Frage:
Wie widerstehen Kakerlaken den Auswirkungen ionisierender Strahlung?
user132
2011-12-15 22:32:42 UTC
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Kakerlaken sind sehr robuste Insekten. Es ist bekannt, dass sie unter anderem in der Lage sind, Ausbrüche ionisierender Strahlung auszuhalten, die einen Menschen töten würden.

Die Erklärungen für diesen beobachteten Widerstand, den ich gesehen habe, beinhalten, dass die Zellteilung nicht so schnell erfolgt Kakerlaken und die relative Einfachheit dieser Insekten im Vergleich zu anderen Organismen. Ich weiß, dass Mikroben in der Lage sind, Strahlung zu widerstehen, indem sie über "harte" DNA (mehr G-C-Basenpaare) und fertige Reparatursysteme verfügen. Haben Kakerlaken auch solche Mechanismen oder ist es wirklich so einfach, wie sie "einfach" sind?

Die meisten Insekten haben eine ähnliche Resistenz gegen Kakerlaken ... IMO ist es mehr so, dass Menschen schwach sind als Insekten stark.
@mbq Stark und schwach sind ziemlich subjektive Wörter. Ich könnte genauso gut meine Meinung vertreten, dass Insekten biologisch einfachere Kreaturen sind, deren Genom einer größeren Menge an Mutationen standhalten kann und dennoch voll funktionsfähige / lebensfähige Arthropoden sind, aber ich habe keine Beweise dafür.
@Lisa In Bezug auf einen mittleren Widerstand nicht so sehr. Beachten Sie auch, dass dies ein Kommentar ist und ich einen Haftungsausschluss gemacht habe, dass dies meine Spekulation ist.
Einige Hinweise dazu, wie viel Strahlungskakerlaken in [diesem Artikel] genau aushalten können (http://www.abc.net.au/science/articles/2006/02/23/1567313.htm).
Zwei antworten:
#1
+38
Alexander Galkin
2011-12-16 05:25:43 UTC
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Als Mediziner kann ich mir folgende Mechanismen vorstellen (alles ist nur spekulatives Denken):

  1. Insekten haben kein Blut stark>. Stattdessen haben sie eine Hämolymphe, deren Hauptaufgabe nicht der Sauerstofftransport ist (sie haben zu diesem Zweck ein zusätzliches Trachealsystem), sondern die der Nährstoffe. Daher benötigen sie (und haben keine) eine intensive Proliferation von Blutzellenvorläufern - diese (Knochenmark, Milz) sind am anfälligsten für Strahlung in ein menschlicher und ein tierischer Körper.

  2. Insekten haben ein eher primitives Immunsystem, das meist humoral [a] sup> und vieles mehr ist weniger zelluläres [b] sup> im Vergleich zum Immunsystem von Tieren und Menschen. Dies beseitigt die nächste häufige Schwachstelle im Körper: Lymphknoten, Thymus, wieder Milz und Knochenmark usw.

  3. Insekten haben im Allgemeinen eine sehr primitive und in vielen Fällen auch eher dezentrales Nervensystem : Die Ganglien sind in einer Art Schnur organisiert, und obwohl die Hauptganglien normalerweise größer sind, ist diese Dominanz nicht so ausgeprägt wie bei ZNS und PNS bei Tieren und Menschen. Daher ist dieses System gegenüber Verlusten viel toleranter.

  4. ol>

    1.-3. Daher ist der einzige empfindliche Teil von Insekten das Darmepithel, das regelmäßig erneuert wird (ähnlich dem des Menschen, auch ein bekanntes Strahlungsziel), aber ...

    1. Insekten (und im Allgemeinen die Arthropoden) haben bekanntermaßen ein Exoskelett . Dies dient möglicherweise als gute "Rüstung" für gefährdete Darmzellen und filtert die schwersten Partikel heraus (wie Alpha- und in gewisser Hinsicht auch Beta-Partikel). BEARBEITEN : Dies scheint kein wirklicher Schutz zu sein, siehe die Diskussion in den Kommentaren.
    2. ol>

      Daher ist es keine Überraschung, dass Insekten im Allgemeinen eine viel höhere Beständigkeit gegen Strahlung aufweisen.

      BEARBEITEN : Wie in den Kommentaren korrekt hinzugefügt, gibt es auch Gamets, die am strahlungsempfindlichsten sind (weil sie nur die Hälfte der normalen genetischen Informationen tragen und keine Mutationen reparieren können). Obwohl die Läsionen in Gamets nicht zum sofortigen Tod führen, kann die potenzielle Sterilität leicht zum Aussterben führen.

      Kakerlaken (und Insekten im Allgemeinen) sind jedoch als R-Tiere bekannt, was bedeutet, dass Sie bevorzugen die Quantität (r) gegenüber der Qualität (K) ihrer Nachkommen. Diese Strategie ist optimal, wenn es um strahleninduzierte Veränderungen bei Gameten geht: Die hohe Anzahl von Nachkommen gleicht die genetischen Mängel bei Gameten aus.


      [a] sup> - Bedeutung Das heißt, es wurden Peptide in ihrer Hämolymphe ausgeschieden, die sie schützen.
      [b] sup> - Es gibt Phagozyten, die den Gewebemagrophagen beim Menschen etwas ähnlich sind, aber den Rest der Zellketten bei der Immunantwort bei Wirbeltieren fehlen wie T- und B-Zellen vollständig. Diese sind für die Vermittlung und Verstärkung der Immunantwort bei Wirbeltieren verantwortlich und sind die Zellen, die am anfälligsten für Strahlenschäden sind.

Es ist eine sehr gute Antwort. Ich habe jedoch Vorbehalte, wenn es um den letzten Punkt geht (d. H. Exoskelett). Erstens würde ich wetten, dass die Strahlung des dünnen Exoskeletts viel geringer ist als die der menschlichen Haut (die Gesamtmenge ist proportional zum Querschnitt, d. H. ~ Masse / Fläche (bei gleicher Atomzusammensetzung), was für die Haut größer ist). Zweitens werden Alpha-Partikel wahrscheinlich von beiden gestoppt (ein paar Zentimeter Luft reichen aus), Beta braucht ein paar Zentimeter Fleisch (abhängig von seiner Energie), so dass es wahrscheinlich das gesamte Volumen des Insekts schädigt, aber nicht die gewonnene menschliche und Gammastrahlung Weder vom Exoskelett noch von der Haut gestoppt werden.
@PiotrMigdal Sie haben wahrscheinlich recht. Was ich berücksichtigt habe, ist, dass Chitin mit Polysachariden verglichen werden kann, von denen bekannt ist, dass sie im Vergleich zu Fleisch eine höhere röntgenologische Dichte aufweisen. Können Sie es bestätigen oder widerlegen?
Obwohl es nicht mein Hauptthema ist, wette ich, dass (wie gesagt) für alle typischen organischen Substanzen die Abschirmung ~ Masse / Fläche ist. Und da Chitin eine Dichte von ~ 1,5 g / cm 3 hat ([ref] (http://jcs.biologists.org/content/21/1/73.full.pdf)), entspricht 1 cm Fleisch ~ 7 mm von Chitin. Für Strahlung, die von beiden weder gestoppt noch übertragen wird, sind Insekten (sofern sie nicht extrem groß sind) weniger abgeschirmt. Es kann jedoch einige Nuancen geben, und ich denke, das macht mich zu einer guten Frage für http://physics.stackexchange.com.
Das humorale und zelluläre Immunsystem sind Teile des adaptiven Immunsystems, das nur bei Wirbeltieren vorhanden ist. Insekten haben nur ein angeborenes Immunsystem, das Phagozyten und Peptide enthält (die von Zellen im Fettkörper ausgeschieden werden). Sie haben nicht über Gameten gesprochen, wahrscheinlich die empfindlichsten Zellen für Strahlung (weil sie haploide sind).
@MartaCz-C Ich verwende hier die Wörter "humoral und zellulär" in ihrer direkten Bedeutung, anstatt mich auf die Teile des adaptiven Immunsystems zu beziehen: Diese Verwendung ist akzeptabel und findet sich in vielen Forschungsarbeiten über Insekten ([Beispiel] (http: //) rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2010/08/10/rspb.2010.1563.full)). Aber danke für Ihren Vorschlag, ich werde meine Antwort bearbeiten.
Außerdem leben sie nicht sehr lange, so dass Krebs kein so großes Problem darstellt.
#2
+14
shigeta
2011-12-16 02:48:24 UTC
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Studien von Deinococcus radiodurans , dem radioaktiv tolerantesten Mikroorganismus, den wir kennen, zeigen, dass er viele Gene für die DNA-Reparatur besitzt.

Im Fall der Kakerlake würde ich annehmen, dass zusätzlich zur Reparatur von Genen und möglicherweise einigen in den Zellen produzierten Antioxidantien, um durch Strahlung erzeugte freie Radikale zu löschen, die Tatsache, dass die Kakerlaken viele, viele Eier legen ist auch nützlich. Wenn die Strahlung 99,99% der Kakerlaken tötet, kommen immer noch einige Insekten aus den Eierkupplungen.

Auswahl ist der Freund des Insekts, wenn Sie ein k-limitiertes Tier sind!



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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