Гигантский аксон кальмара - Squid giant axon

Гигантский аксон кальмара

В гигантский аксон кальмара очень большой (до 1,5 мм в диаметре; обычно около 0,5 мм) аксон что контролирует часть воды реактивный двигатель система в Кальмар. Впервые он был описан Л. В. Уильямсом.^[1] в 1909 г.,^[2] но это открытие было забыто до тех пор, пока английский зоолог и нейрофизиолог Дж. З. Янг продемонстрировал функцию аксона в 1930-х годах, работая в Stazione Zoologica в Неаполь, Морская биологическая ассоциация в Плимут и Морская биологическая лаборатория в Woods Hole.^[3][4] Кальмары используют эту систему в первую очередь для коротких, но очень быстрых движений по воде.

Между щупальцами кальмара находится сифон через которую вода может быстро вытесняться за счет быстрых сокращений мускулов стенки тела животного. Это сокращение инициируется потенциалы действия в гигантском аксоне. Потенциалы действия перемещаются быстрее в большем аксоне, чем в меньшем,^[5] и кальмар развили гигантский аксон, чтобы улучшить скорость своего ответ на побег. Увеличенный радиус аксона кальмара уменьшает внутреннее сопротивление аксона, так как сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения объекта. Это увеличивает пространственная постоянная (${\displaystyle \lambda ={\sqrt {\frac {r\times \rho _{m}}{2\times \rho _{i}}}}}$), что приводит к более быстрой локальной деполяризации и более быстрой проводимости потенциала действия (${\displaystyle E=E_{o}e^{-x/\lambda }}$).^[6]

В их Нобелевская премия - работа по раскрытию ионного механизма потенциалов действия, Алан Ходжкин и Эндрю Хаксли провели эксперименты на гигантском аксоне кальмара, используя Прибрежный кальмар как модельный организм. Приз был разделен с Джон Экклс. Большой диаметр аксона предоставил Ходжкину и Хаксли большое экспериментальное преимущество, поскольку он позволил им вставить электроды зажима напряжения внутри просвета аксона.

Хотя аксон кальмара очень большой в диаметре, он немиелинизированный что существенно снижает скорость проводимости. Скорость проводимости типичного аксона кальмара размером 0,5 мм составляет около 25 м / с. Во время типичного потенциала действия в каракатица Сепия гигантский аксон, приток 3,7 пмоль / см² (пикомоль на сантиметр²) натрия компенсируется последующим оттоком 4,3 пмоль / см² калия.^[7]

Смотрите также

• Боковой гигантский нейрон
• Гигантский синапс кальмара

Рекомендации

1. Кингсли, Дж. С. (1913). "Некролог. Леонард Вустер Уильямс". Анатомический рекорд. 7: 33–38. Дои:10.1002 / ar.1090070202.
2. Уильямс, Леонард Вустер (1909). Анатомия обыкновенного кальмара: Loligo pealii, Lesueur. Лейден, Голландия: Библиотека и типография покойного Э.Дж. Брилл. п. 74. OCLC  697639284 - через Интернет-архив.
3. Янг, J.Z. (Апрель 1938 г.). "Функционирование гигантских нервных волокон кальмаров". Журнал экспериментальной биологии. 15 (2): 170–185 - через ООО «Компания биологов».
4. Янг, J.Z. (Июнь 1985 г.). «Головоногие моллюски и неврология». Биологический бюллетень. 168 (3С): 153–158. Дои:10.2307/1541328. JSTOR  1541328.
5. Первес, Дейл; Августин, Джордж Дж .; Фитцпатрик, Дэвид; Кац, Лоуренс С .; Ламантия, Энтони-Самуэль; Макнамара, Джеймс О .; Уильямс, С. Марк (2001). Неврология. 2-е издание. Сандерленд, Массачусетс.
6. Холмс, Уильям (2014). «Кабельное уравнение». В Jaeger, Дитер; Юнг, Рану (ред.). Энциклопедия вычислительной нейробиологии. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. Дои:10.1007/978-1-4614-7320-6. ISBN  978-1-4614-7320-6. Получено 30 августа, 2020.
7. Плонси, Роберт; Барр, Роджер С. (2007). Биоэлектричество: количественный подход (3-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер. п. 109. ISBN  978-0-387-48864-6.