, W. Flachsenberger. (2007) Dystrybucja tetrodotoksyny w organizmie ośmiornicy niebieskiej ( Hapalochlaena maculosa ). Toxicon. 49 (3): 410–412.
31. Yu, C., PH Yu, P. Chan, Q. Yan, P. Wong. (2004) Dwa nowe gatunki bakterii wytwarzających tetrodotoksyny wyizolowane z toksycznych rozdymkowców morskich. Toxicon. 44 (6): 641–647.

Edytowane 27 Marzec 2021 przez Gość

[marking 8]

Toksyny to zawsze temat dość kontrowersyjny jeśli chodzi o akwarystykę.
Nie zwróciłem uwagi, albo mi umknęło, ale warto dodać, że nawet organizm nietoksyczny sam w sobie, może je posiadać, gdy odżywia się np. czymś co zawiera toksyny.

[Gość]

Po za tym co dla jednego jest niebezpieczne i omija z daleka , dla drugiego jest przysmakiem .