Фототаксис
-
Фототаксис у прокариот
- Фототаксис — это локомоторное движение, направленное к источнику света или от него.
- Положительный фототаксис происходит в направлении увеличения интенсивности света.
- Отрицательный фототаксис происходит в противоположном направлении.
-
Типы фототаксиса у прокариот
- Скотофоботаксис: бактерия меняет направление вращения жгутиков при появлении темноты.
- Истинный фототаксис: направленное движение вверх по градиенту света.
-
Фоторецепторные белки
- Бактериородопсин и бактериофитохромы участвуют в восприятии света.
- Фототаксические реакции наблюдаются у Serratia marcescens и других бактерий.
-
Механизм фототаксиса
- Большинство прокариот не определяют направление света, но измеряют его интенсивность.
- Некоторые скользящие нитевидные прокариоты могут определять направление света.
-
Примеры фототаксиса у архей
- Halobacterium salinarum использует сенсорные родопсины для фототаксиса.
- SRI и SRIII передают сигналы через белки-преобразователи.
-
Фототаксис у цианобактерий
- Synechocystis может медленно ориентироваться по вектору света.
- Положительный ответ опосредован бактериофитохромным фоторецептором TaxD1.
-
Преимущества фототаксиса
- Фототаксис важен для фототрофных организмов для эффективного фотосинтеза.
- Избегание вредного света и использование световой информации для оптимизации поведения.
-
Симбиотические партнерства
- Качество освещения влияет на развитие гормогоний и азотфиксирующих гетероцистов у цианобактерий.
- Световые сигналы могут использоваться для обнаружения близости симбиотического партнера растения.
-
Фотофобная реакция
- Изменение направления подвижности в ответ на увеличение освещенности
- Наблюдается у кишечной палочки, фиолетовых фотосинтезирующих бактерий и галоархей
-
Реакция скотофобии
- Изменение направления при уменьшении освещенности
- Наблюдается у фиолетовых фотосинтезирующих бактерий и цианобактерий
-
Фотокинез
- Изменение скорости движения в ответ на свет
- Наблюдается у цианобактерий и фиолетовых фотосинтезирующих бактерий
-
Истинный фототаксис
- Направленное движение к источнику света или от него
- Наблюдается у цианобактерий и Rhodocista centenaria
-
Фототаксис у простейших
- Эукариоты используют светочувствительный орган для ориентации
- Передача сигналов через ионные токи, аденилатциклазы или G-белки
- Фототаксис у зеленых водорослей опосредован пигментом родопсином
-
Фототаксис у беспозвоночных
- Медузы используют глазки для определения света и избегания хищников
- Морской тряпичный червь Platynereis dumerilii обладает положительным фототаксисом
- Личинки могут переключаться между положительным и отрицательным фототаксисом
-
Фототаксис личинок Platynereis dumerilii
- Личинки используют четыре глазные чашечки для создания изображения с низким разрешением.
- Личинки не сканируют окружающую среду вращением, что подходит для жизни на дне моря.
- Фототаксис личинок охватывает широкий спектральный диапазон, включая три опсина.
-
Положительный и отрицательный фототаксис
- Личинки сначала всплывают при ультрафиолетовом свете, но затем плывут вниз.
- Это положительный гравитаксис, вызванный ультрафиолетовым излучением.
- Фототаксис и гравитаксис образуют соотношение-хроматический глубиномер.
-
Фототаксис у насекомых
- Положительный фототаксис наблюдается у многих летающих насекомых, таких как мотыльки и мухи.
- Drosophila melanogaster демонстрирует врожденную положительную фототаксическую реакцию.
- Отрицательный фототаксис может наблюдаться у личинок Drosophila melanogaster на ранних стадиях развития.
-
Связь с магнитными полями
- Личинки Drosophila melanogaster переориентируются в магнитном поле при однородном освещении.
- В полной темноте личинки ориентируются случайным образом.
-
Дополнительные термины
- Фотокинез: движение, вызванное светом.
- Фототропизм: движение, вызванное изменением направления света.