Xenopus — Āfrikas nagainās vardes: sugas, bioloģija un pētījumi
Xenopus — Āfrikas nagainās vardes: sugu pārskats, bioloģija, poliploīdija un to loma attīstības, toksikoloģijas un neiroloģijas pētījumos. Uzzini vairāk.
Xenopus, ko parasti dēvē par nagaino vardi, ir ūdens varžu dzimta, kuras dzimtene ir Āfrika uz dienvidiem no SahāRAS. Šīs vardes ir stipri pielāgotas pilnīgi ūdens dzīvei — tām ir plakana ķermeņa forma, spēcīgas pakaļkājas un gluda āda, kas palīdz elpot caur ādu. Daudzas sugas dzīvo lēni tekos vai stāvošos ūdeņos, piemēram, ezeros, dīķos un purvos, bet dažas sastopamas arī pagaidu peļķēs un lauksaimniecības meliorācijas kanālos.
Daudzveidība un taksonomija
Ir zināmas divdesmit sugas. Divas pazīstamākās šīs ģints sugas ir Xenopus laevis un Xenopus tropicalis, kas tiek pētītas kā modeļorganismi attīstības bioloģijā, šūnu bioloģijā, toksikoloģijā, neiroloģijā, kā arī cilvēku slimību un iedzimtu defektu modelēšanā. X. laevis ir plaši izmantota laboratorijās jau kopš 20. gadsimta, savukārt X. tropicalis ieguvusi popularitāti pateicoties diploīdajam genomam un ātrākai reprodukcijai, kas atvieglo ģenētiskus pētījumus.
Izskats un uzvedība
Xenopus sugas parasti ir no maza līdz vidēja izmēra (dažas sugas var sasniegt 10–12 cm vai vairāk). Tām ir gluda, slidenā āda un plati sānu ķermeņi, kas palīdz peldēties. Pakaļkājās ir stingra peldspēja — pirksti parasti ir tīkloti (webbed) un trīs no pirkstiem bieži beidzas ar cietiem, melniem nagiem vai klaušām, ko izmanto barības satveršanai un rakšanai dūņās. Xenopus ir pilnībā akvātiskas vardes — tās bieži pavada lielāko daļu laika zem ūdens, elpojot arī caur ādu un plaušām.
Reprodukcija un attīstība
Xenopus šķiršanās notiek ūdenī; olšūnas un sperma atbrīvo ārēji, un no apaugļotajām olām attīstās kāpurveidīgi (tadpoli), kuri pārtiek galvenokārt no aļģēm un organiskām daļiņām. Metamorfozes process no tadpola līdz pieaugušai vardei var ilgt dažas nedēļas līdz pāris mēnešiem atkarībā no sugas un vides apstākļiem. Laboratorijās Xenopus olas ir ļoti vērtīgas, jo tās ir lielas, viegli manipulējamas un labi piemērotas mikroskopiskiem un molekulāriem pētījumiem; hormonāla inducēta ovulācija un in vitro apaugļošana ļauj kontrolēt attīstības stadijas.
Ģenētika un poliploīdija
Šī ģints ir pazīstama arī ar poliploīdiju — dažām sugām ģenētiskā struktūra ir sarežģīta, un sastopamas vairākas hibridizācijas un hromosomu dubultošanās formas. Dažām Xenopus sugām ir daudz hromosomu komplektu, līdz pat 12 hromosomu komplektiem, kas padara šos dzīvniekus interesantus evolūcijas un genomikas pētījumos. Tajā pašā laikā X. tropicalis ir diploīda, kas padara to ērtāku ģenētiskām manipulācijām un genoma secībai.
Loma zinātnē un medicīnā
Xenopus ir izcila pētījumu sistēma vairāku iemeslu dēļ: olas un oocīti ir lieli un viegli manipulējami; embrionālie attīstības procesi ir labi pārskatāmi; iespēja veikt mikroskopiskas manipulācijas un injekcijas padara Xenopus par spēcīgu rīku attīstības un šūnu bioloģijas pētījumos. Xenopus oocīti tiek plaši izmantoti arī elektrofizioloģijā, lai izteiktu un pētītu jonu kanālus un receptorus. Pēdējās desmitgadēs ģenētiskās tehnoloģijas (piem., transgēni un CRISPR/Cas) ir paplašinājušas šo dzīvnieku lietojumu slimību modeļiem un genoma funkcionālu izpētei.
Aizsardzība un ekoloģiskā ietekme
Lai gan daudzas Xenopus sugas ir izplatītas un lokāli biežas, dažas sugas saskaras ar draudiem, piemēram, biotopu degradāciju, piesārņojumu un ūdens režīma pārmaiņām. Turklāt Xenopus laevis ir kļuvusi invazīva dažās pasaules daļās, kur tā var traucēt vietējo ekosistēmu līdzsvaru. Xenopus sugas arī var būt chytrid sēnītes (Batrachochytrium dendrobatidis) izplatītāji, kas apdraud citas vardes.
Praktiskas piezīmes
- Labos apstākļos Xenopus sp. var dzīvot ilgi, reizēm vairākus gadus.
- To acu novietojums un kustības zem ūdens padara tās par efektīviem plēsējiem — tās barojas ar kukaiņiem, maziem zivju kāpuriem, vēžveidīgajiem un citiem ūdens bezmugurkaulniekiem.
- Pētījumos un akvāriju turēšanā svarīga ir tīra, labi aerēta ūdens vide un stabili vides parametri.
Kopumā Xenopus ģints sniedz nozīmīgu ieguldījumu gan pamatzinātnē, gan biomedicīnā, vienlaikus piedāvājot interesantas iespējas studēt evolūciju, genomu dinamiku un attīstības procesus.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir ksenopus?
A: Xenopus ir ūdens varžu ģints, kuras dzimtene ir Āfrika uz dienvidiem no Sahāras, un to parasti dēvē par nagaino vardi.
Q: Cik Xenopus sugu ir zināmas?
A: Ir zināmas divdesmit Xenopus sugas.
J: Kuras ir divas pazīstamākās Xenopus sugas?
A: Divas pazīstamākās Xenopus sugas ir Xenopus laevis un Xenopus tropicalis.
J: Kā tiek pētītas Xenopus laevis un Xenopus tropicalis?
A: Xenopus laevis un Xenopus tropicalis tiek pētīti kā modeļorganismi attīstības bioloģijā, šūnu bioloģijā, toksikoloģijā, neiroloģijā, kā arī cilvēku slimību un iedzimtu defektu modelēšanai.
J: Kas ir Xenopus poliploīdija?
A: Šī ģints ir pazīstama ar savu poliploīdiju, jo dažām sugām ir līdz pat 12 hromosomu komplektiem.
J: Kādas ir Xenopus fiziskās īpašības?
A: Xenopus dzimtas vardes ir izcili peldētāji, un tām ir spēcīgi, pilnībā tīkloti pirksti, lai gan pirksti ir bez tīklojuma. Trīs no katras kājas pirkstiem ir ar labi saskatāmiem melniem nagiem.
J: Kurā reģionā dzīvo Xenopus vardes?
A: Xenopus varžu dzimtene ir Subsahāras Āfrika.
Meklēt