Question:
Comment les blattes résistent-elles aux effets des rayonnements ionisants?
user132
2011-12-15 22:32:42 UTC
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Les blattes sont des insectes très résistants. On sait que, entre autres, ils sont capables de résister à des rafales de rayonnements ionisants qui tueraient un être humain.

Les explications de cette résistance observée que j'ai vue incluent la division cellulaire qui n'est pas aussi rapide les cafards et la relative simplicité de ces insectes par rapport à d'autres organismes. Je sais que les microbes sont capables de résister aux radiations en ayant un ADN «dur» (plus de paires de bases G-C) et des systèmes de réparation prêts. Les cafards ont-ils aussi des mécanismes comme ceux-ci, ou est-ce vraiment aussi simple qu’ils soient, enfin, "simples"?

La plupart des insectes ont une résistance similaire aux cafards ... OMI c'est plus que les humains sont faibles que les insectes sont forts.
@mbq Fort et faible sont des mots assez subjectifs. Je pourrais tout aussi valablement affirmer mon opinion que les insectes sont des créatures biologiquement plus simples dont le génome peut résister à une plus grande quantité de mutations tout en étant des arthropodes pleinement fonctionnels / viables, mais je n'ai aucune preuve pour le confirmer.
@Lisa Par rapport à une résistance médiane pas tellement. Notez également qu'il s'agit d'un commentaire et j'ai fait un avertissement que c'est ma spéculation.
Quelques références sur la quantité exacte de radiations que les cafards peuvent supporter dans [cet article] (http://www.abc.net.au/science/articles/2006/02/23/1567313.htm).
Deux réponses:
#1
+38
Alexander Galkin
2011-12-16 05:25:43 UTC
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En tant que professionnel de la santé, je peux imaginer les mécanismes suivants (tout n'est qu'un raisonnement spéculatif):

  1. Les insectes n'ont pas de sang fort>. Au lieu de cela, ils ont l'hémolymphe dont le rôle principal n'est pas le transport de l'oxygène (ils ont un système trachéal supplémentaire à cet effet), mais plutôt celui des nutriments. Ainsi, ils n'ont pas besoin (et n'ont pas) une prolifération intense de précuseurs de cellules sanguines - ceux-ci (moelle osseuse, rate) sont les plus sensibles aux radiations chez un corps humain et animal.

  2. Les insectes ont un système immunitaire plutôt primitif qui est principalement humorale [a] et beaucoup moins cellulaire [b] que le système immunitaire des animaux et des humains. Cela élimine le prochain point faible commun dans le corps: les nœuds lymphatiques, le thymus, à nouveau la rate et la moelle osseuse, etc.

  3. Les insectes ont généralement un caractère très primitif et dans de nombreux cas également plutôt système nerveux décentralisé : les ganglions sont organisés en une sorte de cordon et même si les ganglions capitales sont généralement plus grands, ces dominances ne sont pas aussi importantes que dans le cas du SNC et du SNP chez les animaux et les humains. Par conséquent, ce système est beaucoup plus tolérant aux pertes.

1.-3. Par conséquent, la seule partie sensible des insectes est l'épithélium intestinal qui se renouvelle régulièrement (similaire à celui des humains, également cible de rayonnement connue), mais ...

  1. Les insectes (et généralement les arthropodes) sont connus pour avoir un exosquelette . Cela sert potentiellement de bonne «armure» pour les cellules intestinales vulnérables, filtrant les particules les plus lourdes (comme les particules alpha et à certains égards également les particules bêta). EDIT : Cela ne semble pas être une vraie protection, voir la discussion dans les commentaires.

Par conséquent, il n'est pas surprenant que les insectes montrent généralement une résistance beaucoup plus élevée aux radiations.

EDIT : Comme il a été correctement ajouté dans les commentaires, il existe également des gamets, qui sont les plus sensibles aux radiations (car ils ne portent que la moitié de l'information génétique normale et ne peuvent pas réparer les mutations). Même si les lésions dans les gamets n'entraînent pas de mort immédiate, la stérilité potentielle peut facilement provoquer l'extinction.

Cependant, les cafards (et les insectes en général) sont connus pour être des r-animaux, ce qui signifie que ils préfèrent la quantité (r) à la qualité (K) de leur progéniture. Cette stratégie est optimale lorsqu'il s'agit de changements induits par les rayonnements dans les gamètes: le nombre élevé de descendants compense les imperfections génétiques des gamètes.


[a] - ce qui signifie c'est-à-dire a sécrété des peptides dans leur hémolymphe qui les protègent
[b] - il y a des phagocytes, un peu similaires aux magrophages tissulaires chez l'homme, mais le reste des chaînes cellulaires en réponse immunitaire chez les vertébrés , comme les cellules T et B, sont complètement absentes. Ceux-ci sont responsables de la médiation et de l'amplification de la réponse immunitaire chez les vertébrés et sont les cellules les plus sensibles aux dommages causés par les radiations.

C'est une très bonne réponse. Cependant, j'ai des réserves en ce qui concerne le dernier point (exosquelette). Tout d'abord, je parierais que le rayonnement de l'écran de l'exosquelette mince est bien inférieur à celui de la peau humaine (la quantité totale est proportionnelle à la section transversale, c'est-à-dire ~ masse / surface (étant donné la même composition atomique), ce qui est plus important pour la peau). Deuxièmement, les particules alpha sont susceptibles d'être arrêtées par les deux (quelques cm d'air suffisent), la bêta a besoin de quelques cm de chair (en fonction de son énergie) donc elle est susceptible d'endommager tout le volume d'insecte mais pas de rayonnement humain et gamma gagné ne soyez arrêté ni par l'exosquelette ni par la peau.
@PiotrMigdal Vous avez probablement raison. Ce que je tenais en compte, c'est que la chitine peut être assimilée à des polysaccharides qui sont connus pour avoir une densité radiologique plus élevée que la chair. Pouvez-vous le confirmer ou le réfuter?
Bien que ce ne soit pas mon sujet principal, je parie que (comme je l'ai dit) pour toutes les substances organiques typiques, le blindage est ~ masse / surface. Et comme la chitine a une densité de ~ 1,5g / cm ^ 3 ([ref] (http://jcs.biologists.org/content/21/1/73.full.pdf)) 1 cm de chair équivaut à ~ 7 mm de chitine. Ainsi, pour les rayonnements qui ne sont ni arrêtés ni transmis par les deux, les insectes (à moins qu'ils ne soient extrêmement gros) sont moins protégés. Cependant, il peut y avoir quelques nuances et je pense que cela me fait une bonne question pour http://physics.stackexchange.com.
Le système immunitaire humorale et cellulaire fait partie du système immunitaire adaptatif, qui n'est présent que chez les vertébrés. Les insectes n'ont qu'un système immunitaire inné qui contient des phagocytes et des peptides (sécrétés par les cellules du corps adipeux). Vous n'avez pas mentionné les gamètes, probablement les cellules les plus sensibles aux radiations (car elles sont haploïdes).
@MartaCz-C J'utilise ici les mots «humorale et cellulaire» dans leur sens direct, plutôt que de faire référence aux parties du système immunitaire adaptatif: cet usage est acceptable et peut être trouvé dans de nombreux articles de recherche sur les insectes ([exemple] (http: // rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2010/08/10/rspb.2010.1563.full)). Mais merci pour votre suggestion, je modifierai ma réponse.
De plus, ils ne vivent pas très longtemps, donc le cancer n'est pas un problème aussi grave.
#2
+14
shigeta
2011-12-16 02:48:24 UTC
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Des études sur Deinococcus radiodurans , le microorganisme le plus radioactif que nous connaissons, montrent qu'il possède de nombreux gènes pour la réparation de l'ADN.

Dans le cas du cafard, je suppose qu'en plus de réparer les gènes, et peut-être certains antioxydants produits dans les cellules pour éteindre les radicaux libres produits par les radiations, le fait que les cafards pondent de très nombreux œufs est également utile. Si le rayonnement tue 99,99% des cafards, vous aurez toujours des insectes provenant des couvées d'œufs.

Selection est l'ami de l'insecte lorsque vous êtes un animal limité à k!



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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