2020-03-18 00:44:01
通过研究螃蟹蜕皮改善水产养殖并确定气候变化的影响

螃蟹的外骨骼为动物提供了许多好处,包括结构上的支撑以及免受掠食者和伤害的保护。 CSU“螃蟹实验室”负责人,生物学系教授唐·迈克尔斯(Don Mykles)解释说,拥有外骨骼的弊端在于它限制了螃蟹的生长,需要螃蟹蜕皮。蜕皮是剥落螃蟹现有外骨骼为新螃蟹腾出空间的过程。

这个过程是螃蟹生物学的基础,所有其他过程和活动都围绕着蜕皮。何时蜕皮的决定对于单个螃蟹的生存至关重要,因为它们在经历这种转变时更容易受到食肉动物和竞争对手的攻击。

观察这个过程,Mykles和他的团队在问:“动物如何做到这一点?动物如何权衡环境条件和内部暗示以决定蜕皮?”

Mykles将寻求回答这个问题,因为四所大学的五个研究小组的负责人获得了120万美元的国家科学基金会(NSF)赠款。研究人员将使用DNA和肽段测序来鉴定激活和抑制蜕皮过程所必需的基因和蛋白质。他们使用热带物种黑背陆地蟹作为典范生物。

压力和拥挤是可以忽略内部提示的因素,这些提示会警告螃蟹它们需要更多的空间在外骨骼内部生长。螃蟹在其神经系统中可能重达数百甚至数千个线索,然后,到了时候,蜕皮腺就会分泌激素,从而引发生理变化,从而使螃蟹摆脱外骨骼。

蜕皮腺在使螃蟹蜕皮和抑制蜕皮中的功能均受信号基因控制。这些信号转导基因可以充当环境压力源的标记,例如温度升高,气候变化的影响。

甲壳类动物是存在于营养层中部的许多海洋环境的重要组成部分。许多鱼类和海洋哺乳动物以甲壳类为食。有关蜕皮周期中其脆弱性的信息将为渔业活动提供信息,并预测环境变化的不利影响。

了解蜕皮的关键调节剂在水产养殖中也将是有用的,从而可以加速蜕皮周期,以生产迅速增长的商业养殖虾,龙虾和螃蟹菌株。这些甲壳动物可以为人类提供丰富而优质的蛋白质来源。

该研究项目还将涉及教育内容。与自然科学学院教育与推广中心合作,Mykles的团队将为中学和高中科学老师开发课程,将在CSU所做的工作转化为6至12年级的课堂。这些课程将使学生观察另一种甲壳动物樱桃虾的蜕皮过程。 Mykles说:“具有开放性的发现是非常重要的。这就是科学的工作方式。我们进行观察并为正在发生的事情建立一个假设。” “我们必须让更多的学生对科学产生兴趣,以便学生学习科学的实际完成方式。”

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