Как исследование линьки крабов помогает аквакультуре и оценке влияния климата

Экзоскелет краба обеспечивает ему структурную поддержку и защиту от хищников и травм. Однако он ограничивает рост, вынуждая животное линять — сбрасывать старый экзоскелет, чтобы освободить место для нового, объясняет профессор Дон Майклс из CSU.

Этот процесс фундаментален для биологии краба — все остальные процессы и активности зависят от него. Решение о том, когда линять, критически важно для выживания, так как во время линьки краб особенно уязвим.

Команда Майклса изучает, как животное оценивает внешние условия и внутренние сигналы, чтобы принять решение о линьке. Ответ на этот вопрос они будут искать в рамках пятилетнего гранта NSF на $1.2 млн, объединив усилия с исследователями из четырёх университетов.

Методы и модель

• Исследователи используют ДНК- и пептидное секвенирование для идентификации генов и белков, необходимых для активации и подавления линьки.
• В качестве модельного организма выбран тропический вид — черноспинный сухопутный краб.

Механизм и влияние среды

Стресс и скученность могут перевесить внутренние сигналы о необходимости роста. Нервная система краба обрабатывает сотни и тысячи сигналов, после чего, в нужный момент, молекулярные сигналы из линочной железы запускают физиологические изменения, подготавливающие к сбросу экзоскелета.

Функции линочной железы контролируются сигнальными генами. Эти гены могут служить маркерами экологического стресса, например, из-за повышения температуры — одного из наблюдаемых последствий изменения климата.

Практическое значение

Ракообразные — важное звено в морских экосистемах. Понимание их уязвимости во время линьки поможет:

• Усовершенствовать практику рыболовства.
• Прогнозировать негативные эффекты изменений окружающей среды.
• Ускорить цикл линьки в аквакультуре для выведения быстрорастущих линий коммерчески выращиваемых креветок, омаров и крабов, что обеспечит обильный источник белка.

Образовательный компонент

В сотрудничестве с Центром образования и просвещения команда разработает уроки для учителей средних и старших классов, позволяющие ученикам наблюдать линьку у креветок-вишен. «Очень важно иметь открытое, исследовательское обучение. Так работает наука», — отметил Майклс.