红眼树蛙胚胎在卵内积极避免窒息

   日期:2019-04-16     浏览:7    评论:0    
核心提示:红眼树蛙胚胎,外露鲜红色鳃“通过解剖显微镜,你可以看到血液在树枝间循环,”杰西卡罗格(Jessica Rogge)解释说,她在波士顿大
红眼树蛙胚胎,外露鲜红色鳃
“通过解剖显微镜,你可以看到血液在树枝间循环,”杰西卡罗格(Jessica Rogge)解释说,她在波士顿大学(Boston University)本科时进行了这项研究。资料来源:Karen Warkentin,波士顿大学和STRI
波士顿大学本科杰西卡·罗格和凯伦Warkentin副教授,在史密森热带研究所的实验室工作Gamboa,巴拿马,发现青蛙胚胎在早期发展阶段积极应对氧气水平的蛋是在11月7日报道,2008年出版的《实验生物学杂志》上。这些对环境的最初反应可能对青蛙的长期生存至关重要。


红眼树蛙(Agalychnis callidryas)在悬在热带池塘上方的树叶上产下结满果冻的卵。每一窝几十个透明的蛋只需要4天就可以孵化出来。通过将孵化时间推迟几天,青蛙胚胎作为蝌蚪在捕食者潜伏的池塘里生存的几率显著增加。但是随着每一个卵子的成熟,胚胎需要更多的氧气,体内可获得的重要物质越来越少。

Warkentin已经测量了红眼树蛙卵中氧气含量低至2%的饱和空气,但胚胎仍未孵化。“你会认为他们已经死了。你会认为它们会孵化。但它们继续以与含氧量多得多的卵子中的胚胎相同的速度发育,”她解释道。“杰西卡发现,这些胚胎通过将外部鳃置于一个小的高氧区域(靠近暴露表面的最佳位置),从而保持了高代谢率和快速、同步的发育。”

研究小组用摄像机记录了胚胎在卵子中的运动。罗格用探针轻轻操作卵子,将卵子内的胚胎翻转,使鳃远离表面,处于低氧状态。“这很像试图接东西用手指一杯水,”罗格说,“胚胎“希望”在前面的鸡蛋,所以除非我把胚胎完全在一个运动将回到前我还没来得及完成旋转它。”

罗格发现,即使是非常年轻的神经管阶段胚胎,在发育成鳃、血液或肌肉运动能力之前,也能将发育中的头部保持在氧气最佳状态。“一旦我们开始了行为研究,它就像滚雪球一样越滚越大,我们突然达到了我纺出一天大的胚胎的地步。我们认为它们会转回来,因为它们有睫状体旋转,但看着它们如此缓慢地回到前面,就像钟表一样,真是太神奇了。”

罗格还诱导胚胎在卵细胞中失去鳃,从而能够直接测量和比较有无鳃的动物在卵细胞和水中的吸氧能力。沃金廷说:“胚胎通常会保留外部鳃,只要它们留在卵里,但当它们孵化时,它们会改变血液流动的路线,鳃在几分钟内就会收缩。”“这是有道理的。外部鳃对蝌蚪没有多大用处,但如果它们想获得足够的氧气,它们对胚胎来说似乎是至关重要的。”

人们通常不认为鸡蛋有什么“作用”。然而,早期发育是一个关键时期,死亡是一个常见的现象,自然选择将有利于胚胎可能具有的任何增加其生存机会的能力。
 
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