Xenopus: Sahara-taguse Aafrika veekonnad, liigid ja mudelorganismid

Xenopus, on Sahara-taguses Aafrikas laialt levinud veekonnakonnade perekond, keda leidub järvedes, tiikides, soodes ja aeg-ajalt ka ajutistes vihmaveeaukudes. Need konnad on peamiselt öised, tugeva veesoojusega kohastuvad ujujad ja söödavad peamiselt veevähilisest, putukatest, ämblikulaadsetest ning vahel väikestest kaladest ja muudest kahepaiksetest koosnevat saaki.

Teada on umbes kakskümmend liiki. Kaks kõige enam uuritud ja laialt tuntud liiki on Xenopus laevis ja Xenopus tropicalis, mida kasutatakse mudelorganismidena arengubioloogia, rakubioloogia, toksikoloogia, neuroteaduse ning inimhaiguste ja sünnidefektide modelleerimisel. Mudelorganismidena on Xenopus-liikide väärtus osaliselt tingitud nende suhteliselt suurtest ja kergesti käsitletavatest munarakkudest ning kiiresti arenevatest embrüotest, mis võimaldavad laboritingimustes arenguprotsesse ja geenifunktsiooni otse jälgida.

Bioloogia ja morfoloogia

Xenopus-konnadel on tugev kehaehitus, mis sobib ujuvaks eluviisiks: takjakujulised tagajäsemed on täielikult võrkudega, eesjäsemed aga filmi puuduvad. Igal tagajalal on tavaliselt kolme varba peal hästi eristatavad tumedad küünised. Nahk on siledavõitu ja värvitoonid varieeruvad liikide ja keskkonna järgi, sageli hallikast pruunini.

• Toitumine: püüdvad saaki suu ja keele abil; noored isendid toituvad peamiselt planktonist ja putukatest, täiskasvanud ka suuremast saagist.
• Paljunemine: välisviljastusega; emane muneb suure hulga mune, millest arenevad kiiresti paljundatavad ja uurimiseks sobivad vastsed (tadpoolsed).
• Käitumine: valdavalt öise aktiivsusega, liiguvad vees ja ujuvad oskuslikult; mitmed liigid on sotsiaalsed ja kasutavad kutsumisheli paaritumisperioodil.

Polüploidsus ja taksonoomia

Sugukond on tuntud ka oma polüploidsuse poolest: mõned Xenopus-liigid on mitmekordselt polüploidid ja võivad kanda kuni 12 kromosoomikomplekti. See tähendab, et üksikutes liikides on tavalisele kaherealisele kromosoomihulgale lisaks mitu komplekti kromosoome, mis mõjutab nii nende geneetikat kui ka taksonoomiat. Näiteks X. laevis on ajalooliselt kirjeldatud allotetraploidina, samas kui X. tropicalis on diploidne ja seetõttu eriti sobiv geneetiliste uuringute mudeliks.

Mudelorganismi rakendused ja laborikasutus

Xenopus-liike hindavad teadlased eelkõige seetõttu, et nende munarakud ja embrüod on suured, vastupidavad ning kergesti nähtavad ja manipuleeritavad. Need omadused võimaldavad:

• juhtida uuringuid embriogeneesi, signaaliradade ja geeniekspressiooni kohta;
• teostada keerukaid operatsioone ja mikroinjitseerimisi embrüodes;
• kasutada neid toksikoloogilistes katsetes ning modelleerida inimhaiguste molekulaarseid mehhanisme.

Levimine, invasiivsus ja kaitse

Kuna mõned Xenopus-liigid taluvad inimesega seotud asustatud piirkondi ja neid on teaduslikel eesmärkidel laialdaselt levitatud, on mitmel pool maailmas registreeritud ka invasiivseid populatsioone (nt Euroopas ja Põhja-Ameerikas). Sellised sisseviimised võivad ohustada kohalikku bioloogilist mitmekesisust, edendada haiguste levikut ning konkureerida kohalike kahepaiksete liikidega. Lisaks on Xenopus-liigid olulised ka seoses tõsiste patogeenidega: nad võivad olla nii tundlikud kui ka kandjad teatud seenhaigustele (nt kühmuline seen, mis mõjutab kahepaikseid), mistõttu nende rahvusvaheline liikumine on regulatsioonide all.

Kokkuvõttes on Xenopus-perekond bioloogiliselt huvitav tänu oma kohanemisvõimele, polüploidsusele ja laboratoorsetele eelistele. Samas toob nende levik ja inimtegevusest tingitud levitamine kaasa nii teaduslikke võimalusi kui ka ökoloogilisi riske, mida tuleb kaaluda ja hallata.

Küsimused ja vastused

K: Mis on ksenokliit?

K: Mitu Xenopuse liiki on teada?

K: Millised on kaks kõige tuntumat Xenopuse liiki?

K: Mis on Xenopus laevis ja Xenopus tropicalis, mida uuritakse?

K: Mis on Xenopuse polüploidsus?

K: Millised on Xenopuse füüsilised omadused?

K: Millises piirkonnas on Xenopus'e konnad kodustatud?

Otsing