调查河豚毒素(TTX)水平与东部的红色背斑点蝾螈(Notophthalmus viridescens)eft和成人

文摘

我们研究了河豚毒素(TTX)的浓度的皮肤包含和缺乏红背点在东方蝾螈(Notophthalmus viridescenseft和成人。一些其他物种,如Pleurodeles waltl和Echinotriton andersoni,有颗粒状腺集中在明亮的色素地区背,因此我们假设的红背点东方蝾螈也可能拥有更高水平的TTX比周围的皮肤。我们没有发现区别TTX在红点的浓度比邻近皮肤缺乏这些斑点eft或成人。然而,eft红色背斑点TTX升高水平相对于eft用更少的斑点。

1。介绍

河豚毒素(TTX)是一种末端神经毒素,防止产生动作电位的神经和骨骼肌通过绑定到毛孔地区的电压门控钠通道,导致致命的窒息(1,2]。这种自然毒素存在于广泛的分类单元包括海洋细菌、丝带和扁虫,软体动物,和一些种类的陆地两栖动物(看过的3- - - - - -5])。TTX的主要功能之一是作为antipredator防御机制。这个生态作用已经记录在rough-skinned蝾螈(Taricha颗粒),高浓度的TTX在背侧皮肤的成人(6]。当攻击,蝾螈压缩肌上皮鞘颗粒周围腺体在皮肤7]。这个部队的毒素腺,可能会被上皮细胞吸收在捕食者的嘴,导致不抵抗掠食者(快速死亡8]。

当蝾螈从美国西部拥有TTX浓度最高,东部纽特(Notophthalmus viridescens)也拥有这致命的毒素9]。在美国,蝾螈从缅因州到佛罗里达东部和西部德州(10]。成年人完全水生和含有相对低浓度的TTX9,11]。然而,幼年期,被称为红色的小蜥蜴,陆地,并包含大约十倍浓度TTX,对应于他们的亮橙色警戒色([9,11];但看到(12,13])。像美国西部的蝾螈,TTX出现在东方蝾螈的皮肤能够帮助阻止一些捕食者(11,14,15]。东方蝾螈的特点是红色的,背点(10]。这些景点不同亮度和数量16)和可能的地区集中细粒度的腺体。其他蝾螈也包含已知区域的皮肤与高浓度的毒素。例如,Pleurodeles waltl和Echinotriton andersoni(17,18具有横向肋骨,穿透表皮当攻击(17,19,20.]。皮肤的肋骨突出,皮尔斯的地区集中颗粒状腺体,外套的尖端肋在毒素,导致其注入捕食者的嘴(17,21]。自东方蝾螈表现出巨大的变化点的亮度和数量(16),我们假设这些斑点可能拥有更高浓度的TTX相对于周围的皮肤。此外,红色背斑点的数量和毒性之间的关系尚不清楚。因此,我们化验的水平TTX从包含红色背斑点皮肤和皮肤缺乏这些斑点在成人和eft蝾螈。此外,我们清点的数量红色背点在每个eft和比较预测全身毒性。

2。材料和方法

东方蝾螈收集从山湖生物站,彭布罗克,弗吉尼亚州在2015年在维吉尼亚州科学收集允许# 054260。总共七个成年蝾螈(平均数±标准差:2.08±0.32 g)和15 eft (1.82±0.71 g)收集。通过沉浸在动物麻醉三卡因1%甲磺酸(MS222)缓冲的pH值7。红色背斑点的数量统计(eft)和皮肤拳被使用2.0毫米和3.0毫米eft和成年蝾螈的一拳,分别。一个红斑就随意选择在每个动物和删除。一段皮肤缺乏红斑也是从动物的对面。样本立即冻结(-80°C)在个人微型离心机管直到TTX提取和量化。去除皮肤拳之后,蝾螈安乐死MS222和冷冻10%解决方案。根据执行提取皮肤拳Hanifin et al。6),量化执行使用竞争性抑制酶免疫测定(CIEIA)在斯托克斯等。22]。这种分析是非常具体的,是通过绑定anti-TTX TTX单克隆抗体。在缺乏TTX或低浓度的TTX抗体绑定到板上的共轭允许二次抗体也绑定到板,导致高吸光度读数。然后使用这个值来计算TTX集中使用一个线性标准曲线。检测能够检测TTX至少10 ng / mL,浓度的线性范围为10 - 500 ng / mL (22]。所有板块都在405海里。

我们比较的数量每皮肤穿孔TTX背补丁包含和缺乏红色斑点的皮肤从成人和eft蝾螈配对t (Sigmaplot 12.5, Systat软件公司,圣何塞,CA)。比较eft和成人TTX,我们增加TTX每个穿孔的数量从成年蝾螈的0.556倍或表面积的差异(毫米²3毫米和2毫米之间)皮肤穿孔。然后我们计算平均毒性为每个单独的(结合穿孔和无红斑)和成人相比,使用学习eft毒性。最后,使用此平均我们也计算了平均TTX每插入皮肤的斑点和清白的补丁使用方法,估计整个eft TTX Hanifin et al。23]。然后我们比较预测整个纽特TTX红色背斑点的数量使用线性回归(eft)。

3所示。结果

纽特eft拥有近十倍的差异在整个纽特TTX水平,介于0.014和0.11毫克(平均数±标准差;0.05±0.03)。整个纽特成人毒性较低,介于0.005和0.057毫克(平均数±标准差;0.035±0.017)。t检验发现成年蝾螈拥有明显不如eft (TTXt= 4.6,df = 20,P< 0.001,图1)。配对t检验发现的浓度没有显著区别TTX红点与地区缺乏这些斑点在成年蝾螈(t= -0.453,df = 6,P= 0.67,图1eft)或(t= 0.014,df = 14日P= 0.99,图1)。检测到线性回归显著积极的eft的总毒性之间的关系和数量的红背点(F = 17.5, R²= 0.57,P = 0.001,图2)。这些数据表明,随着红色背斑点的数量增加,eft的总毒性增加。

4所示。讨论

我们的研究表明,红色背点不包含TTX浓度相对升高地区缺乏这些黑点eft和成人东方蝾螈。有极端的可变性红色斑点在这个物种的数量16,24与eft),在我们的研究中拥有3至14点。毒性和警戒色的斑点的数量之间的关系表明,可能有一个健身优势拥有更多的景点。几个捕食者,包括无脊椎动物,蝾螈,一些青蛙,大多数爬行动物和鸟类,是不敢吃东方蝾螈由于TTX[的存在11,14,15,25,26]。其他人,比如海龟,牛蛙,浣熊,记录使用成人或eft蝾螈(11,27,28]。的物种有能力消费蝾螈,红点可以作为一个指标的猎物的毒性。而红背点小相比,整个eft的明亮的橙色背色素沉着,精细的消费模式已经被记载在物种歧视令人不快的猎物。例如,rufous-tailed一种食虫鸟(Galbula ruficauda)能够区分分钟翼模式的差异邮差蝴蝶,导致攻击小说表型(29日]。在红点的数量性的背是独立,成年男性的斑点蝾螈是光明和有红颜色比女性(16]。此外,较大的雄性亮斑比小个体(16]。这些结果表明成人红斑性选择函数,即女性能够获得交配的信息质量(包括毒性)。然而,毒性之间的关系,发现,及其在配偶选择作用值得进一步研究。

另一个有趣的发现是,纽特eft含有更高浓度的TTX(每个插头)相对于水生的成年人。先前的调查这些生活史阶段的毒性水平取得了好坏参半的结果。例如,一项研究Yotsu-Yamashita和Mebs12)研究的水平TTX 6-epiTTX, 11-oxoTTX eft和成年蝾螈。虽然eft含有更高浓度的6-epiTTX, TTX和11-oxoTTX水平没有显著差异(12]。我们的结果与‘Yotsu-Yamashita和Mebs [12)和Yotsu-Yamashita et al。13),表明eft和成人做不同TTX的浓度。特别是,一个插头从纽特eft从我们的研究有517±254 ng TTX(平均数±标准差)而插头从成年人只包含74±41 ng TTX。这个约7倍毒性eft相对于成年人还支持从弗吉尼亚的布罗迪(11和布罗迪等。9]。这些作者发现,在蝾螈从北卡罗莱纳,eft皮肤提取十倍的致命白老鼠相对于成人皮肤提取物。最近,Yotsu-Yamashita et al。13)的毒性进行了一项研究蝾螈从美国东部的大的地理区域。而作者声称eft和成人的毒性是相似的(我们的结果与这一说法的人群在他们的研究中说道),没有数据了,作者似乎总和为每个人口一起eft和成人价值观。如果eft和成人做TTX水平的不同,将它们组合在一起可以极大地扭曲任何地理种群之间的差异。特别是如果eft比成年人他们取样是不同人群不同。

这项研究的结果表明,红点背的eft和成年蝾螈不包含TTX水平升高与补丁的皮肤缺乏这些亮点。然而,红点可以作为一个指标的毒性之间的积极关系的红点和全纽特毒性。最后,来自弗吉尼亚的eft拥有更大的浓度的TTX皮肤相对于水生的成年人。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

我们感谢汉诺威大学生物学系的资助和支持。

引用

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