Szklane żaby osiągają przezroczystość poprzez upakowanie czerwonych krwinek w powleczonej lustrem wątrobie

Szklane żaby osiągają przezroczystość poprzez upakowanie czerwonych krwinek w powleczonej lustrem wątrobie

Nowe badania pokazują, że szklane żaby – znane z wysoce przezroczystych spodni i mięśni – wykonują swoje “akty znikania”, chowając prawie wszystkie swoje czerwone krwinki do swoich wyjątkowo odblaskowych wątrób. Badanie, prowadzone przez naukowców z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej i Duke University, zostało opublikowane w piątek w czasopiśmie Science. Praca może prowadzić do nowych kierunków badań związanych ze skrzepami krwi, których żaby w jakiś sposób unikają podczas codziennego pakowania i rozpakowywania około 90 procent ich czerwonych krwinek do wątroby.

„Na świecie istnieje ponad 150 gatunków znanych szklanych żab, a mimo to dopiero zaczynamy poznawać niektóre z naprawdę niesamowitych sposobów, w jakie wchodzą w interakcje ze swoim środowiskiem” – powiedział współautor Jesse Delia, doktor habilitowany Gerstnera w Dziale Herpetologii Muzeum.

Szklane żaby, które żyją w amerykańskich tropikach, to nocne płazy, które spędzają dni śpiąc do góry nogami na półprzezroczystych liściach pasujących do koloru ich grzbietów – powszechna taktyka kamuflażu. Ich brzuszki mają jednak coś zaskakującego: przezroczystą skórę i mięśnie, dzięki którym kości i narządy są widoczne, stąd nazwa żaby szklanej. Niedawne badania sugerują, że ta adaptacja maskuje zarysy żab na ich liściastych grzędach, co utrudnia drapieżnikom ich wykrycie.

Przezroczystość jest powszechną formą kamuflażu wśród zwierząt żyjących w wodzie, ale jest rzadka na lądzie. U kręgowców uzyskanie przezroczystości jest trudne, ponieważ ich układ krążenia jest pełen czerwonych krwinek, które wchodzą w interakcję ze światłem. Badania wykazały, że ryby lodowe i larwy węgorzy osiągają przezroczystość, nie wytwarzając hemoglobiny i czerwonych krwinek. Ale szklane żaby stosują alternatywną strategię, zgodnie z wynikami nowego badania.

„Szklane żaby pokonują to wyzwanie, zasadniczo ukrywając czerwone krwinki” – powiedział Carlos Taboada, współautor badania z Duke University. „Prawie wstrzymują układ oddechowy w ciągu dnia, nawet w wysokich temperaturach”.

W Duke naukowcy wykorzystali technikę zwaną obrazowaniem fotoakustycznym, która wykorzystuje światło do wywołania propagacji fal dźwiękowych z czerwonych krwinek. Pozwala to naukowcom na mapowanie lokalizacji komórek w śpiących żabach bez ograniczeń, środków kontrastowych, ofiar lub manipulacji chirurgicznych – co jest szczególnie ważne w tym badaniu, ponieważ przezroczystość szklanej żaby jest zakłócana przez aktywność, stres, znieczulenie i śmierć.

Naukowcy skupili się na jednym konkretnym gatunku żaby szklanej, Hyalinobatrachium fleischmanni. Odkryli, że odpoczywające szklane żaby zwiększają dwu- lub trzykrotnie przezroczystość, usuwając prawie 90 procent ich czerwonych krwinek z krążenia i umieszczając je w wątrobie, która zawiera odblaskowe kryształy guaniny. Ilekroć żaby muszą ponownie stać się aktywne, wprowadzają czerwone krwinki z powrotem do krwi, co daje im możliwość poruszania się – w tym momencie absorpcja światła przez te komórki przerywa przezroczystość.

U większości kręgowców agregacja czerwonych krwinek może prowadzić do potencjalnie niebezpiecznych zakrzepów krwi w żyłach i tętnicach. Ale szklane żaby nie doświadczają krzepnięcia, co rodzi szereg istotnych pytań dla badaczy biologicznych i medycznych.

„To pierwsze z serii badań dokumentujących fizjologię przezroczystości kręgowców i miejmy nadzieję, że pobudzi to prace biomedyczne do przełożenia ekstremalnej fizjologii tych żab na nowe cele dla zdrowia ludzkiego i medycyny” – powiedział Delia.

Inni autorzy badania to Maomao Chen, Chenshuo Ma, Xiaorui Peng, Xiaoyi Zhu, Tri Vu, Junjie Yao i So?nke Johnsen z Duke University; Laiming Jiang i Qifa Zhou z University of Southern California w Los Angeles; oraz Lauren O’Connell z Uniwersytetu Stanforda.

Badanie to było częściowo wspierane przez Towarzystwo National Geographic, grant # NGS-65348R-19; stypendium podoktoranckie Human Frontier Science Program # LT 000660/2018-L; Gerstner Scholars Fellowship zapewniane przez Gerstner Family Foundation i Richard Gilder Graduate School w Amerykańskim Muzeum Historii Naturalnej; fundusze start-up z Uniwersytetu Stanforda; fundusze na rozpoczęcie działalności z Duke University; National Institutes of Health, grant #s R01 EB028143, R01 NS111039, RF1 NS115581 BRAIN Initiative; nagroda Duke Institute of Brain Science Incubator; nagroda American Heart Association Collaborative Sciences 18CSA34080277; oraz stypendium Chan Zuckerberg Initiative 2020-226178.

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]
science