Teelt van de mariene pelagische Tunicate Dolioletta gegenbauri (uljanin 1884) voor experimentele studies

Zooplankton is voor de grootste dierlijke biomassa in de Oceaan, zijn belangrijke componenten in mariene voedsel webben, en spelen belangrijke rollen in de oceaan biogeochemische cycli^1,2. Zooplankton, hoewel het bestaat uit een enorme diversiteit aan organismen, kan worden onderscheiden in twee categorieën: gelatineuze en niet-gelatineuze met weinig tussenliggende taxa^3,4. In vergelijking met het niet-gelatineuze zoöplankton zijn gelatineuze zoöplankton bijzonder moeilijk te bestuderen vanwege hun complexe levens geschiedenissen⁵, en hun delicate weefsels zijn gemakkelijk beschadigd tijdens het vangen en hanteren. Gelatineuze zoöplankton soorten zijn daarom notoir moeilijk te kweken in het laboratorium en over het algemeen minder bestudeerd in vergelijking met niet-gelatineuze soorten⁶.

Onder gelatineuze zoöplankton groepen, een overvloedig en van ecologisch belang in de wereld Oceaan zijn de thalieeën. Thalieeën zijn een klasse van pelagische tunicaten, waaronder de bevelen Salpida, Pyrosomida en Doliolida⁷. Doliolida, gezamenlijk aangeduid als dolioliden, zijn kleine tonvormige vrij-zwemmen pelagische organismen die hoge Abundances kunnen bereiken in productieve neritische gebieden van subtropische oceanen. Dolioliden behoren tot de meest overvloedige van alle zoöplankton groepen^4,8. Als suspensie feeders verzamelen dolioliden voedseldeeltjes uit de waterkolom door filter stromen te maken en ze op slijm Nets⁹te vangen. Taxonomisch zijn dolioliden ingedeeld in de stam Urochordata¹⁰. Voorouderlijke naar de chordates, en in aanvulling op hun ecologische betekenis als belangrijke componenten van mariene pelagische systemen, zijn de Thalieeën van belang voor het begrijpen van de oorsprong van de koloniale levensgeschiedenis^10,11 en de evolutie van de chordates^{5,7,10,12,13,14}.

De levensgeschiedenis van doliolids is complex en draagt bij aan de moeilijkheden bij het kweken en ondersteunen van hen door hun levenscyclus. In Godeaux et al.¹⁵vindt u een overzicht van de levenscyclus en anatomie van de doliolid. De doliolid levenscyclus, waarbij een verplichte afwisseling tussen seksuele en ongeslachtelijke levensgeschiedenis stadia, wordt weergegeven in Figuur 1. Eieren en sperma worden geproduceerd door de hermafrodiet gonozooids, de enige eenzame fase van de levenscyclus. Gonozooids geven sperma vrij aan de waterkolom en eieren zijn intern bevruchte en vrijkomen om zich te ontwikkelen tot larven. Larven en metamorfose in oozooids die 1-2 mm kunnen bereiken. veronderstelde gunstige milieuomstandigheden en voeding, oozooids worden vroege verpleegkundigen binnen 1-2 dagen bij 20 °C en initiëren de koloniale stadia van de levenscyclus. Oozooids produceren knoppen op hun ventrale stolon. Deze knoppen verlaten de stolonen en migreren naar de dorsale cadophore waar ze zich in drie gekoppelde rijen bevinden. De centrale dubbele rijen worden phorozooids en de buitenste twee dubbele rijen worden trophozooids. Deze laatste bieden voedsel aan zowel de verpleegkundige als de phorozooids^16,17. De trophozooids leveren de verpleegkundige met voeding terwijl ze alle inwendige organen verliest. Naarmate de overvloed aan trophozooids toeneemt, kan de grootte van de verpleegkundige 15 mm in het laboratorium bereiken. Naarmate de phorozooids groeien, nemen ze steeds meer plankton prooi en bereiken ze ~ 1,5 mm in grootte voordat ze als individuen worden vrijgelaten¹⁷. Een enkele verpleegkundige kan > 100 phorozooids vrijgeven tijdens de levensduur¹⁸. Nadat de phorozooids uit de cadophore zijn vrijgelaten, blijven ze groeien en zijn ze de tweede koloniale fase van de levenscyclus. Zodra ze ~ 5 mm in grootte bereiken, ontwikkelt elke phorozooid een cluster van gonozooids op hun ventrale peduncle. Deze gonozooids kunnen deeltjes opnemen wanneer ze ~ 1 mm lang bereiken. Nadat de gonozooids hebben bereikt ~ 2 aan 3 mm in grootte ze worden vrijgelaten uit de phorozooid en uitgegroeid tot de enige eenzame fase van de levenscyclus. Zodra ze bereiken ~ 6 mm in grootte, gonozooids worden seksueel volwassen¹⁷. Gonozooids kunnen een lengte van 9 mm of meer bereiken. Gonozooids zijn hermaphroditic, sperma wordt met tussenpozen vrijgegeven terwijl de bevruchting van de eieren intern^16,17plaatsvindt. Wanneer de gonozooid ≥ 6 mm groot is, brengt het tot 6 bevruchte eieren uit. Succesvolle kweek vereist ondersteuning van de specifieke behoeften van elk van deze unieke levensgeschiedenis stadia.

Vanwege de ecologische en evolutionaire betekenis van Thalieeën, waaronder doliolids, is er behoefte aan de teelt methodieken om het begrip van de unieke biologie, fysiologie, ecologie en evolutionaire geschiedenis van dit organisme te begrijpen¹⁹ . Doliolids hebben een aanzienlijke belofte als experimentele model organismen in de ontwikkelingsbiologie en functionele genomics omdat ze transparant zijn en waarschijnlijk hebben genomen genomen^20,21. Het ontbreken van betrouwbare teeltmethoden belemmert echter hun nut als laboratorium modellen. Hoewel een handvol laboratoria resultaten hebben gepubliceerd op basis van gekweekte dolioliden, naar onze kennis teelt benaderingen en gedetailleerde protocollen zijn niet eerder gepubliceerd. Op basis van jarenlange ervaring, en trial and error teelt pogingen, het doel van deze studie was om ervaringen te beoordelen en te delen protocollen voor de verzameling en de teelt van doliolids, met name de soort Dolioletta gegenbauri.