카로티노이드의 모체 할당은 갈색 송어에서 박테리아 감염에 대한 내성을 증가시킵니다.

알프스의 강과 호수에는 수많은 수생 무척추 동물과 물고기가 있습니다. 그러나 많은 사람들 이이 물이 차갑고 대부분의 수생 동물이 잘 숨기기 때문에 그들을 본 적이 없습니다. 수생 담수 시스템의 주요 구성원이자 최고 포식자는 갈색 송어 ( Salmo Trutta) 입니다. .

갈색 송어는 이름에서 알 수 있듯이 대부분 갈색 또는 회색 인 것 같습니다. 그들의 비밀스러운 신체 색상은 그들의 환경과 함께 녹아서 먹이의 새 나 곰과 같은 지상 포식자로부터 숨기도록 도와줍니다. 그러나 더 조심스럽게 볼 수있는 기회를 얻으면 갈색 송어가 갈색 일뿐 만 아니라 몸 전체에 밝은 파란색, 주황색 및 빨간색 패턴으로 장식되어 있으며 측면과 지느러미의 아름다운 반점을 포함하여 몸 전체에 장식되어 있습니다. 또한 암컷은 옅은 노란색에서 매우 밝은 빨간색으로 변할 수있는 알을 낳습니다.

이 색상은 파프리카, 당근, 단풍 및 갑각류에서 일반적으로 발견되는 카로티노이드라고도하는 안료 분자에 기인합니다. 송어는 음식을 통해 카로티노이드를 얻습니다. 그들은 스스로 합성 할 수 없습니다. 그런 다음이 안료 분자는 다른 신체 부위에 할당됩니다. 송어는 주로 일년 내내 근육에 카로티노이드를 가게합니다. 이것은 식료품 점에서 고기로 자주 보는 전형적인 오렌지색을 제공합니다. 번식기에는 카로티노이드가 물고기 피부와 계란에 재 할당됩니다. 이것은 Chinook Salmon ( Oncorhynchus tshawytscha 의 Garner와 동료들에 의해 모범적으로 입증되었습니다. ), 같은 어류 가족의 관련 종.

카로티노이드의 역할

카로티노이드는 동물에게 수많은 유익한 역할을합니다. 그들은 자유 라디칼로부터 조직을 보호하기위한 산화 방지제 역할을하며, 면역계와 항체의 증식을 개선하며 시력을 향상 시키며 척추 동물 배아 발달에 중요합니다. 또한, 이들 안료 분자는 또한 특정 신호 전달에 사용될 수있다. 물고기는 붉은 색을 통해 의사 소통 할 수 있습니다. 예를 들어 개인이 신체 장식을 통해 품질을 알리는 짝짓기 계절에 발생합니다.

카로티노이드를 먹은 물고기가 수정 성공이 더 높다는 부화장에서 볼 수 있습니다. 그러나 이러한 보충 연구는 또한 고농도의 카로티노이드가 독성이 될 수 있다고 가르쳤다. 그렇기 때문에 우리는 자연적인 갈색 송어 인구와 함께 일하고 암컷이 산란하기 전에 알에 자신을 할당 한 카로티노이드를 측정하기로 결정했습니다. 임의 농도의 카로티노이드를 사용하여 생선 음식에 추가하는 대신 생태 학적으로 관련된 조건에서 카로티노이드 농도를 측정했습니다.

우리는 이미 초기 연구에서 자연적으로 획득 한 카로티노이드가 환경 오염 스트레스 동안 배아에 중요하다는 것을 알고있었습니다. 이 초기 연구는 또한 어떤 종류의 카로티노이드가 중요한지를 밝혀 냈습니다. 이 연구에서, 우리는 이러한 중요한 카로티노이드 (아스 타잔 틴, 캡스 산틴, 루테인 및 제아잔틴)를 표적화하고 난자의 함량이 병원체 감염 동안 송어 배아에 도움이되는지 테스트했습니다. 물고기는 다른 조직들 사이에서 카로티노이드를 다시 할 수 있기 때문에, 우리는 또한 어머니의 피부의 발적 (피부에 저장된 카로티노이드의 척도)을 모성 전략을 추론하기 위해 카로티노이드를 클러치에 할당하는 것과 측정하고 비교했습니다.

실험

우리의 실험을 위해, 우리는 현장으로 나가서 산란 장소에서 번식기 동안 야생 갈색 송어를 잡았습니다. 우리는 모든 물고기를 부화장으로 가져 와서 측정하고 인공 빛이있는 상자 안에 사진을 찍어 게임 (계란과 정자)을 수집했습니다. 이어서, 이들 게임은 시험 관내에서 에 사용되었다 비료. 갈색 송어에는 외부 수정 시스템이 있으므로 실험실에서 계란과 정자가 혼합되어 수정 될 수 있습니다.

우리의 실험 설정은 아버지, 어머니, 치료 (여기서는 fluorescens 의 효과를 측정 할 수 있기 때문에 매우 강력합니다. ), 그리고 배아 반응 또는 특성의 계란의 화합물. 우리는 부화 후 10 일까지 모든 배아를 모니터링하고 개별 생존, 부화까지의 시간, 부화 후 크기 및 부화 후 성장을 기록했습니다. 이러한 중요한 피트니스 특성은 산란 전 알에서 초기 농도의 카로티노이드와 관련이 있었고, 처리 그룹은 대조군과 대조되었다. 스위스 École Polytechnique Fédérale de Lausanne의 공동 작업자는 정량적 액체 크로마토 그래피-고해상도 질량 분석법을 사용하여 갈색 송어 알에서 카로티노이드의 양을 측정했습니다.

아스 타잔 틴은 병원체 감염 동안 송어 배아에 관한 것입니다

p. Fluorescens 배아 생존 감소, 부화까지의 시간이 증가하고, 더 작은 부화를 초래했습니다. 우리는 카로티노이드 화합물 Astaxanthin이 계란의 발적을 크게 결정했다는 것을 배웠습니다. 계란 무게 나 암컷 크기는 계란의 아스 타잔 틴 농도와 상관 관계가 없었습니다. 그러나이 카로티노이드는 부화 후 성장과 양의 상관 관계가 있었고 물고기 병원체에 대한 내성이 향상되었습니다.

생태 학적으로 관련된 농도에서 수정되지 않은 계란에서 아스 타잔 틴 농도는 병원체 감염 동안 배아에 유리하다는 결론을 내릴 수 있습니다. Astaxanthin은 병원체의 부정적인 영향을 완화 시켰으며, 배아를 보호하기 위해 방패처럼 작용했습니다. 우리는 메커니즘을 자세하게 알지 못하지만 두 가지 주요 설명이 있습니다. (i) 배아가 부화 할 때 갑자기 조직의 과산화를 유발할 수있는 훨씬 높은 농도의 산소에 노출됩니다. 부화 후 호흡이 시작되면 유충은 산화 스트레스의 관련 위험과 함께 신진 대사가 증가합니다. 아스 타잔 틴은이 민감한 단계 동안 배아에 대한 항산화 제로 작용할 수 있습니다. (ii) 아스 타잔 틴은 병원체 스트레스에 대한 면역 반응을 향상시킬 수있다. 면역 세포 및 항체의 증식을지지합니다. Astaxanthin은 배아가 P. fluorescens 에 대한 초기 면역 반응을 강화하는 데 도움이 될 수 있습니다. (두 설명 모두 여기에서 자세히 설명합니다.

그럼에도 불구하고, 아스 타잔 틴은 병원체 스트레스 하에서 배아를 도왔지만 우리는 또한 모든 암컷이 계란에 할당 한 카로티노이드의 양을 극대화하는 것처럼 보이지는 않았다. 암컷이 계란에 할당 한 카로티노이드의 수는 피부의 발적과 음의 상관 관계가있었습니다. 우리는 여성이 카로티노이드의 요구와 자손의 지원 사이에 상충 관계를 맺고 있다고 생각합니다. 갈색 송어는 반복적이므로 평생 동안 여러 번 스폰 할 수 있습니다. 젊은 여성들은 자신의 생존을 위해 필요하기 때문에 계란에 카로티노이드를 적게 투자 할 수 있습니다. 이것은 모두 저널 oecologia 에보 고된다 . 우리는 이제 배아 발달 동안 카로티노이드 소비의 메커니즘을 조사하고 있습니다. 다음에 캠핑, 낚시 또는 콜드 강 근처에서 다이빙을 할 때 볼 수있는 어류 종의 의복을 주시하십시오. 그것이 빨간색이라면 아마도 아마도 카로티노이드에 의해 발생하며 어떤 목적을위한 것입니다.

카로티노이드의 모체 할당은 갈색 송어에서 박테리아 감염에 대한 내성을 증가시킨다. .