Оболочник — морское беспозвоночное животное, член подтипа Tunicata ( / ˌ tj uː n ɪ ˈ k eɪ t ə / TEW -nih - KAY -tə ) . Это часть хордовых , типа , который включает всех животных со спинными нервными шнурами и хордами (включая позвоночных ). Подтип когда-то назывался Urochordata , и термин urochordates до сих пор иногда используется для этих животных. Это единственные хордовые, утратившие свою миомерную сегментацию, за исключением, возможно, «ряда жаберных щелей». [8] [9] Однако у долиолидов все еще наблюдается сегментация мышечных полос. [10]
Некоторые оболочники живут поодиночке, но другие размножаются путем почкования и становятся колониями , [11] каждая единица известна как зооид . Это морские фильтраторы с наполненным водой мешкообразным корпусом и двумя трубчатыми отверстиями, известными как сифоны, через которые они всасывают и выбрасывают воду. Во время дыхания и питания они всасывают воду через входящий (или вдыхательный) сифон и выбрасывают отфильтрованную воду через выходящий (или выдыхательный) сифон. Взрослые оболочники асцидий сидячие , неподвижные и постоянно прикрепленные к камням или другим твердым поверхностям на дне океана. Талиацеи (пиросомы, долиолиды и сальпы) и личинки, напротив, во взрослом состоянии плавают в пелагиали моря.
Различные виды асцидий , наиболее известного класса оболочников, широко известны как асцидии , морская свинина, морская печень или морские тюльпаны .
Самый ранний возможный вид оболочников появляется в летописи окаменелостей в раннем кембрийском периоде . Несмотря на их простой внешний вид и совершенно другую форму взрослых особей, об их тесном родстве с позвоночными свидетельствует тот факт, что на стадии подвижной личинки они обладают хордой или стержнем жесткости и напоминают головастика . Их название происходит от их уникального внешнего покрытия или «туники», которое образовано из белков и углеводов и действует как экзоскелет . У некоторых видов он тонкий, полупрозрачный и студенистый, а у других — толстый, жесткий и жесткий.
В Мировом океане существует около 3000 видов оболочников, обитающих в основном на мелководье. Самая многочисленная группа — асцидии ; менее 100 из них встречаются на глубине более 200 м (660 футов). [12] Некоторые из них являются одиночными животными, ведущими сидячий образ жизни, прикрепленными к морскому дну, но другие являются колониальными , а некоторые ведут пелагический образ жизни . Некоторые из них поддерживаются стеблем, но большинство прикреплено непосредственно к субстрату , которым может быть камень, ракушка, коралл, морская водоросль, корень мангрового дерева , причал, свая или корпус корабля. Они встречаются в различных однотонных или полупрозрачных цветах и могут напоминать семена, виноград, персики, бочки или бутылки. Одним из самых крупных является морской тюльпан на стебле Pyura pachydermatina , высота которого может достигать более 1 метра (3,3 фута). [12]
Туниката была основана Жаном-Батистом Ламарком в 1816 году. В 1881 году Фрэнсис Мейтленд Бальфур ввел другое название той же группы, «Урохорда», чтобы подчеркнуть близость группы к другим хордовым. [13] Несомненно, во многом из-за его влияния различные авторы поддерживали этот термин либо как таковой, либо как немного более старое «Urochordata», но это использование недействительно, поскольку «Tunicata» имеет приоритет, и оснований для замены названия никогда не существовало. . Соответственно, нынешняя (формально правильная) тенденция заключается в отказе от названия Urohorda или Urochordata в пользу оригинального Tunicata, а название Tunicata почти всегда используется в современных научных работах. Он признан действительным Всемирным регистром морских видов [14] , но не Интегрированной системой таксономической информации. [15]
Для разных видов используются разные общие названия. Морские тюльпаны представляют собой оболочники с яркими телами, поддерживаемыми тонкими стеблями. [16] Морские асцидии названы так из-за их привычки резко сжимать тело и выплескивать воду, если их потревожить. [17] Морская печень и морская свинина получили свои названия из-за сходства их мертвых колоний с кусками мяса. [18]
Оболочники более тесно связаны с краниатами (включая миксин , миног и челюстных позвоночных ), чем с ланцетниками , иглокожими , полухордовыми , ксенотурбеллами или другими беспозвоночными . [19] [20] [21]
Клада , состоящая из оболочников и позвоночных животных , называется Olfactores . [22]
Туниката содержит примерно 3051 описанный вид, [12] традиционно разделенный на следующие классы:
Представители Sorberacea были включены в состав Ascidiacea в 2011 году в результате исследований по секвенированию рДНК . [7] Хотя традиционная классификация принята предварительно, новые данные свидетельствуют о том, что асцидиацеи являются искусственной группой парафилетического статуса. [23] [24] [25] Тесная связь между Талиацеей и Асцидиацеей, причем первая, возможно, возникла из второй, уже была предложена с начала 20 века под названием Акопа. [26]
Следующая кладограмма основана на филогеномном исследовании Дельсука и его коллег, проведенном в 2018 году. [25]
Бесспорные окаменелости оболочников редки. Самый известный и самый ранний однозначно идентифицированный вид — Shankouclava shankouense из нижнекембрийских сланцев Маотяньшань в деревне Шанькоу, Аньнин, недалеко от Куньмина ( Южный Китай ). [27] Существует также обычная биоиммурация ( Catellocaula vallata ) возможного оболочника, обнаруженная в скелетах мшанок верхнего ордовика на верхнем Среднем Западе Соединенных Штатов. [28] Хорошо сохранившаяся кембрийская окаменелость, Megasiphon thilakos , показывает, что оболочечная основная конструкция тела уже была установлена 500 миллионов лет назад. [29]
Также были обнаружены три загадочных вида из эдиакарского периода — Ausia fenestrata из группы Нама в Намибии , мешковидная Yarnemia ascidiformis и один из второго нового аузиоподобного рода с Онежского полуострова на севере России , Burykhia Hunti . Результаты нового исследования показали возможное родство этих эдиакарских организмов с асцидиями. [30] [31] Аусия и Бурыхия жили на мелководье в прибрежных водах чуть более 555–548 миллионов лет назад и считаются древнейшими свидетельствами хордового происхождения многоклеточных животных. [31] Русская докембрийская ископаемая Ярнемия идентифицирована как оболочник лишь предварительно, поскольку ее окаменелости далеко не так хорошо сохранились, как окаменелости Аузии и Бурыхии , поэтому эта идентификация была поставлена под сомнение.
Окаменелости оболочников редки, поскольку их тела разлагаются вскоре после смерти, но в некоторых семействах оболочников присутствуют микроскопические спикулы, которые могут сохраняться в виде микроокаменелостей. Эти спикулы иногда находили в юрских и более поздних породах, но, поскольку с ними знакомы лишь немногие палеонтологи, их могли принять за спикулы губки . [32]
В перми и триасе встречались также формы с известковым экзоскелетом. Сначала их приняли за кораллы. [33] [34]
Мультитаксонное молекулярное исследование , проведенное в 2010 году, показало, что асцидии произошли от гибрида хордовых и предка протостомов (до расхождения панартропод и нематод ). Это исследование было основано на подходе квартетного разделения, предназначенном для выявления событий горизонтального переноса генов среди типов многоклеточных животных. [35]
Колонии оболочников встречаются в самых разных формах и различаются по степени интеграции отдельных организмов, известных как зооиды , друг с другом. В простейших системах отдельные животные широко разделены, но связаны друг с другом горизонтальными связями, называемыми столонами , которые растут вдоль морского дна. У других видов зооиды растут ближе друг к другу в пучке или сгруппированы вместе и имеют общее основание. Наиболее развитые колонии предполагают интеграцию зооидов в общую структуру, окруженную оболочкой. Они могут иметь отдельные буккальные сифоны и один центральный предсердный сифон и могут быть организованы в более крупные системы с сотнями звездообразных единиц. Часто зооиды в колонии крошечные, но очень многочисленные, и колонии могут образовывать большие корковые или матовые пятна. [12]
Безусловно, самый крупный класс оболочников — Ascidiacea . Тело асцидий окружено раковиной или оболочкой, от которой подтип и получил свое название. Толщина у разных видов различается, но может быть жесткой, напоминающей хрящ, тонкой и нежной или прозрачной и студенистой. Оболочка состоит из белков [36] и сложных углеводов и включает туницин — разновидность целлюлозы. Туника уникальна среди экзоскелетов беспозвоночных тем, что она может расти по мере увеличения животного и ее не нужно периодически сбрасывать. Внутри туники находится стенка тела или мантия, состоящая из соединительной ткани , мышечных волокон, кровеносных сосудов и нервов . В стенке тела имеются два отверстия: щечный сифон наверху, через который вода поступает внутрь, и предсердный сифон на вентральной стороне, через который она выбрасывается. Большая глотка занимает большую часть внутренней части тела. Это мышечная трубка, соединяющая щечное отверстие с остальной частью кишки. На вентральной поверхности у него есть ресничная бороздка, известная как эндостиль , которая выделяет слизистую сеть, которая собирает частицы пищи и закручивается на дорсальной стороне глотки. Пищевод в нижнем конце глотки соединяет его с петлей кишечника, которая заканчивается возле предсердного сифона. Стенки глотки пронизаны несколькими полосами щелей, известных как стигматы, через которые вода выходит в окружающую заполненную водой полость — предсердие. Его пересекают различные веревкообразные брыжейки , которые отходят от мантии и обеспечивают поддержку глотки, предотвращая ее спадение, а также удерживают другие органы. [12]
Thaliacea , другой основной класс оболочников, характеризуется свободно плавающими пелагическими особями. Все они являются фильтраторами, использующими слизистую глоточную сеть для ловли добычи. Пиросомы представляют собой биолюминесцентные колониальные оболочки с полой цилиндрической структурой. Щечные сифоны расположены снаружи, а предсердные — внутри. Известно около 10 видов, и все они встречаются в тропиках. 23 вида долиолидов небольшие, в основном менее 2 см (0,79 дюйма) в длину. Они одиночные, имеют два сифона на противоположных концах бочкообразного тела и плавают за счет реактивного движения. 40 видов сальп также небольшие, длиной менее 4 см (1,6 дюйма) и встречаются в поверхностных водах как теплых, так и холодных морей. Они также передвигаются с помощью реактивного движения и часто образуют длинные цепи, отпочковываясь от новых особей. [12]
Третий класс, Larvacea (или Appendularia), — единственная группа оболочников, сохранившая свои хордовые характеристики во взрослом состоянии, что является результатом обширной неотении . 70 видов личинок внешне напоминают личинок головастиков амфибий, хотя хвост расположен под прямым углом к телу. Хорда сохранена, и животные, в основном длиной менее 1 см, передвигаются за счет волнистости хвоста. Они выделяют внешнюю слизистую сеть, известную как «дом», которая может полностью их окружать и очень эффективно улавливает планктонные частицы. [12]
Как и все другие хордовые , оболочники имеют хорду на раннем этапе развития, но она теряется к моменту завершения метаморфоза. Как представители хордовых, они являются настоящими Coelomata с энтодермой , эктодермой и мезодермой , но у них нет очень четких целомических полостей тела, если они вообще есть. Независимо от того, делают они это или нет, к концу личиночного развития у взрослых особей остаются только полости перикарда , почек и половых желез. За исключением сердца , половых желез и глотки (или жаберного мешка), все органы заключены в оболочку, называемую эпикардом , которая окружена желеобразной мезенхимой .
Асцидии оболочники начинают жизнь как лецитотрофная (не питающаяся) подвижная личинка , напоминающая головастика [37] , за исключением некоторых представителей семейств Styelidae и Molgulidae, имеющих прямое развитие. [38] У последних также есть несколько видов с бесхвостыми личиночными формами. [39] [40] Личинки асцидий очень быстро оседают и прикрепляются к подходящей поверхности, позже развиваясь в бочкообразную и обычно сидячую взрослую форму. Виды класса Appendularia являются пелагическими , общая личиночная форма сохраняется на протяжении всей жизни. Кроме того, класс Thaliacea на протяжении всей своей жизни обитает в пелагических условиях и может иметь сложные жизненные циклы. В этом классе отсутствует свободноживущая личиночная стадия: долиолиды и пиросоматиды живородящие-лецитотрофные, сальпиды живородящие-матротрофные. Лишь некоторые виды долиолид все еще имеют рудиментарную стадию хвостатого головастика, который никогда не бывает свободноживущим и лишен мозга. [41] [42] [43]
Оболочники имеют хорошо развитое сердце и систему кровообращения . Сердце представляет собой двойную U-образную трубку, расположенную чуть ниже кишечника. Кровеносные сосуды представляют собой простые соединительнотканные трубочки, а их кровь имеет несколько типов телец . Кровь может иметь бледно-зеленый цвет, но это не связано с какими-либо дыхательными пигментами, а кислород переносится в растворенном виде в плазме . Точные детали системы кровообращения неясны, но кишечник, глотка, жабры, половые железы и нервная система, по-видимому, расположены последовательно, а не параллельно, как это происходит у большинства других животных. Каждые несколько минут сердце перестает биться, а затем возобновляет работу, перекачивая жидкость в обратном направлении. [12]
Оболочечная кровь имеет некоторые необычные особенности. У некоторых видов Ascidiidae и Perophoridae он содержит высокие концентрации переходного металла ванадия и связанных с ванадием белков в вакуолях клеток крови, известных как ванадоциты . Некоторые оболочники могут концентрировать ванадий в десять миллионов раз больше, чем в окружающей морской воде. Он хранится в форме окисления +3, для стабильности которой требуется pH менее 2, и это достигается за счет вакуолей, также содержащих серную кислоту . Позже ванадоциты откладываются чуть ниже внешней поверхности туники, где, как полагают, их присутствие сдерживает хищников , хотя неясно, связано ли это с присутствием металла или низким pH. [44] Другие виды оболочников концентрируют литий , железо , ниобий и тантал , которые могут выполнять аналогичную функцию. [12] Другие виды оболочников производят неприятные органические соединения в качестве химической защиты от хищников. [45]
У оболочников отсутствуют почкоподобные метанефридиальные органы, типичные для вторичноротых . У большинства из них нет выделительных структур, и они полагаются на диффузию аммиака по тканям, чтобы избавиться от азотистых отходов, хотя у некоторых есть простая выделительная система. Типичный почечный орган представляет собой массу крупных пузырьков с прозрачными стенками , занимающих петлю прямой кишки, и в структуре не имеющих протоков. Каждый везикула представляет собой остаток части примитивного целома, а его клетки извлекают азотистые отходы из циркулирующей крови. Они накапливают отходы внутри везикул в виде кристаллов уратов и не имеют каких-либо очевидных способов утилизации материала в течение своей жизни. [42]
Взрослые оболочники имеют полый церебральный ганглий, эквивалентный мозгу, и полую структуру, известную как нервная железа. Оба происходят из эмбриональной нервной трубки и расположены между двумя сифонами. Нервы возникают от двух концов ганглия; те, что на переднем конце, иннервируют щечный сифон, а те, что на заднем конце, снабжают остальную часть тела, предсердный сифон, органы, кишечник и мускулатуру стенки тела. Органов чувств нет, но есть сенсорные клетки на сифонах, щечных щупальцах и в предсердиях. [12]
Оболочки необычны среди животных тем, что они производят большую часть своей оболочки и некоторых других структур в виде целлюлозы . Производство целлюлозы у животных настолько необычно, что сначала некоторые исследователи отрицали ее наличие за пределами растений, но позже было обнаружено, что оболочники обладают функциональным ферментом, синтезирующим целлюлозу , кодируемым геном, горизонтально переданным от бактерии. [46] Когда в 1845 году Карл Шмидт впервые объявил о присутствии в тесте некоторых асцидий вещества, очень похожего на целлюлозу, он назвал его «туницином», но теперь оно признано целлюлозой, а не каким-либо альтернативным веществом. [47] [48] [49]
Почти все взрослые оболочники питаются взвесями (личиночная форма обычно не питается), захватывая планктонные частицы, фильтруя морскую воду через свое тело. Асцидии имеют типичный пищеварительный процесс, но и другие оболочники имеют схожие системы. Вода всасывается в организм через буккальный сифон под действием ресничек , выстилающих жаберные щели. Чтобы получить достаточно пищи, среднестатистическому асцидиану необходимо перерабатывать один объем воды в секунду. [12] Его проводят через сетку, выстилающую глотку, которая постоянно секретируется эндостилем. Сеть состоит из липких нитей слизи с отверстиями диаметром около 0,5 мкм, которые могут улавливать планктонные частицы, включая бактерии . Сеть сворачивается на дорсальной стороне глотки, и она вместе с захваченными частицами втягивается в пищевод . Кишка имеет U-образную форму и снабжена ресничками для перемещения содержимого. Желудок представляет собой увеличенную область в самой нижней части U-образного изгиба. Здесь выделяются пищеварительные ферменты , а пилорическая железа выделяет дополнительные выделения. После переваривания пища продвигается дальше через кишечник , где происходит всасывание, и прямую кишку , где непереваренные остатки формируются в фекальные шарики или нити. Анус открывается в дорсальную или клоакальную часть околожаберной полости вблизи предсердного сифона . Здесь фекалии подхватываются постоянным потоком воды, которая выносит отходы наружу. Животное ориентируется на течение таким образом, чтобы буккальный сифон всегда находился против течения и не втягивал загрязненную воду. [12]
Некоторые асцидии, обитающие на мягких отложениях, являются детритофагами . Некоторые глубоководные виды, такие как Megalodicopia hians , сидят и ждут хищников , ловя крошечных ракообразных, нематод и других мелких беспозвоночных мускулистыми лопастями, окружающими их щечные сифоны. Некоторые тропические виды семейства Didemnidae имеют в своих оболочках симбиотические зеленые водоросли или цианобактерии , и один из этих симбионтов, прохлорон , уникален для оболочников. Предполагается, что избыточные продукты фотосинтеза доступны хозяину . [12]
Асцидии почти все являются гермафродитами , и у каждого есть один яичник и семенник, располагающиеся либо возле кишечника, либо на стенке тела. У некоторых одиночных видов сперма и яйца выделяются в море, а личинки ведут планктонный образ жизни . У других, особенно колониальных видов, сперма выбрасывается в воду и с набегающим током воды втягивается в предсердия других особей. Здесь происходит оплодотворение, и яйца высиживаются на ранних стадиях развития. [42] Некоторые личиночные формы очень похожи на примитивных хордовых с хордой (стержнем жесткости) и внешне напоминают маленьких головастиков . Они плавают за счет волнистости хвоста и могут иметь простой глаз, глазок , и орган равновесия, статоцист . [50]
Достигнув достаточного развития, личинка сидячего вида находит подходящую скалу и цементирует себя на месте. Личиночная форма не способна к питанию, хотя может иметь рудиментарную пищеварительную систему [50] и является лишь механизмом расселения. Во время метаморфоза с телом оболочника происходит множество физических изменений , одним из наиболее значительных из которых является уменьшение церебрального ганглия, который контролирует движение и является эквивалентом мозга позвоночных. Отсюда и пошла поговорка, что асцидия «ест собственный мозг». [51] Однако у взрослого человека имеется церебральный ганглий, приспособленный к отсутствию самостоятельного передвижения. [52] У Thaliacea личиночная стадия рудиментарна или подавлена, а взрослые особи пелагические (плавают или дрейфуют в открытом море). [42] Колониальные формы также увеличивают размер колонии, выделяя новых особей, которые разделяют одну и ту же тунику. [53]
Колонии пиросом растут за счет отпочковывания новых зооидов возле заднего конца колонии. Половое размножение начинается внутри зооида с внутренне оплодотворенной яйцеклетки. Он развивается непосредственно в озооид без какой-либо промежуточной личиночной формы. Эти почки рано размножаются, образуя четыре бластозоида, которые отделяются в одно целое, когда оозоид распадается. Предсердный сифон оозоида становится выдыхательным сифоном для новой колонии из четырех зооидов. [12]
Долиолиды имеют очень сложный жизненный цикл, включающий различных зооидов с разными функциями. Члены колонии, размножающиеся половым путем, известны как гонозооиды. Каждый из них является гермафродитом, яйцеклетка которого оплодотворена спермой другого человека. Гонозооид живородящий , и сначала развивающийся эмбрион питается его желточным мешком, а затем выпускается в море в виде свободно плавающей, похожей на головастика личинки. В толще воды он претерпевает метаморфозу в озооид. Он известен как «медсестра», поскольку у него развивается хвост из зооидов, образующихся в результате почкования бесполым путем . Некоторые из них известны как трофозоиды, выполняют питательную функцию и расположены боковыми рядами. Другие являются форозооидами , выполняют транспортную функцию и располагаются в один центральный ряд. Другие зооиды связываются с форозооидами, которые затем отделяются от медсестры. Эти зооиды развиваются в гонозооидов, а когда они созревают, они отделяются от форозоидов, чтобы жить независимо и начинать цикл заново. Тем временем форозоиды выполнили свою задачу и распались. Бесполая фаза жизненного цикла позволяет долиолидам очень быстро размножаться при благоприятных условиях. [12]
Сальпы также имеют сложный жизненный цикл со сменой поколений . На этапе одиночного жизненного цикла оозоид размножается бесполым путем , образуя цепочку из десятков или сотен отдельных зооидов путем отпочкования по длине столона . Цепочка сальпов — это «агрегатная» часть жизненного цикла. Совокупные особи, известные как бластозоиды, остаются прикрепленными друг к другу во время плавания, питания и роста. Бластозоиды — последовательные гермафродиты . Яйцеклетка в каждой из них оплодотворяется спермой из другой колонии. Яйцо развивается в выводковом мешке внутри бластозоида и имеет плацентарную связь с циркулирующей кровью своей «кормилицы». Когда он заполняет тело бластозоида, он высвобождается, чтобы начать самостоятельную жизнь озооида. [12]
Личинки размножаются только половым путем . Это протандрические гермафродиты , за исключением Oikopleura dioica , которая является гонохорной , а личинка напоминает личинку головастика асцидий. Когда туловище полностью развито, личинка претерпевает «смещение хвоста», при котором хвост перемещается из заднего положения в вентральное и поворачивается на 90 ° относительно туловища. Личинка состоит из небольшого фиксированного количества клеток и растет за счет их увеличения, а не деления клеток. Развитие происходит очень быстро, и зиготе требуется всего семь часов , чтобы превратиться в молодь, строящую дом и начинающую питаться. [12]
Во время эмбрионального развития оболочники демонстрируют детерминированное дробление , при котором судьба клеток определяется на ранних стадиях с уменьшением количества клеток и быстро эволюционирующими геномами . Напротив, у амфиоксусов и позвоночных детерминация клеток обнаруживается на относительно поздней стадии развития, а расщепление клеток является неопределенным. Эволюция генома амфиоксусов и позвоночных также относительно медленная. [54]
Ciona кишечная (класс Ascidiacea) — гермафродит, практически одновременно выделяющий сперматозоиды и яйцеклетки в окружающую морскую воду. Он самостерилен и поэтому использовался для изучения механизма самонесовместимости. [55] Молекулы самораспознавания/несамораспознавания играют ключевую роль в процессе взаимодействия между сперматозоидами и желточной оболочкой яйцеклетки. Похоже, что распознавание «своего»/«чужого» у асцидий, таких как C. кишечная, механически аналогично системам самонесовместимости у цветковых растений. [55] Самонесовместимость способствует ауткроссингу и, таким образом, обеспечивает адаптивное преимущество в каждом поколении за счет маскировки вредных рецессивных мутаций (т.е. генетической комплементации) [56] и предотвращения инбридинговой депрессии .
Botryllus schlosseri (класс Ascidiacea) — колониальный оболочник, представитель единственной группы хордовых, способных размножаться как половым, так и бесполым путем. B. schlosseri является последовательным (протогинным) гермафродитом, и в колонии яйцеклетки овулируют примерно за два дня до пика выброса сперматозоидов. [57] Таким образом, избегают самооплодотворения и отдают предпочтение перекрестному оплодотворению. Самооплодотворение B. schlosseri все же возможно, хотя его и удается избежать . Самооплодотворенные яйца развиваются с существенно более высокой частотой аномалий при дроблении, чем перекрестнооплодотворенные яйца (23% против 1,6%). [57] Также значительно меньший процент личинок, полученных из самооплодотворенных яиц, метаморфизируются, а рост колоний, полученных в результате их метаморфоза, значительно ниже. Эти данные позволяют предположить, что самооплодотворение приводит к инбредной депрессии, связанной с нарушениями развития, которые, вероятно, вызваны проявлением вредных рецессивных мутаций. [56]
Oikopleura dioica (класс Appendularia ) — семяобразующий организм, размножающийся только один раз в жизни. Он использует оригинальную репродуктивную стратегию , при которой вся женская зародышевая линия содержится в яичнике, который представляет собой одну гигантскую многоядерную клетку, называемую «ценоцистой». [58] O. dioica можно поддерживать в лабораторной культуре, и он вызывает растущий интерес в качестве модельного организма из-за своего филогенетического положения в самой близкой сестринской группе позвоночных . [19]
За последние несколько десятилетий оболочники (особенно родов Didemnum и Styela ) вторглись в прибрежные воды многих стран. Ковровый оболочник ( Didemnum vexillum ) занял площадь морского дна площадью 6,5 квадратных миль (17 км 2 ) на банке Жорж у северо-восточного побережья Северной Америки, покрывая камни, моллюски и другие неподвижные объекты плотным слоем. [59] D. vexillum , Styela clava и Ciona savigni появились и процветают в Пьюджет-Саунде и канале Худ на северо-западе Тихого океана . [60]
Инвазивные оболочники обычно попадают в виде обрастающих организмов на корпусах судов, но могут также заноситься в виде личинок в балластную воду . Другой возможный путь интродукции – через раковины моллюсков, завезенных для морского выращивания. [60] Текущие исследования показывают, что многие оболочники, ранее считавшиеся аборигенами Европы и Америки, на самом деле являются захватчиками. Некоторые из этих вторжений могли произойти столетия или даже тысячелетия назад. В некоторых районах оболочники представляют собой серьезную угрозу для аквакультуры . [61]
Оболочники содержат множество потенциально полезных химических соединений , в том числе:
Оболочники способны исправлять свои собственные клеточные аномалии в течение ряда поколений, и аналогичный регенеративный процесс может быть возможен и у людей. Механизмы, лежащие в основе этого явления, могут привести к пониманию потенциала клеток и тканей к перепрограммированию и регенерации поврежденных органов человека. [63] [64] [65]
Различные виды Ascidiacea употребляются в пищу во всем мире. Пиуре ( Pyura chilensis ) используется в кухне Чили как в сыром виде , так и в рагу из морепродуктов. В Японии и Корее морской ананас ( Halocynthia roretzi ) является основным съеденным видом. Его выращивают на свисающих шнурах из пальмовых листьев . В 1994 году было произведено более 42 000 тонн, но с тех пор среди выращиваемых асцидий произошли массовые случаи гибели (оболочки стали мягкими), а в 2004 году было произведено только 4500 тонн. [66]
В настоящее время исследуются возможности использования оболочников в качестве источника биотоплива . Целлюлозную стенку тела можно расщепить и превратить в этанол , а другие части животного богаты белком и могут быть преобразованы в корм для рыб. Культивирование оболочников в больших масштабах возможно, и экономика этого процесса привлекательна. Поскольку у оболочников мало хищников, их удаление из моря может не иметь серьезных экологических последствий. Поскольку их производство базируется на море, оно не конкурирует с производством продуктов питания, как выращивание наземных культур для проектов по производству биотоплива. [67]
Некоторые оболочники используются в качестве модельных организмов . Ciona интестиналис и Ciona savigni использовались для исследований развития . Митохондриальные [68] [69] и ядерные [70] [71] геномы обоих видов были секвенированы. Ядерный геном аппендикулярной Oikopleura dioica, по-видимому, является одним из самых маленьких среди многоклеточных животных [72] , и этот вид использовался для изучения регуляции генов, а также эволюции и развития хордовых. [73]
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: |journal=
игнорируется ( помощь ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )