Zeepijpen gebruiken wrijvingskrachten voor de embryonale ontwikkeling
Geweldig mechanisme: Zeepijpen gebruiken wrijvingskrachten voor de embryonale ontwikkeling
Kort na de bevruchting begint de dierlijke eicel zichzelf te reorganiseren. Maar hoe werkt het? Er lijken mechanische effecten in het spel te zijn.
© Velvetfish / Getty Images / iStock (details)
Zakpijpen zijn de ongewervelde dieren die het nauwst verwant zijn aan gewervelde dieren.
Iedereen die wel eens aardewerk heeft gemaakt, weet hoe klei met alleen de wrijving tussen de handen in allerlei vormen kan worden gevormd. Zeezakeieren gebruiken een soortgelijk principe wanneer ze zichzelf reorganiseren na de bevruchting. Wrijving tussen componenten in de cel veroorzaakt vormveranderingen die tot de ontwikkeling ervan leiden. Dit is wat een Europees onderzoeksteam aantoonde in een onderzoek: Dat werd gepubliceerd in het gespecialiseerde tijdschrift “Nature Physics”..
Zakpijpen, technisch ook bekend als ascidians, zijn sessiele manteldieren die oceanen over de hele wereld bewonen, van de plank tot de diepe zee. Sommige soorten zijn ook in Duitse zeewateren te vinden. Op het eerste gezicht lijken ze, als ze volgroeid zijn, op rubberachtige brokken, maar ze worden beschouwd als de nauwste levende verwanten van gewervelde dieren, inclusief de mens. In het bijzonder vertonen hun kikkervisjesachtige larven in sommige organen en weefsels grote overeenkomsten met embryo's van gewervelde dieren. Om deze reden worden ze in fundamenteel onderzoek vaak gebruikt als modelorganisme om de vroege embryonale ontwikkeling te bestuderen. Bijna alle zakpijpen zijn hermafrodieten, wat betekent dat ze zowel mannelijke als vrouwelijke gameten produceren.
Na een succesvolle bevruchting door mannelijk sperma ondergaan dierlijke eicellen normaal gesproken een cytoplasmatische herstructurering, waarbij de celinhoud en -componenten veranderen. Dit proces bepaalt in grote mate de daaropvolgende ontwikkeling van de foetus. Bij compressie resulteert deze hermodellering in de vorming van een klokachtig uitsteeksel dat bekend staat als de samentrekkingspool. Daar hopen zich belangrijke stoffen op die de rijping van de foetus bevorderen. Maar hoe deze bult precies ontstaat, is nog niet duidelijk.
Myoplasma speelt een grotere rol dan gedacht
Onder de microscoop ontdekte de onderzoeksgroep onder leiding van eerste auteur Silvia Caballero-Mancebo van het Instituut voor Wetenschap en Technologie in Oostenrijk dat de cellulaire veranderingen die leiden tot de vorming van de contractiepool afkomstig zijn van de actine-myosinecortex – een dynamische structuur die werd gevonden in dierlijke cellen dichtbij het celmembraan. “Ons onderzoek heeft aangetoond dat de actine- en myosinecortex na de bevruchting samentrekken en bewegen. Dit leidt tot de eerste veranderingen in de celvorm”, legt Caballero-Mancebo uit Dat blijkt uit een persbericht van haar instituut. Dit alleen lijkt echter niet het hele proces te verklaren.
Door het myoplasma – een gebied met cytoplasma in bevruchte zakpijpeieren waaruit de larvale staartspiercellen ontstaan – nader te bekijken, konden de wetenschappers meer details waarnemen. Tijdens de beweging van de actine-myosinecortex vouwt het myoplasma zich en vormt het talloze uitstulpingen als gevolg van de wrijvingskrachten die tussen de twee componenten ontstaan. Wanneer het proces stopt, verdwijnen de wrijvingskrachten en worden de uitstulpingen van het myoplasma een klokvormig uitsteeksel.
De studie benadrukt dus het belang van wrijvingskrachten bij het vormgeven en vormgeven van het zich ontwikkelende organisme. Carl Philipp Heisenberg, hoogleraar evolutionaire biologie en hoofdwetenschapper bij ISTA, zei dat hij in de toekomst graag zou willen proberen meer te leren over het myoplasma. “Het onderzoeken van hun ongebruikelijke materiaaleigenschappen en zo begrijpen hoe ze mogelijk betrokken zijn bij het ontwerp van zeefonteinen zal in de toekomst bijzonder spannend zijn.”
Sta Javascript toe om de volledige functionaliteit van Spektrum.de te behouden.