Cnidid (cnidae): Cnidaria nõelava aparaadi ehitus ja funktsioon

Cnidid (cnidae) — Cnidaria nõelava aparaadi ehitus, toimemehhanism ja tüübid (nematotsüst, ptühhotsüst, spirotsüst): kuidas need saaki püüavad ja toksiinidega immobiliseerivad.

Cnida on põhiline nimetus Cnidaria-tüve nõelava aparaadi kohta. Kogu sugukonna eluviis põhineb sellel seadmel, mis võimaldab loomadel saaki püüda. Cnida esineb mitmel kujul: kõige tavalisem on nematotsüst.

Cnidae on organellitaolised kapslid, millel on eversible tubulid (nad ajavad tubulid väljapoole). Need on selle tüve diagnostiline tunnus. Kõigil nõelusselistel cnidarianitel esinevad cnidae; nende tunnuse kadumist ei ole teada.

On olemas kolm peamist tüüpi cnidae: nematotsüstid, ptühhotsüstid ja spirotsüstid, millel on palju variatsioone. Sõltuvalt liigist võib organismil olla üks või mitu tüüpi.

1. Nematotsüst. See on põhitüüp, mis esineb kõigis Anthozoa's. See on harpuunilaadne struktuur, mis hoiab kinni ja halvab väikesed saakloomad.

   Lisaks on nematotsüstidel palju alamliike (näiteks penetrant-, volvent- ja glutinant-tüübid), millest mõned tungivad läbi saagi naha, teised aga mähivad selle ümber või eritavad kleepainet.

2. Ptühhotsüst. See annab välja kleepuvat ainet. Seda kasutatakse saagi kinnipidamiseks ja torude valmistamiseks, mis aitavad kaevuda toruanemoonide jaoks.

   Ptühhotsüstid on eriti tähtsad liikumisel ja elupaiga konstrueerimisel: mõned liigid ehitavad nende abil laminaate või torusid, mis pakuvad kaitset ja sobivaid elupaikasid.

3. Spirotsüst. See on lasso-laadne nöör, mida tulistatakse saagi pihta. See mähib end ümber saagi.

   Spirotsüstid ei ole läbitungivad nagu mõningad nematotsüstid, vaid kinnituvad ja mähivad saagi; neid leidub eriti mõnedes Anthozoa-grupi liikides.

Cnidotsüüdi (cnidotsüüt) ehitus ja vallandamine

Raku, mis toodab cnida, nimetatakse erinevalt cnidotsüüdiks, cnidoblastiks või nematotsüüdiks. See on väga spetsialiseerunud rakk, mille sees on õõnsa, keerdunud niiditaolise struktuuriga organell. Raku välisküljel on sensitive karvakene ehk vallandaja (cnidocil). Kui vallandajat mehaaniliselt või keemiliselt stimuleeritakse, avab kapsli operkuli ja tulistab välja keeratud niidi ehk võlli — see protsess on erakordselt kiire, sageli mikrosekundite mõõtkavas.

Tulistamisel eversioni ehk väljakäärimise käigus tekib tubulist õõnsus, mis võimaldab nii mehaanilist kinnitumist (nt okkad ja konksud) kui ka mürgi süstimist. Tulistamise tagab peamiselt kõrge osmootne rõhk kapsli sees ja tubuli mikromehaanika: niit pöörleb, paisub ja surub end välja ning võib kaasa vedada torujuurest sisu.

Mürgid ja nende toime

Kui võlli on saaki läbinud, süstitakse sihtmärki nematotsüsti mürgine sisu. Süstitud neurotoksiinide kiire aktiivsus halvab liikuva saagi, võimaldades seestikulistel nakkusloomadel seda ära süüa.

Mürkide koostis on liigiti väga erinev: võivad sisaldada neurotoksiine, tsütolüsiine (membraane lagundavaid ensüüme), ensüüme ja muid bioaktiivseid molekule. Mõned meduusid (eriti Cubozoa ehk kastmeduusid) võivad inimesele põhjustada tugevaid ja mõnikord eluohtlikke lahknevusi, teised annavad vaid kerge ärrituse.

Tulemuslikkus, uuenemine ja piirangud

Üks cnidotsüüt ei saa tavaliselt mitu korda tulistada: pärast lansseerimist on kapsel tühjendatud ja rakk asendatakse või täiendatakse uute rakkudega. Uute cnidotsüütide teke toimub erisuguste tüvirakkude diferentseerumisel; taastumine võib võtta tunde kuni päevi, sõltuvalt liigist ja tingimustest.

Vallandumise tõkestamisel mängivad rolli nii mehaanilised signaalid (puudutus) kui ka keemilised signaalid (saagi pinnal olevad ühendid). See takistab ekslikku tühjenemist ja suurendab saagivõimalusi.

Ökoloogiline ja teaduslik tähendus

Cnidae on põhifunktsiooniks saagi püük, kaitse ja mõnel juhul ka liikumine või eluruumi konstrueerimine. Nende mitmekesisus võimaldab nõelusseltnikel kasutada väga erinevaid toitumisstrateegiaid — bentoselist filtreerimisest aktiivse saakpüügini.

Teadusuuringutes huvitavad cnidae nii bioloogilise kiiruse ja mehaanika kui ka mürgikomponendi poolest; mõned uuringud uurivad nende rakendusi meditsiinis, biotehnoloogias ja materjaliteaduses (näiteks kleepainete ja mikromehhaaniliste mehhanismide inspiratsioon).

Sageli puutuvad inimesed cnidae mõjuga kokku meduusi- või anemoonilöökide kaudu; enamik põhjustab ainult kerget valu ja nahaärritust, kuid mõningad liigid vajavad kiiret meditsiinilist tähelepanu.

Lõpetuseks võib öelda, et cnidid on Cnidaria-tüve olulisim ja mitmekülgseim relv- ja tööriistakomplekt: nende ehitus, vallandamine ja biokeemia näitavad erakordset kohastumist merekeskkonna tingimustele.

Küsimused ja vastused

K: Mis on cnida?

K: Millised on mõned cnidae variatsioonid?

K: Kuidas toimib nematotsüst?

K: Millist tüüpi nakkusloomad omavad Anthozoa?

K: Kui kiiresti tulistab nematotsüstid?

K: Milline rakk toodab cnida?

Otsing