高速成像揭示纤毛如何使海洋生物游泳

新研究揭开了微观纤毛如何协调移动和推动海洋生物在水中移动的谜团。

来源:英国物理学家网首页
显微镜下的纤毛。图片来源:Rebecca Poon 和 Kirsty Wan,埃克塞特大学

新研究揭开了微观纤毛如何协调移动和推动海洋生物在水中移动的谜团。

纤毛是许多生物体(包括人类和许多水生动物)中发现的微小的毛发状突起。几乎所有海洋浮游生物都有一个拥有纤毛的生命阶段,纤毛的作用就像微观的桨,是生物体在水中进食、移动和分散、躲避捕食者和选择合适栖息地的能力的基础。

海洋浮游生物 纤毛

纤毛的适当协调对于从单细胞到人类的许多生物体的正常生理机能至关重要。然而,尽管经过数十年的研究,纤毛协调机制仍然存在争议。

科学家们特别研究了被称为异时波的协调活动波是如何发生的,这对于有效移动有机体至关重要。这些图案穿过一系列跳动的纤毛,就像墨西哥波浪穿过人群一样。

为了解决这个问题,埃克塞特大学的一个研究小组研究了海洋抹布蠕虫 Platynereis 的幼虫,之所以选择这种幼虫,是因为其球形体型、单条纤毛和非常简单的神经系统。

他们的研究发表在《科学进展》上,利用全身高速成像来检查波浪行为以及各种物理和生物操作的影响。这篇论文的标题是“后生动物幼虫睫状带中异时波的动力学和出现”。

已发布 科学进步
显微镜下纤毛移动。图片来源:Rebecca Poon 和 Kirsty Wan,埃克塞特大学

他们的结果揭示了前所未有的波浪结构。尽管有单一波穿过整个睫状带环的错觉,但协调仅存在于单个细胞内,并且波不会跨细胞边界传播。

水柱 更多信息: DOI:10.1126/sciadv.adw4067 www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw4067