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Articles by Michael Heethoff in JoVE
No invasivo en 3D de visualización con la Sub-micron resolución mediante sincrotrón de rayos X de la tomografía
Michael Heethoff1, Lukas Helfen2, Peter Cloetens2
1Department of Evolutionary Biology of Invertebrates, University of Tubingen, 2European Synchrotron Radiation Facility
Hemos utilizado sincrotrón de rayos X de tomografía en la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón (ESRF) de forma no invasiva producir conjuntos de datos 3D tomográfica con un píxel de resolución de 0.7μm. El uso de software volumen renderizado, lo que permite la reconstrucción de las estructuras internas en su estado natural, sin los artefactos producidos por el corte histológico.
Other articles by Michael Heethoff on PubMed
Radiación En ácaros Oribátidos Sexual Y Partenogenética (Oribatida, Acari) Como Indicado Por La Divergencia Genética De Especies Estrechamente Relacionadas
Experimental & Applied Acarology. 2003 | Pubmed ID: 14635813
El dominio de D3 y sus regiones que flanqueaban de 28S rRNA de cuatro pares de especies íntimamente relacionadas sexuales (Eupelops hirtus y E. torulosus; Oribatella calcarata y o. quadricornuta; Chamobates voigtsi y CH. borealis; Liacarus coracinus y L. subterraneus) y cuatro pares de especies partenogenéticas cercanas (Nanhermannia nana y na coronata; Nothrus silvestris y no. palustris; Tectocepheus sarekensis y T. menor; Camisia spinifer y Ca. segnis) de oribátidos ácaros fueron ordenados para investigar (1) si la región D3 puede ser utilizada como un marcador de especies (2) si hay variación genética entre pares de especies estrechamente relacionadas y si su magnitud se relaciona de modo reproductor. Además, investigamos la variación genética de todo el mundo de la región de D3 de las especies de ácaros oribátidos Platynothrus peltifer. No hubo ninguna variación genética intraespecífica en la región de D3 en cualquiera de las especies estudiadas; era incluso idéntico en dos especies partenogenéticas cercanas (na nana y na coronata) y dos estrechamente relacionadas con especies sexuales (hirtus E. y E. torulosus). Las diferencias genéticas de los otros pares de especies indican que tanto sexuales como partenogenéticas linajes tienen diferentes edades. En promedio, sin embargo, las diferencias entre las especies partenogenéticas eran más grandes que las especies íntimamente relacionadas sexuales, indicando que los linajes partenogenéticas existen históricamente y pueden irradiarse más lentamente de lo sexuales especies. Los resultados de este estudio apoyan la hipótesis de que algunos de los taxa de ácaros oribátidos partenogenética (Tectocepheus, Nothrus) son 'ancient asexuals'. La ausencia de variación intraespecífica o las de la región de D3 de especie partenogenética es consistente con la presencia de evolución concertada en el gene del rRNA 28S. De esto se infiere la existencia de un proceso meiótico, que concuerda con el automixy conocido de varias otras especies partenogenéticas oribátidos.
Filogenia Molecular De Los ácaros Oribátidos (Oribatida, Acari): Evidencia De Múltiples Radiaciones De Linajes Partenogenéticas
Experimental & Applied Acarology. 2004 | Pubmed ID: 15347023
Secuencias de nucleótidos del segmento expansión D3 y sus regiones que flanqueaban del gen 28S rDNA fueron utilizados para evaluar las relaciones filogenéticas entre los ácaros oribátidos representante de sexual y asexual (Oribatida, Acariformes). El objetivo de este estudio era investigar la hipótesis de que los ácaros oribátidos consisten en grupos de ricos en especies de especies asexuales que pueden haber irradiado estando partenogenética. Además, la posición sistemática de los ácaros astigmate (Astigmata, Acariformes) que han formulado la hipótesis de que representan un linaje paedomorphic dentro de los ácaros oribátidos, se investiga. Este es el primer árbol filogenético para s.l. de ácaros oribátidos (incl. Astigmata) basado en secuencias de nucleótidos. Variación genética intraespecífica en la región de D3 fue muy baja, confirmando la hipótesis de que esta región es un marcador de buena especie. Resultados de vecino unirse (NJ) y algoritmos de máxima parsimonia (MP) indican que varios ricos en especies partenogenéticos grupos como Camisiidae, Nanhermanniidae y Malaconothridae son monofilético, consistente con la hipótesis de que algunos grupos de ácaros oribátidos diversificación a pesar de ser partenogenético. El MP y el método de máxima verosimilitud (ML) indican que la región de D3 es una buena herramienta para dilucidar la relación de especies de ácaros oribátidos en pequeña escala (géneros, familias), pero no es fiable para taxonomía a gran escala, porque el algoritmo NJ ramas se derrumbaron en el árbol de MP y ML. En todos los árboles calculados por algoritmos el Astigmata agrupado dentro de los ácaros oribátidos, como propuso anteriormente.
Aplicaciones De Imágenes De Sincrotrón De Rayos X De Contraste De Fases Microtomografía En Morfología Biológica Y Ciencias De Biomateriales. I. Aspectos Generales De La Técnica Y Sus Ventajas En El Análisis De La Estructura De Los Artrópodos Milímetro De Tamaño
Journal of Microscopy. Jul, 2007 | Pubmed ID: 17635659
Sincrotrón generados rayos X proporcionará a los científicos con una multitud de técnicas de investigación muy adecuado para el análisis de la composición y la estructura de todo tipo de materiales y muestras. A continuación, describimos las propiedades de sincrotrón de rayos X generados y las ventajas que ofrecen para la investigación cualitativa morfológica de tamaño milimétrico los organismos biológicos y los biomateriales. Casos de estudio de la anatomía de la cabeza de insecto, de microartrópodos enteras y de la reconstrucción tridimensional de los tendones cuticulares de escarabajos que saltan, todos realizados en la línea de luz ID19 de la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón (ESRF), se presentan para ilustrar las técnicas de La tomografía con contraste de fase para las investigaciones anatómicas y estructurales. Varias técnicas de preparación de muestras se describen y comparan y parámetros experimentales que hemos encontrado para ser particularmente exitosas se dan. Al comparar las fortalezas y debilidades de la técnica con la tradicional seccionamiento delgada histológico, se concluye que microtomografía radiación sincrotrón tiene un gran potencial en microanatomía biológica.
Pequeño Pero Poderoso: Los ácaros Oribátidos Longisetosus Archegozetes Aoki (Acari, Oribatida) Produce Fuerzas Desproporcionadamente Altas
The Journal of Experimental Biology. Sep, 2007 | Pubmed ID: 17704078
Investigamos la explotación y la fuerza de tracción generada por las garras de los microartrópodos Archegozetes de longisetosus (Chelicerata, Acari, Oribatida) sobre tres sustratos con diferentes rugosidades (R (a) = 0.05 microm, 1 microm, microm 30). Sosteniendo las fuerzas fueron medido perpendicular al sustrato mediante un galgas extensiométricas fuerza transductor; fuerzas de tracción se midieron paralelo al substrato usando una balanza analítica. Encontramos una correlación positiva significativa de rugosidad de la superficie y las fuerzas generadas. Ácaros producen fuerzas de tenencia sobre superficies rugosas horizontales (R (a) = 30 microm) de hasta 1180 veces su peso; sobre superficies rugosas verticales (R (a) = 30 microm) tiran con 530 veces su peso, efectivamente, con sólo dos pares de patas. Las fuerzas relativas son cinco veces mayores de lo esperado teóricamente para organismos de este tamaño (< 1 mm, 100 microg) y superior a cualquier fuerza relativa de insectos garras. Músculos implicados en garra acción producida tensiones hasta 1170 kN m(-2), un valor que sólo es destacado por los músculos más garra de crustáceos decápodos. El nuestro es el primer estudio de rendimiento por apoteles chelicerate y garras y también el primero en medir las fuerzas generadas por cualquier microartrópodos.
Papel De La Musculatura Durante La Defecación En Un Arácnido Partícula-alimentación, Longisetosus De Archegozetes (Acari, Oribatida)
Journal of Morphology. Jan, 2009 | Pubmed ID: 18726923
Chelicerata han conservado la mayoría se caracterizan por digestión externa y la ingesta de alimentos líquidos. Las excepciones incluyen los taxones marinos, mayoría Opiliones y los grupos de ácaros Opilioacarida (Parasitiformes) y Sarcoptiformes (Acariformes), que ingieren alimentos de partículas. Esto conduce a diferentes adaptaciones fisiológicas y morfológicas para procesamiento de alimentos, incluyendo la producción y extrusión de pellets fecales sólidos, que son bastante grandes en los ácaros sarcoptiform. Pocos estudios han investigado la defecación de tan grandes pellets fecales, y la información disponible es contradictoria. Utilizamos una combinación de técnicas microscópicas no invasivas y examinación in vivo para investigar la compleja morfología funcional de la región anal de los ácaros oribátidos Longisetosus Archegozetes Aoki. La apertura del ano por lo menos se inicia por acción muscular indirecta mediante un aumento de la presión de la hemolinfa, a través de la acción de músculos dorsoventral (dvm). Extrusión de los pellets fecales se logra por el cuello de la prerectal muscular, con completo apertura del ano y rotación e inclinación de las placas probablemente resultante de la presión de la pelotilla. La naturaleza secuencial de estas acciones fue demostrada por muchas observaciones en el cual el ano abierto sólo parcialmente; Estos fueron concomitantes con el dmv contracción pero pelotillas no eran ser sacadas. Todos los músculos conectados directamente a las regiones anales y adanal ayudar a mantener el ano cerrado; son antagonistas a fuerzas hidrostáticas que son necesarios para la actividad normal. Basado en la literatura, no obvias similitudes fueron observadas con la musculatura de la defecación en otros quelicerados partícula-alimentación, pero la mayoría de los músculos pueden ser homologados con las de más especializados ácaros oribátidos. Se ha modificado la función de la musculatura anal externa en Euphthiracaridae y Brachypylina para ayudar a proporcionar la presión general hemolinfa.
El Mecanismo Defensivo De Ptychoid En Euphthiracaroidea (Acari: Oribatida): Una Comparación De Elementos Musculares Con Consideraciones Funcionales
Arthropod Structure & Development. Nov, 2009 | Pubmed ID: 19595788
Ptychoidy es una defensa mecánica predator en algunos grupos de Oribatida (Acari), donde los animales pueden retraer las piernas hacia el idiosoma y encapsular. Este mecanismo se activa por una serie de adaptaciones morfológicas. Utilizamos la técnica no invasiva de microtomografía de rayos x de sincrotrón para comparar elementos musculares implicados en ptychoidy de dos especies de la Euphthiracaroidea (Oribotritia banksi y ardua Rhysotritia) que se diferencian en una serie de elementos cuticulares en ptychoidy. Presumimos que una fuerte correlación funcional existe entre estas estructuras cuticulares y su musculatura correspondiente. Encontramos una serie de diferencias distintas sobre morfología muscular cuantitativa y cualitativa. Para probar el impacto funcional de configuraciones diferentes de músculo simula dos condiciones in silico (encapsulado / abierto) y analizaron los vectores espaciales fuerza relativa de los músculos prodorsum ajustador lateral (pla), que son responsables de la contracción y regulación de la prodorsum durante la encapsulación. Demostramos que la funcional morfología de estos músculos fuertemente difiere entre las dos especies y que esto se puede explicar por la estructura de los correspondientes elementos cuticulares. Además, la dinámica del pla, según lo medido por el grado de contracción durante la encapsulación, es más de dos veces mayor en r. ardua que en o. banksi.
Primeras Divisiones, Preblastula Y Blastula En El ácaro Partenogenética Longisetosus Archegozetes (Acari, Oribatida) Indican Holoblastic En Lugar De Hendidura Superficial
Arthropod Structure & Development. Jul, 2010 | Pubmed ID: 20153841
El modo de hendidura en los ácaros se generaliza como superficial o intralecithal, con una fase anterior de escote (holoblastic) total, pero el conocimiento es fragmentario y conclusiones han sido inconsistentes, incluso cuando relativos a la misma especie. Puesto que no hay datos sobre embriología temprana están disponibles para el grupo de familias Oribatida, estudiamos Archegozetes de longisetosus mediante microscopía electrónica de transmisión. Nos enfocamos en primeras divisiones y la formación de la blástula, ya que estos son los puntos importantes y polémicos en embriología temprana de los ácaros. Esperábamos, como postulado para otros huevos de embargo, las divisiones principios holoblastic y seguido por una etapa preblastoderm superficial. Las primeras divisiones de a. Archegozetes son holoblastic y blastómeros dan lugar a micromeres libre de yema de huevo y macromeres que contienen toda la yema. En contraste con las expectativas, los micromeres no forman una capa superficial de la preblastoderm. Ellos están dispersos a lo largo de la superficie embrionario y forma un externo, capa monocelular que cubre toda la superficie del embrión. Puesto que cada uno de los estudios existentes de TEM de ácaros muestra este mismo patrón, y puesto que esta forma especializada de escote total parece ser único en Chelicerata, puede ser el modo general de escote en Acari. Sin embargo, la cuestión requerirá mucho más investigación, sobre todo porque la mayoría de los datos se refieren a la Actinotrichida y muy que pocos están actualmente disponibles para especies en el otro grupo importante, el Anactinotrichida.
Taxonomía Integrativa: Combinar Datos Morfológicos, Moleculares Y Químicos Para La Delineación De La Especie En La Partenogenética Tectorum Trhypochthonius Complejo (Acari, Oribatida, Trhypochthoniidae)
Frontiers in Zoology. 2011 | Pubmed ID: 21303503
Existe una larga polémica sobre especies partenogenéticas cómo puede definirse en ausencia de un concepto de especie generalmente aceptadas para este modo de reproducción. Se propuso un enfoque integrador, combinando datos moleculares y morfológicos para identificar distintas entidades monofiléticos. Usando esta aproximación, especiación de linajes partenogenéticas fue demostrada recientemente para grupos de rotíferos bdelloideos y ácaros oribátidos. Trhypochthonius tectorum, un ácaro oribátidos de la familia de desmonomatan totalmente partenogenética Trhypochthoniidae, tradicionalmente se trata como una sola especie en Europa Central. Sin embargo, dos nuevos linajes morfológicas se propusieron recientemente algunas poblaciones austríacos de T. tectorum y fueron descritos como novela subespecie (T. silvestris europaeus) o forma (T. japonicus forma occidentalis). Utilizamos los datos morfológicos y morfométricas que condujo a esta separación y agregaron secuencias de ADN mitocondriales y nucleares y la composición química de las secreciones del complejo glándula exocrina de aceite para probar esta hipótesis taxonómica. Este es el primer intento de combinar estos tres tipos de datos para las investigaciones taxonómicas integradoras de ácaros oribátidos.
Los ácaros Oribátidos Y Alcaloides De La Piel De Las Ranas Venenos
Biology Letters. Aug, 2011 | Pubmed ID: 21345855
Estructura Fina De La Gnathosoma De Longisetosus Longisetus Aoki (acari: Oribatida, Trhypochthoniidae)
Journal of Morphology. Sep, 2011 | Pubmed ID: 21630320
Oribatida son uno de los principales grupos de ácaros que comprende sobre todo importantes descomponedores en suelos. Mayoría de las especies es alimentadores de partícula, un modo excepcional de nutrición en los arácnidos. Por lo tanto, sus órganos de la alimentación, el gnathosoma, son de especial interés funcional. Estudiamos casi todos los componentes mediante Microscopías de barrido y de transmisión electrónica, así como reconstrucciones partiendo de microtomografía de rayos x de sincrotrón de los oribátidos modelo Longisetosus de Archegozetes. Además de estructuras cuticulares, describimos el conjunto completo de músculos y confirmar la presencia de un remanente del trocánter en la base de la chelicera. Pelos en la prodorsum y los infracapitular anterior y posterior de pelos son mecanorreceptores inervadas por dos dendritas terminando con órganos tubulares. Las dendritas de adoral pelos, pelos anteriores de los quelíceros y los pelos supracoxal Mostrar cuerpos tubulares obvios ni pared o terminal de poros. Así, su función sigue siendo obscura. Por primera vez, se ha encontrado una proprioreceptor muscular en los arácnidos. Es probable que supervisa las acciones de músculos moviendo el dígito movible de la chelicera. Glandular estructuras dentro y asociados con el gnathosoma se describen. Glándulas dérmicas representadas por áreas porose secretoras se encuentran dentro de la infracapitulum. Glándulas asociadas más complejas comprenden las glándulas podocephalic y el infracapitular, los conductos de los cuales se trazaron completamente por primera vez. Los componentes descritos en su mayoría son fundamentales para la gnathosoma de Actinotrichida (Acariformes), uno de los dos linajes de Acari, al cual Oribatida pertenecen. El gnathosoma es considerada la más relevante Sinapomorfia putativo de Acari. Puesto que el monophyly de Acari se ha vuelto cada vez más cuestionable durante las últimas décadas, una nueva investigación exhaustiva de esta parte del cuerpo es necesario para una comprensión integral de embargo y arácnidos incluso filogenia y evolución. Este artículo proporciona un punto de partida de tal una re-evaluación de la gnathosoma.
Pero Sabroso Protegido--primera Evidencia De Defensa Química En Los ácaros Oribátidos
Journal of Chemical Ecology. Sep, 2011 | Pubmed ID: 21898169
Los ácaros oribátidos (Acari, Oribatida) representan uno de los más abundantes y grupos de familias de microartrópodos en las redes tróficas descomponedores de suelos, pero poco se sabe de su regulación de arriba hacia abajo por los depredadores. Oribatids son relativamente duraderos y tienen numerosas adaptaciones morfológicas de defensivas y así se han propuesto vivir en "espacio libre de enemigo". Más también poseen un par de grandes glándulas exocrinas del aceite que producen sobre mezclas de hidrocarburos, terpenos, compuestos aromáticos y alcaloides con presumiblemente allomonal funciones, aunque su valor adaptativo nunca ha sido probado empíricamente. Hemos desarrollado un protocolo que los vertidos de las glándulas de aceite de la especie de modelo oribátidos, Longisetosus de Archegozetes. y ofrecieron "desarmados" individuos como presa a polífago Stenus escarabajos (Staphylinidae), con ácaros no tratados como controles. Stenus juno alimentados con ácaros desarmados con secuencias conductuales y tasas de éxito similares a los observados cuando cazan colémbolos, presas comunes. En cambio, ácaros del grupo control con glándulas completo casi en su totalidad fueron rechazados; contacto con la región de la glándula produce una fuerte reacción y comportamiento en el escarabajo de limpieza. Se trata de la primera evidencia de un valor adaptativo de las secreciones de glándula sebácea de ácaros oribátidos para defensa química. El protocolo de las glándulas sebáceas de la descarga debe facilitar futuros estudios sobre control de arriba hacia abajo de los ácaros oribátidos que pretenden diferenciar aspectos morfológicos y químicos de estrategias defensivas.
Ampliando El "espacio Libre De Enemigo" Para Los ácaros Oribátidos: Evidencia Para La Defensa Química De Archegozetes De Longisetosus Juvenil Contra El Escarabajo Rove Stenus Juno
Experimental & Applied Acarology. Feb, 2012 | Pubmed ID: 22048786
Los ácaros oribátidos adulto se cree vivir funcionalmente en 'espacio libre enemigo' debido a numerosas estrategias defensivas morfológicas y químicas. Ácaros de oribátidos más juveniles, sin embargo, carecen de cutículas endurecidas y así se cree que bajo fuerte presión de depredación. Por otra parte, la mayoría de oribatids tienen glándulas exocrinas de aceite en todas las etapas del desarrollo, posiblemente haciendo defensa química la estrategia de supervivencia crucial en Oribatida juvenil. Nos manipuló tritonymphs del ácaro oribátidos modelo Longisetosus de Archegozetes para descargar completamente sus glándulas de aceite y ofrecen a estos especímenes químicamente desarmados al escarabajo rove polífago Stenus juno. Especímenes desarmados fueron consumidos fácilmente. Por el contrario, las muestras con el rellenas de las glándulas sebáceas estaban protegidas significativamente, siendo rechazado por los escarabajos. Se trata de la primera evidencia directa que las secreciones de la glándula sebácea proporcionan oribatids juvenil cuerpo blando con protección química contra grandes artrópodos depredadores.
Activación De Defensa Química En Un ácaro Oribátidos Usando Estímulos Artificiales
Experimental & Applied Acarology. Jan, 2012 | Pubmed ID: 22286143
La mayoría de los ácaros oribátidos son bien conocidos por sus secreciones de la glándula exocrina de aceite, de los cuales se han descrito más de cien diferentes componentes químicos (hidrocarburos, terpenos, compuestos aromáticos y alcaloides). Las funciones biológicas de estas secreciones han permanecido enigmático para la mayoría de las especies, pero la alarma-feromonales y allomonal funciones han sido presumidas y en algunos casos. Aquí, hemos probado diferentes estímulos experimentales para inducir la liberación de secreciones defensivas en los ácaros oribátidos de modelo Longisetosus de Archegozetes Aoki. Considerando que varios estímulos mecánicos no produjo una expulsión reproducible y completa de las secreciones de la glándula sebácea, tratamientos repetidos con hexano condujeron a la descarga completa. Parámetros de la historia de la vida como la supervivencia, desarrollo y reproducción no fueron influenciados por el tratamiento de hexano. Hexano repetidos tratamientos también dio lugar a un agotamiento completo de las glándulas sebáceas en Euphthiracarus cribrarius Berlese.
