Aequorea victoria
| Aequorea victoria | |
|---|---|
 | |
Clasificación científica  | |
| Dominio: | Eucariota |
| Reino: | Animalia |
| Filo: | Cnidarios |
| Clase: | Hidrozoos |
| Orden: | Leptotecata |
| Familia: | Aequoreidae |
| Género: | Aequorea |
| Especies: | A. victoria |
| Nombre binomial | |
| Aequorea victoria (Murbach y Shearer , 1902) | |
| Sinónimos | |
| |
Aequorea victoria , también llamada a veces medusa cristal , es una medusa hidrozoaria bioluminiscente , o hidromedusa, que se encuentra en la costa oeste de América del Norte.
La especie es más conocida como fuente de aequorina (una fotoproteína ) y proteína fluorescente verde (GFP) , dos proteínas implicadas en la bioluminiscencia. Sus descubridores, Osamu Shimomura y colegas, ganaron el Premio Nobel de Química en 2008 por su trabajo sobre la GFP.
Descripción
Aequorea victoria , casi totalmente transparente e incolora y a veces difícil de distinguir, posee una boca y un manubrio altamente contráctiles en el centro de hasta 100 canales radiales que se extienden hasta el margen de la campana. El margen de la campana está rodeado de tentáculos desiguales, hasta 150 de ellos en especímenes completamente desarrollados. Los tentáculos poseen nematocistos que ayudan en la captura de presas, aunque no tienen efecto en los humanos. Los especímenes mayores de 3 cm generalmente poseen gónadas para la reproducción sexual, que recorren la mayor parte de la longitud de los canales radiales y son visibles en las fotos de este artículo como engrosamientos blanquecinos a lo largo de los canales radiales. El margen de la campana está rodeado por el velo muscular, que es típico de las hidromedusas, y ayuda en la locomoción a través de la contracción muscular de la campana. Los especímenes más grandes se encuentran con frecuencia con anfípodos hipéridos simbióticos unidos a la subumbrela, o incluso ocasionalmente viviendo dentro del intestino o los canales radiales.
Distribución
Aequorea victoria se encuentra a lo largo de la costa oeste de América del Norte del Océano Pacífico, desde el Mar de Bering hasta el sur de California. La parte medusa del ciclo de vida es un organismo pelágico , que brota de un pólipo que vive en el fondo a fines de la primavera. Las medusas se pueden encontrar flotando y nadando tanto cerca de la costa como en alta mar en el Océano Pacífico oriental; [1] esta especie es particularmente común en Puget Sound .
Identificación
Las especies de Aequorea pueden ser bastante difíciles de distinguir, ya que las características morfológicas en las que se basan las identificaciones son principalmente la cantidad de tentáculos, la cantidad de canales radiales, la cantidad de estatocistos marginales y el tamaño. Estas características son bastante plásticas y la cantidad de tentáculos y canales radiales aumenta en todas las especies de Aequorea con el tamaño. Ocasionalmente, se encuentra otra especie en el mismo rango geográfico que Aequorea victoria ; esta otra forma se ha llamado Aequorea coerulescens . Si bien A. coerulescens aparentemente se encuentra generalmente en alta mar en el Océano Pacífico oriental, se han recolectado especímenes raros en el centro de California y en Friday Harbor , North Puget Sound. [2] Si bien es morfológicamente similar a Aequorea victoria , la forma Aequorea coerulescens es más grande (aproximadamente del tamaño de un plato de comida) con muchos más canales radiales. Los animales de tamaños intermedios entre estas dos formas también son bastante intermedios en apariencia, lo que dificulta las identificaciones morfológicas.
Se cree que esta especie es sinónima de Aequorea aequorea de Osamu Shimomura , el descubridor de la proteína verde fluorescente (GFP) . Shimomura junto con Martin Chalfie y Roger Y. Tsien fueron galardonados con el Premio Nobel de Química de 2008 [3] por el descubrimiento y desarrollo de esta proteína como una importante herramienta de investigación biológica. Originalmente, el nombre A. victoria se utilizó para designar la variante encontrada en el Pacífico, y la designación A. aequorea se utilizó para los especímenes encontrados en el Atlántico y el Mediterráneo. El nombre de la especie utilizado en la purificación de GFP fue posteriormente disputado por MN Arai y A. Brinckmann-Voss (1980), [4] quienes decidieron separarlos sobre la base de 40 especímenes recolectados alrededor de la isla de Vancouver. Shimomura señala que esta especie en general muestra una gran variación: de 1961 a 1988 recolectó alrededor de 1 millón de individuos en las aguas que rodean los Laboratorios Friday Harbor de la Universidad de Washington , y en muchos casos había variaciones pronunciadas en la forma de las medusas.
Historia de vida
Aequorea victoria tiene un ciclo de vida dimórfico, alternando entre pólipos bentónicos asexuales y medusas planctónicas sexuales en un patrón estacional. [5] Las medusas juveniles de Aequorea victoria brotan asexualmente de colonias de hidroides a fines de la primavera; estas hidromedusas de vida libre pasarán toda su vida en el plancton. La medusa pasa su primera etapa de vida creciendo rápidamente y, después de alcanzar aproximadamente 3 cm, comenzará a producir gametos para la reproducción. Cada medusa es un macho o una hembra. Los huevos y los espermatozoides maduran diariamente en las gónadas de la medusa, si se les da suficiente alimento, y se reproducen libremente en la columna de agua en respuesta a una señal de luz diaria, donde son fertilizados y finalmente se asientan para formar una nueva colonia de hidroides. Los hidroides viven en sustratos duros o rocosos en el fondo, donde brotan asexualmente nuevas medusas diminutas cada primavera en respuesta a alguna señal ambiental (aún desconocida). La forma medusa generalmente vive aproximadamente 6 meses, aproximadamente desde finales de la primavera hasta el otoño. [2]
Historia natural
Aequorea victoria se alimenta típicamente de organismos de cuerpo blando, pero la dieta también puede incluir algo de zooplancton de crustáceos como copépodos , zoales de cangrejo, nauplios de percebes y otros organismos planctónicos larvarios. Los organismos gelatinosos consumidos incluyen ctenóforos , apendicularias y otras hidromedusas , incluyendo raramente otras Aequorea victoria si las condiciones son apropiadas. [6] La presa es atrapada en largos tentáculos que contienen nematocistos y es ingerida con una boca altamente contráctil que puede expandirse para consumir organismos de la mitad del tamaño de las medusas. Debido a su naturaleza voraz, la densidad de Aequorea victoria puede estar inversamente correlacionada con la densidad del zooplancton, lo que indica una presencia competitiva en ambientes compartidos. [6]
La velocidad de natación de Aequorea victoria no aumenta a medida que aumenta su tamaño corporal, lo que los convierte en nadadores ineficientes. Por lo tanto, requieren contacto directo con sus presas para alimentarse, lo que se hace efectivamente mediante propulsión enérgica en la que la presión les permite moverse pasivamente en su entorno. [7]
Depredadores
Las medusas Aequorea son devoradas por el voraz escifozoo Cyanea capillata , comúnmente llamada medusa melena de león, así como por ctenóforos , sifonóforos y otras hidromedusas, incluidos casos documentados de canibalismo. [6] Muchos especímenes más grandes se encuentran con el anfípodo hipérido parásito Hyperia medusarum adherido a la subumbrella o exumbrella; estos anfípodos pueden excavar en la medusa, pero tales actividades no son letales para las medusas.
Luminiscencia
Esta medusa es capaz de producir destellos de luz azul mediante una rápida liberación de calcio (Ca 2+ ), que interactúa con la fotoproteína aequorina . La luz azul producida es a su vez transducida a verde por la ahora famosa proteína fluorescente verde (GFP). Esta transducción de energía se denomina transferencia de energía por resonancia de Förster (FRET). Tanto la aequorina como la GFP son importantes marcadores fluorescentes que se emplean con frecuencia en la investigación bioquímica.
En 1961, Shimomura y Johnson aislaron la proteína aequorina y su cofactor de molécula pequeña, la coelenterazina , de un gran número de medusas Aequorea en Friday Harbor Laboratories. [9] Descubrieron, después de encontrar inicialmente una luminiscencia brillante al agregar agua de mar a una muestra purificada, que los iones de calcio (Ca 2+ ) eran necesarios para desencadenar la bioluminiscencia . Esta investigación también marcó el comienzo de la investigación sobre la proteína fluorescente verde que fue resumida por Shimomura . [9] En 1967, Ridgeway y Ashley microinyectaron aequorina en fibras musculares individuales de percebes y observaron señales transitorias dependientes de iones de calcio durante la contracción muscular.
Por sus investigaciones sobre la GFP, Osamu Shimomura recibió el Premio Nobel de Química en 2008, junto con Martin Chalfie y Roger Tsien . [10]
Este descubrimiento supuso grandes avances en el campo de la medicina porque permite una mayor comprensión en los tratamientos y diagnósticos médicos a través de la investigación en células y bacterias. [11]
Referencias
- ^ Kozloff, Eugene N. Invertebrados marinos del noroeste del Pacífico. 2.° volumen. Seattle: University of Washington Press, 1996. [ página necesaria ]
- ^ ab Mills, CE (2009). "Bioluminiscencia de Aequorea".
- ^ Premio Nobel de Química 2008.
- ^ Arai, Mary N (1980). Hidromedusas de la Columbia Británica y el estrecho de Puget . Boletín Canadiense de Pesca y Ciencias Acuáticas. ISBN 978-0-660-10494-2.OCLC 6972148 .[ página necesaria ]
- ^ Brusca, Richard C. y Brusca, Gary J. Invertebrados. 2.º volumen. Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc., 2003. [ página necesaria ]
- ^ abc Pureed, Je (1991). "Depredación por Aequorea victoria sobre otras especies de hidrozoos pelágicos potencialmente competidores". Marine Ecology Progress Series . 72 : 255–260. Bibcode :1991MEPS...72..255P. doi : 10.3354/meps072255 .
- ^ Gemmell, Brad J.; Costello, John H.; Colin, Sean P.; Stewart, Colin J.; Dabiri, John O.; Tafti, Danesh; Priya, Shashank (2013). "La recuperación de energía pasiva en las medusas contribuye a una ventaja propulsiva sobre otros metazoos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 110 (44): 17904–17909. Bibcode :2013PNAS..11017904G. doi : 10.1073/pnas.1306983110 . JSTOR 23754410. PMC 3816424 . PMID 24101461.
- ^ PDB : 1EMA
- ^ ab Shimomura O (agosto de 1995). "Una breve historia de la aequorina". The Biological Bulletin . 189 (1): 1–5. doi :10.2307/1542194. JSTOR 1542194. PMID 7654844.
- ^ Amos, Jonathan (8 de octubre de 2008). "Una medusa 'brillante' se lleva el Nobel". BBC News .
- ^ Graham, William M; Gelcich, Stefan; Robinson, Kelly L; Duarte, Carlos M; Brotz, Lucas; Purcell, Jennifer E; Madin, Laurence P; Mianzan, Hermes; Sutherland, Kelly R; Uye, Shin-ichi; Pitt, Kylie A; Lucas, Cathy H; Bøgeberg, Molly; Brodeur, Richard D; Condon, Robert H (2014). "Vinculando el bienestar humano y las medusas: servicios ecosistémicos, impactos y respuestas sociales". Fronteras en ecología y medio ambiente . 12 (9): 515–523. doi :10.1890/130298. hdl : 10072/65212 . JSTOR 43187881.
Enlaces externos
- Descripción general de las especies
- Animación de proteína fluorescente verde
- Universidad de Washington: Aequorea victoria
- GFP y Aequorea en microscopía de fluorescencia
