Πώς τα σκουλήκια της θαλάσσιας τρίχας χρησιμοποιούν μια ειδική πρωτεΐνη για να διακρίνουν το φως του ήλιου και το φως του φεγγαριού
Δομή και λειτουργία του Cryptochrome:
- Το Cryptochrome είναι μια πρωτεΐνη φωτοϋποδοχέα μπλε φωτός που βρίσκεται στα μάτια των σκουληκιών της τρίχας.
- Αποτελείται από χρωμοφόρο δινουκλεοτιδίου αδενίνης φλαβίνης (FAD) που απορροφά την φωτεινή ενέργεια.
- Κατά την απορρόφηση του φωτός, το χρωμοφόρο FAD υφίσταται χημική αλλαγή, ενεργοποιώντας μια σειρά μοριακών συμβάντων που μεταδίδουν ένα σήμα στο νευρικό σύστημα του σκουληκιού.
Ανίχνευση ηλιακού φωτός εναντίον φεγγαριού:
- Το φως του ήλιου περιέχει ένα ευρύ φάσμα φωτός, συμπεριλαμβανομένου του υπεριώδους (UV), του ορατού και των υπέρυθρων μήκους κύματος.
- Το φως του φεγγαριού, από την άλλη πλευρά, δεν διαθέτει σημαντικά εξαρτήματα υπεριώδους και υπέρυθρης ακτινοβολίας, που αποτελούνται κυρίως από ορατό φως.
- Το Cryptochrome έχει μια συγκεκριμένη κορυφή απορρόφησης στην περιοχή μπλε-πράσινης περιοχής του ορατού φάσματος, το οποίο είναι άφθονο στο φως του φεγγαριού αλλά λιγότερο έντονο στο φως του ήλιου.
Μηχανισμός διακρίσεων ηλιακού φωτός και φεγγαριού:
- Κατά τη διάρκεια της ημέρας, όταν υπάρχει το φως του ήλιου, η υψηλή ένταση του μπλε-πράσινου φωτός κορεσμού κορεσμού κρυπτότης, εμποδίζοντας το να σηματοδοτεί το νευρικό σύστημα.
- Μετά το ηλιοβασίλεμα, όταν κυριαρχεί το φως του φεγγαριού, η μειωμένη μπλε-πράσινη ένταση του φωτός επιτρέπει στο κρυπτογράφημα να παραμείνει ακόρεστη. Αυτή η αλλαγή στη δραστηριότητα του Cryptochrome ενεργοποιεί ένα σήμα που λέει στο σκουλήκι ότι είναι νύχτα.
- Το κρυπτογράφημα ουσιαστικά δρα ως μοριακός διακόπτης, ανιχνεύοντας τη σχετική αφθονία ή έλλειψη μπλε-πράσινο φως για να διακρίνει το φως του ήλιου και το φως του φεγγαριού.
Αυτή η ικανότητα είναι ιδιαίτερα σημαντική για την αναπαραγωγική συμπεριφορά των σκουληκιών. Πολλά είδη απελευθερώνουν τα αυγά τους και το σπέρμα στη στήλη του νερού σε συγκεκριμένες νύχτες κατά τη διάρκεια του σεληνιακού κύκλου, συγχρονίζοντας την αναπαραγωγή τους με την απουσία αρπακτικών και εξασφαλίζοντας την επιτυχή γονιμοποίηση. Το Cryptochrome εξασφαλίζει ότι αυτά τα σκουλήκια ώρα τους αναπαραγωγικές δραστηριότητες τους ακριβώς με την κατάλληλη σεληνιακή φάση.
Η ακριβής ανίχνευση και η ανταπόκριση σε συγκεκριμένα μήκη κύματος φωτός χρησιμοποιώντας κρυπτόχρωμα παρέχουν σκουλήκια τρίχας με ένα εξελικτικό πλεονέκτημα στην επιβίωση και την αναπαραγωγική επιτυχία. Προβάλλει τους περίπλοκους μηχανισμούς και την προσαρμογή της φύσης σε συγκεκριμένες περιβαλλοντικές ενδείξεις.
