Afrika pençeli kurbağa - African clawed frog

Afrika pençeli kurbağa
Xenopus laevis 02.jpg
bilimsel sınıflandırma Düzenle
Krallık: hayvanlar
filum: Kordata
Sınıf: amfibi
Emir: anura
Aile: Pipidae
cins: Xenopus
Türler:
X.laevis
Binom adı
Xenopus laevis
Davud 1802
Eş anlamlı

X. boiei Wagler 1827

Güney tırnaklı kurbağa ( Xenopus laevis olarak da bilinen, Xenopus , Afrika kurbağası pençe , Afrika pençe parmaklı kurbağa veya platanna ) Afrika bir türdür suda kurbağa ailesinin Pipidae . Adı, her bir arka ayağındaki, yiyeceğini parçalamak için kullandığı üç kısa pençeden türetilmiştir . Xenopus kelimesi "garip ayak", laevis ise "pürüzsüz" anlamına gelir.

Türler büyük bölümünde bulunan Sahra Altı Afrika ( Nijerya ve Sudan ile Güney Afrika ) ve izole içinde, tanıtılan Kuzey Amerika, Güney Amerika, Avrupa ve Asya'da nüfusunu. Pipidae familyasının tüm türleri dilsiz, dişsiz ve tamamen suculdur . Yiyecekleri ağızlarına ve boğazlarına sokmak için ellerini ve ağızlarına bir şeyler çekmek veya emmek için bir hipobranşiyal pompa kullanırlar. Pipidae, yemekten sonra yüzmek ve akciğer atmak için güçlü bacaklara sahiptir. Ayrıca büyük yiyecekleri parçalamak için ayaklarındaki pençeleri kullanırlar. Dış kulak zarları yoktur, bunun yerine aynı işlevi gören deri altı kıkırdaklı diskler vardır. Yiyecek bulmak için hassas parmaklarını ve koku alma duyularını kullanırlar. Pipidae leş yiyicidir ve yaşayan, ölmekte olan veya ölü hemen hemen her şeyi ve her türlü organik atığı yerler.

Açıklama

Bu kurbağalar, Sahra Altı Afrika'nın güneydoğu kesimindeki göletler ve nehirlerde bol miktarda bulunur. Suda yaşarlar ve genellikle yeşilimsi gri renklidirler. Afrika pençeli kurbağaları da sıklıkla evcil hayvan olarak satılır ve bazen yanlışlıkla Afrika cüce kurbağaları olarak tanımlanır . Albino pençeli kurbağalar yaygındır ve evcil hayvan olarak veya laboratuvarlar için satılır.

Dişi vücudunun dışında yumurtaları dölleyerek çoğalırlar (bkz. kurbağa üremesi ). Yedi ampleksus modundan (kurbağaların çiftleştiği pozisyonlar), bu kurbağalar, erkeğin dişiyi dişinin arka bacaklarının önünde tuttuğu ve yumurtalar çıkana kadar sıktığı inguinal ampleksusta üreme bulunur. Erkek daha sonra onları döllemek için yumurtaların üzerine sperm püskürtür.

Afrika pençeli kurbağaları son derece uyumludur ve koşullar izin verdiğinde yumurtalarını bırakırlar. Islak yağışlı mevsimlerde, yiyecek aramak için diğer göletlere veya su birikintilerine giderler. Kuraklık zamanlarında, pençeli kurbağalar kendilerini çamura oyarak bir yıla kadar uykuda kalabilirler.

Xenopus laevis'in vahşi doğada 15 yıl veya daha fazla ve esaret altında 25-30 yıl hayatta kaldığı bilinmektedir. Her mevsim derilerini dökerler ve kendi derilerini yerler.

Vokal kesesi olmamasına rağmen , erkekler , içsel gırtlak kaslarını kasarak , uzun ve kısa trilleri değiştirerek çiftleşme çağrısı yaparlar . Dişiler ayrıca, erkeğin kabul edildiğini (bir rap sesi) veya reddedildiğini (yavaş tik tak) işaret ederek sesli olarak yanıt verir. Bu kurbağa, sırtında zeytin grisi veya kahverengi lekeler bulunan çok renkli pürüzsüz kaygan bir cilde sahiptir. Alt kısım sarı bir belirti ile kremsi beyazdır.

Erkek ve dişi kurbağalar, aşağıdaki farklılıklarla kolayca ayırt edilebilir. Erkek kurbağalar küçük ve incedir, dişiler ise daha büyük ve daha yuvarlaktır. Erkeklerin ellerinde ve kollarında, amplexus sırasında dişileri kavramaya yardımcı olan siyah lekeler vardır. Dişiler daha belirgin bir kloaka sahiptir ve arka bacaklarının üzerinde yumurtalarının dahili olarak bulunduğu kalça benzeri çıkıntılara sahiptir.

Tutsak erkek albino pençeli kurbağa tipik yüzer pozisyonda, sadece gözleri ve burnu dışarı çıkıyor. Ampleksus sırasında dişiyi tutmak için kullanılan siyah ellere ve önkollara dikkat edin .

Hem erkek hem de dişiler, sindirim ve idrar atıklarının geçtiği ve üreme sistemlerinin de boşaldığı bir oda olan bir kloaka sahiptir . Kloaka, sürüngenlerde ve amfibilerde her üç sistem için de tek bir açıklık olan havalandırma yoluyla boşalır .

Davranış

Afrika pençeli kurbağaları tamamen suda yaşar ve kuraklık veya diğer rahatsızlıklar sırasında yeni su kütlelerine göç etmek dışında nadiren sudan ayrılırlar. Pençeli kurbağaların hem su altında hem de karada hızlı hareket etmelerine yardımcı olan güçlü bacakları vardır. Güney Galler'deki vahşi pençeli kurbağaların, konumlar arasında 2 kilometreye (1,2 mil) kadar seyahat ettiği bulunmuştur. Xenopus türlerinin ayaklarının son üç hanesinde üç siyah pençe bulunur. Bu pençeler yiyecekleri parçalamak ve yırtıcıları tırmalamak için kullanılır.

Pençeli kurbağalar etoburdur ve balıklar, iribaşlar, kabuklular, annelidler, eklembacaklılar ve daha fazlası dahil olmak üzere hem canlı hem de ölü avları yerler. Pençeli kurbağalar ağızlarına sığabilecek her şeyi tüketmeye çalışacaklardır. Suda yaşayan pençeli kurbağalar, diğer kurbağalar gibi görme duyularından ziyade avlarını tespit etmek için koku alma duyularını ve yan çizgilerini kullanırlar. Bununla birlikte, pençeli kurbağalar hala gözlerini kullanarak görebilir ve avlarını takip eder veya kafalarını sudan çıkararak avcıları izler. Pençeli kurbağalar, solucanları ve diğer yiyecekleri ortaya çıkarmak için alt tabakayı kazarlar. Dilleri diğer kurbağalar gibi uzayamaz, bu nedenle pençeli kurbağalar yiyecekleri almak ve ağızlarına atmak için ellerini kullanırlar.

Bu kurbağalar özellikle yamyamdır; Kaliforniya'daki vahşi pençeli kurbağaların mide içeriği, büyük miktarda kurbağa larvasını ortaya çıkardı. Pençeli kurbağa larvaları filtre besleyicilerdir ve planktondan besin toplarlar, bu da iribaşları tüketen yetişkin kurbağaların bu besinlere erişmesine izin verir. Bu, pençeli kurbağaların başka besin kaynağı olmayan veya çok az olan alanlarda hayatta kalmasını sağlar.

Pençeli kurbağalar gecedir ve çoğu üreme aktivitesi ve beslenme karanlıktan sonra gerçekleşir. Erkek pençeli kurbağalar çok çeşitlidir ve diğer erkekleri ve hatta diğer kurbağa türlerini yakalar. Yakalanan erkek kurbağalar salıverme çağrısı yapacak ve kurtulmaya çalışacak.

Beslenmezlerse, pençeli kurbağalar, alt tabakanın üzerinde hareketsiz bir şekilde oturacak veya kafaları dışarı çıkacak şekilde üstte yüzecektir.

Endokrinoloji

Tiroid

X laevis üretimini arttırarak düşük sıcaklıklara karaciğer yanıt verir tip II iyodotironin deiyodinazın artan gıda alımı yoluyla . Bu da dikeni tiroid geliştirmek için T 3 için vücut sıcaklığını artırmak . (Bu T 3 artış indükleyen germ hücre apoptoz gen aracılık, arta kalan larva metamorfoz.)

T hormonu salınımının provokasyonunun etkileri, başladığı yere göre geniş ölçüde farklılık gösterir: Merkezi olarak, mediobasal hipotalamus içinde ise , mevsimsel testis büyümesini uyarır ; periferik ise, testis regresyonu ve soğuk mevsim termojenezi.

Bu gözlemler, omurgalı tiroid sistemlerinde yaygın olarak uygulanabilir olarak kabul edilir.

vahşi doğada

Monogenean Protopolystoma xenopodis , üriner mesane bir parazit X laevis

Vahşi doğada, X. laevis , Sahra Altı Afrika'nın kurak/yarı kurak bölgelerindeki sulak alanlara , göletlere ve göllere özgüdür . X. laevis ve X. muelleri , Büyük Afrika Yarığı'nın batı sınırı boyunca bulunur . Sahra altı halkı genellikle bu kurbağaya çok aşinadır ve bazı kültürler onu protein kaynağı, afrodizyak veya doğurganlık ilacı olarak kullanır . İki tarihi salgınları priapizm ihtiva eden böcekleri yedi kurbağalar kurbağa bacakları tüketimi ile bağlantılı olan cantharidin .

X. leavis vahşi yaygın çeşitli tarafından enfekte parazitler de dahil olmak üzere monogeneanlar içinde idrar kesesi .

Araştırmada kullanın

Xenopus embriyoları ve yumurtaları, kısmen yıl boyunca yumurtlama potansiyeline sahip olduklarından, çok çeşitli biyolojik çalışmalar için popüler bir model sistemdir. Bu hayvan, en azından birçok model organizmayla karşılaştırıldığında, deneysel izlenebilirliği ve insanlarla yakın evrimsel ilişkisinin güçlü kombinasyonu nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kurbağaların biyomedikal araştırmalarda kullanımına ilişkin daha kapsamlı bir tartışma için bkz. Xenopus .

Xenopus laevis , yaygın olarak kullanılan ilk gebelik testi yönteminde kullanımıyla da dikkat çekicidir . 1930'larda, iki Güney Afrikalı araştırmacılar, Hillel Shapiro ve Harry Zwarenstein, öğrencileri Lancelot Hogben at University of Cape Town , keşfetti idrar hamile kadınlar oosit üretimini uyarmak istiyorum X. laevis enjeksiyon 8-12 saat içinde. Bu, 1960'lara kadar basit ve güvenilir bir test olarak kullanıldı. 1940'ların sonlarında, Carlos Galli Mainini erkek numuneler o ayrı çalışmalarda bulundu Xenopus ve Bufo , ticari olarak bulunabilen Bugün gebeliği göstermek için kullanılabilecek hCG enjekte edilir Xenopus'da çiftleşme davranışı teşvik etmek ve herhangi birinde tutsak bu kurbağaları doğurmak erkekler ve kadınlar yılın zamanı.

Xenopus , omurgalı hayvanların moleküler, hücre ve gelişim biyolojisinde in vivo çalışmalar için uzun süredir önemli bir araç olmuştur. Bununla birlikte, geniş bir genişliği Xenopus araştırma yapılmış hücre içermeyen özütler ek gerçeğinden kaynaklanmaktadır Xenopus hücre ve moleküler biyoloji temel yönleri çalışmaları için, in vitro sistemde bir ilk vardır. Bu nedenle, Xenopus , gen fonksiyonunun ve yüksek verimli biyokimyanın yüksek verimli in vivo analizlerine izin veren tek omurgalı model sistemidir. Son olarak, Xenopus oositleri, iyon taşıma ve kanal fizyolojisi çalışmaları için önde gelen bir sistemdir.

X. laevis , genetik model organizmalarda genel olarak istenen kısa nesil süresine ve genetik basitliğe sahip olmamasına rağmen , gelişim biyolojisi , hücre biyolojisi , toksikoloji ve nörobiyoloji alanlarında önemli bir model organizmadır . X. laevis'in cinsel olgunluğa erişmesi 1 ila 2 yıl sürer ve cinsinin çoğu gibi tetraploiddir . Bununla birlikte, büyük ve kolayca manipüle edilen bir embriyoya sahiptir . Amfibi embriyolarında manipülasyon kolaylığı, onlara tarihi ve modern gelişim biyolojisinde önemli bir yer vermiştir. İlgili bir tür olan Xenopus tropikalis , şimdi genetik için daha uygun bir model olarak tanıtılıyor.

Roger Wolcott Sperry , görsel sistemin gelişimini anlatan ünlü deneyleri için X. laevis'i kullandı . Bu deneyler, Kemoafinite hipotezinin formülasyonuna yol açtı .

Xenopus oositleri moleküler biyoloji için önemli bir ifade sistemi sağlar . Bilim adamları, yumurtaya DNA veya mRNA enjekte ederek veya embriyo geliştirerek, protein ürünlerini kontrollü bir sistem içinde inceleyebilirler. Bu, manipüle edilmiş DNA'ların (veya mRNA'nın ) hızlı işlevsel ifadesine izin verir . Bu, oositten kayıt kolaylığının membran kanallarının ekspresyonunu çekici hale getirdiği elektrofizyolojide özellikle yararlıdır . Oosit işin zorluklardan biri böyle özgü membran kanalları gibi sonuçları etkileyebilecek doğal proteinler, ortadan kaldırılması şeklinde oosit . Proteinlerin translasyonu bloke edilebilir veya pre-mRNA'nın eklenmesi, Morfolino antisens oligolarının oosit (embriyo boyunca dağıtım için) veya erken embriyo (sadece enjekte edilen hücrenin yavru hücrelerine dağıtım için) içine enjeksiyonuyla değiştirilebilir.

X. laevis kurbağalarının yumurtalarından elde edilen özler , DNA replikasyonu ve onarımının biyokimyasal çalışmaları için de yaygın olarak kullanılır, çünkü bu özler, DNA replikasyonunu ve daha kolay manipülasyona izin veren hücresiz bir ortamda DNA replikasyonunu ve diğer ilgili süreçleri tamamen destekler.

Klonlanan ilk omurgalı, 1962'de bir Afrika pençeli kurbağasıydı; bu deney için Sir John Gurdon , 2012'de "olgun hücrelerin pluripotent olmak üzere yeniden programlanabileceğini keşfettiği için" Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'ne layık görüldü.

Ek olarak, Uzay Mekiği Endeavour'da (12 Eylül 1992'de uzaya fırlatılan) birkaç Afrika pençeli kurbağası vardı , böylece bilim adamları üreme ve gelişmenin sıfır yerçekiminde normal olarak gerçekleşip gerçekleşemeyeceğini test edebildiler.

Xenopus laevis ayrıca apoptoz mekanizmalarının incelenmesi için ideal bir model sistem olarak hizmet eder. Aslında, iyot ve tiroksin , amfibilerin metamorfozunda larva solungaçları, kuyruk ve yüzgeçlerin hücrelerinin muhteşem apoptozunu uyarır ve suda yaşayan, vejetaryen iribaşları karasal, etobur kurbağaya dönüştürerek sinir sistemlerinin evrimini uyarır.

Bu kurbağanın kök hücreleri, ksenobotlar oluşturmak için kullanıldı .

genom dizilimi

X. laevis genomunun dizilenmesiyle ilgili ilk çalışmalar , Wallingford ve Marcotte laboratuvarları , Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edilen projelerle bağlantılı olarak Texas Institute for Drug and Diagnostic Development'tan (TI3D) fon aldığında başladı . Çalışma , dünya çapında Illumina Hi-Seq RNA dizileme veri kümelerini bağışlayan gruplarla işbirliği içinde, X. laevis transkriptlerinin de novo rekonstrüksiyonunu içerecek şekilde hızla genişledi . Rokhsar ve Harland grupları (UC Berkeley) ve Taira ve işbirlikçileri (Tokyo Üniversitesi, Japonya) tarafından genom dizilimi, Hollanda, Kore, Kanada ve Avustralya'daki araştırmacıların ek katkılarıyla projeye büyük bir destek verdi. 2016 yılında genom dizisinin ve karakterizasyonunun yayınlanmasına kadar.

ifade aracı olarak

X. laevis oositleri genellikle kolay bir şekilde kullanılan bir model , suni olarak başlatılan için ifade arasında transgenlerin . Örneğin, özel taşıyıcı mutantlar tarafından üretilen klorokin direncini incelerken yaygın olarak kullanılırlar . Öyle olsa bile, yabancı ifade dokusunun kendisi ifadeye bazı değişiklikler verebilir ve bu nedenle bulgular doğal ifadeyle tamamen aynı olabilir veya olmayabilir: Örneğin, Bakouh ve diğerleri 2017 tarafından demir, böyle bir taşıyıcı için önemli bir substrat olarak bulunmuştur. içinde X l. ancak 2020 itibariyle demir, aynı genin doğal ekspresyonunda yalnızca varsayımsal olarak yer almaktadır.

Çevrimiçi Model Organizma Veritabanı

Xenbase olan Model Organizma Veritabanı (MOD) her ikisi için Xenopus laevis ve Xenopus tropicalis . Xenbase, mevcut Xenopus laevis genomu ( 9.1 ) ile ilgili tüm ayrıntıları ve yayın bilgilerini barındırır .

Evcil Hayvanlar gibi

Xenopus laevis , 1950'lerden beri evcil hayvan ve araştırma konusu olarak tutulmuştur. Esaret altında 20, hatta 30 yıla kadar yaşadıkları bilinen son derece dayanıklı ve uzun ömürlüdürler.

Afrika pençeli kurbağaları, evcil hayvan mağazalarında sıklıkla Afrika cüce kurbağaları olarak yanlış etiketlenir . Tanımlanabilir farklılıklar şunlardır:

  • Cüce kurbağaların dört perdeli ayağı vardır. Afrika pençeli kurbağalarının arka ayakları perdeli, ön ayakları ise otonom parmaklara sahip.
  • Afrika cüce kurbağalarının gözleri başlarının yanında bulunurken, Afrika pençeli kurbağalarının gözleri başlarının üstündedir.
  • Afrika pençeli kurbağalarının kavisli, düz burunları vardır. Afrika cüce kurbağasının burnu sivridir.

haşere olarak

Afrika pençeli kurbağaları açgözlü yırtıcı hayvanlardır ve birçok habitata kolayca uyum sağlarlar. Bu nedenle kolayca zararlı istilacı bir tür haline gelebilirler. Diğer su kütlelerine kısa mesafeler kat edebilirler ve bazılarının hafif donlardan kurtulduğu bile belgelenmiştir. Yavrularını yiyerek yerli kurbağa ve diğer canlı popülasyonlarını mahvettikleri gösterilmiştir.

2003 yılında, Xenopus laevis kurbağalar bir havuzda keşfedildi San Francisco 'ın Golden Gate Park . Bu canlıların nasıl yok edileceği ve yayılmasının nasıl önleneceği konusunda şu anda bölgede çok fazla tartışma var. Bu kurbağaların San Francisco ekosistemine kasıtlı olarak serbest bırakılarak mı yoksa vahşi doğaya kaçarak mı girdiği bilinmiyor. San Francisco yetkilileri, kurbağaların açlıktan ölmeleri umuduyla diğer göletlere kaçmalarını önlemek için Lily Pond'u boşalttı ve bölgeyi çitle çevirdi.

Bu kurbağaların serbest bırakıldığı ve vahşi doğaya kaçmalarına izin verildiği olaylar nedeniyle, Afrika pençeli kurbağalarının aşağıdaki ABD eyaletlerinde izinsiz olarak sahiplenmesi, taşınması veya satılması yasa dışıdır: Arizona, California, Kentucky, Louisiana, New Jersey, Kuzey Carolina , Oregon, Vermont, Virginia, Hawaii, Nevada ve Washington eyaleti. Ancak, New Brunswick (Kanada) ve Ohio'da Xenopus laevis'e sahip olmak yasaldır .

Ait Feral kolonileri Xenopus laevis var South Wales , Birleşik Krallık . In Yunnan , Çin içinde albino pençeli bir kurbağa nüfusu vardır Gölü Kunming başka İnvaziv birlikte: Amerikan bullfrog . Bu popülasyon albino olduğu için, pençeli kurbağaların evcil hayvan ticaretinden veya bir laboratuvardan kaynaklandığını düşündürmektedir.

Afrika pençeli kurbağası önemli bir vektör ve dünyanın birçok yerinde amfibi popülasyonlarında şiddetli düşüşe neden olan bir kitrid mantarı olan Batrachochytrium dendrobatidis'in ilk kaynağı olabilir . Bu kitrid mantarının Chytridiomycosis hastalığına neden olduğu diğer birçok amfibi türünün (yakından ilişkili batı pençeli kurbağa dahil ) aksine , Afrika pençeli kurbağasını etkilemiyor gibi görünüyor, bu da onu etkili bir taşıyıcı yapıyor.

Referanslar

Dış bağlantılar