Cnida — stingiamosios ląstelės (nematocistos, ptychocistos, spirocistos)

Cnida – tai terminas, apibūdinantis specializuotą ieškinį ar „dygliuojantį aparatą“, būdingą Cnidaria filumo atstovams. Šio aparato dėka šie gyvūnai pagavo, sutvarstė arba nužudo grobį ir apsigina nuo plėšrūnų. Cnidos struktūra ir veikimo principas yra kertinis šio filumo biologijos bruožas: jos labiausiai paplitusi forma yra nematocista, tačiau būna ir kitų tipų.

Cnidae yra organelę primenančios kapsulės su susuktomis tuščiavidurėmis kanalėlio struktūromis, kurias, užsidegus tinkamam stimulusui, labai greitai iššauna į išorę. Tai diagnostinis požymis, būdingas visiems Cnidaria — iki šiol nėra žinoma, kad šis požymis būtų prarastas kuriame nors grupės atstovų vystymosi metu.

Tipai ir jų paskirtis

Yra trys pagrindiniai cnidae tipai, turintys skirtingas formas ir funkcijas: nematocistos, ptychocistos ir spirocistos. Kai kuriose rūšyse randamas tik vienas tipas, kitose — kelių tipų derinys, priklausomai nuo gyvenimo būdo ir mitybos.

1. Nematocista.

   Tai dažniausias cnidos tipas, aptinkamas daugelyje týmų, įskaitant Anthozoa. Nematocistos turi aštrų, harpūno formos stiebą, kuris greitai įsiskverbia į grobį ar plėšrūną, įvedant toksišką turinį. Nematocistos pasitaiko įvairių variantų: kai kurios yra skiriamos kaip praduriančios (penetrant), kitos — sukimasis/apvyniojimo (volvent) arba klijavimo (glutinant) funkcijomis. Jų toksinai gali būti neurotoksiniai arba citotoksiniai, priklausomai nuo rūšies.

2. Ptychocista.

   Ptychocistos gamina lipnią, siūlų pavidalo medžiagą ir dažniausiai naudojamos grobiui sugauti arba konstrukcijoms kurti. Gerai žinomas pavyzdys — vamzdinius namelius statantys jūrų anemonai (vamzdiniai anemonai, pvz., šeima Cerianthidae), kurie išskiria ptychocistas ir taip formuoja savo vamzdelius.

3. Spirocistas.

   Spirocistos yra plokštesnės, gijų tipo struktūros, kurios iššaunamos kaip lipni, apjuosianti „virvė“ — ji apgaubia ir prilaiko grobį. Šis tipas ypač būdingas kai kurioms Anthozoa, pavyzdžiui, daugeliui jūrinių anemonų.

Sandara ir iššaudymo mechanizmas

Ląstelė, kurioje susiformuoja cnida, vadinama cnidocitu, cnidoblastu arba kartais nematocitu. Tai labai specializuota ląstelė, skirta vienai funkcijai — cnidės gamybai ir iššovimui. Kapsulės viduje tūno susuktas tuščiaviduris siūlas, o ląstelės paviršiuje yra jautrus „gaidukas“ (latin. cnidocil). Palietus arba kitaip paveikus gaiduką, kapsulės turinys per kelias mikrosekundes iššauna: stiebo/siūlo dalis išsitraukia, įsmeigia arba apgaubia taikinį, o per vamzdelį gali būti įšvirkščiamas toksinas. Šis iššaudymas dažniausiai vyksta dėl labai greito osmosinio slėgio pokyčio ir kapsulės sienelės savybių.

Cnidae dažniausiai yra vienkartiniai ginklai — po iššaudymo kapsulė yra sunaikinta ir vietoje jos turi išsivystyti nauja ląstelė. Cnidoblastai nuolat regeneruojasi epitelio sluoksnyje, todėl gyvūnas palaiko cnidų atsargas pakankamai ilgam laikui.

Poveikis grobiui ir reikšmė ekosistemose

Greitai iššautų harpūno ir toksinų kombinacija leidžia paralyžiuoti arba nužudyti smulkų grobį. Toksiškų medžiagų, ypač neurotoksinų, veikimas gali paralyžiuoti judrųjį grobį, tokiu būdu leidžiant sėsliesiems arba lėčiau judantiems cnidarianams lengviau jį suėsti. Šis mechanizmas yra svarbus maisto grandinėms ir daugelio rifų bei pakrantės ekosistemų dinamikai.

Žmogaus sąveika ir sauga

Kai kuriais atvejais cnidarianų dyglys gali pažeisti žmogaus odą — nuo lengvo dirginimo ir skausmo iki rimtų sisteminių reakcijų. Kai kurie kubomedūzų (box jellyfish) ir kai kurių medūzų įgėlimai gali būti pavojingi gyvybei. Pirmoji pagalba priklauso nuo rūšies, tačiau bendrosios gaires sudaro: nuplauti vietą jūros vandeniu (ne švariu vandeniu), atsargiai nuimti prilipusius žvynelius ar tentakulius (naudojant pirštines arba ką nors standesnio), vengti trynimo ranka ir kreiptis medicininės pagalbos sunkesniais atvejais. Tam tikromis situacijomis rekomenduojama acto (pvz., acto tirpalo) naudojimas, bet tai priklauso nuo rūšies — todėl visada geriau vadovautis vietinės sveikatos priežiūros rekomendacijomis.

Evoliucija, taksonomija ir moksliniai tyrimai

Cnidae yra vienas iš kertinių Cnidaria požymių ir padeda sistematikams skirti grupes bei rūšis. Dabar manoma, kad įvairūs cnidai atsirado ankstyvojoje filumo evoliucijoje ir vėliau įvairavo pagal ekologines nišas. Mokslininkai tiria nematocistų sudėtį, mechaniką ir toksinus ne tik siekdami suprasti ekosistemų sąveikas, bet ir dėl biomedicinos — toksinai, lipnūs junginiai ir greito iššovimo mechanizmai turi potencialą inspiruoti naujas technologijas, pvz., mikroįpurškimus, biologines klijavimo medžiagas ir kt.

Apibendrinant, cnidos — tai specializuoti, labai įvairūs ir evoliuciškai sėkmingi organelės tipo įrenginiai, kurie leido Cnidaria filumui užimti įvairias ekologines nišas ir tapti svarbia jūrų ekosistemų grandimi.

Ląstelė, iš kurios susidaro cnida, vadinama cnidocitu, cnidoblastu arba nematocitu. Ji labai specializuota atlikti tik vieną funkciją. Kiekvienoje nematocisto ląstelėje yra organelė su tuščiavidure, susukta, į siūlą panašia struktūra. Ląstelės išorėje yra į plaukelį panašus gaidukas. Palietus gaiduką, cnidocistos stiebas iššauna kaip harpūnas. Jis įsiskverbia į grobį, o tuščiaviduris siūlas atsiduria kartu su juo. Tai trunka ne ilgiau kaip kelias mikrosekundes. Po įsiskverbimo į taikinį įšvirkščiamas toksiškas nematocistos turinys. Greitas įšvirkštų neurotoksinų aktyvumas paralyžiuoja judrąjį grobį, todėl sėslusis vėžiagyvis gali jį praryti.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra cnida?

K: Kokios yra kai kurios cnida atmainos?

Klausimas: Kaip veikia nematocista?

Klausimas: Kokio tipo cnidae turi Anthozoa?

Klausimas: Kaip greitai nematocista užsidega?

K: Kokia ląstelė gamina cnidą?

Paieška pagal raidę