Cells containing aragonite crystals mediate responses to gravity in Trichoplax adhaerens (Placozoa), an animal lacking neurons and synapses

Abstract

Trichoplax adhaerens has only six cell types. The function as well as the structure of crystal cells, the least numerous cell type, presented an enigma. Crystal cells are arrayed around the perimeter of the animal and each contains a birefringent crystal. Crystal cells resemble lithocytes in other animals so we looked for evidence they are gravity sensors. Confocal microscopy showed that their cup-shaped nuclei are oriented toward the edge of the animal, and that the crystal shifts downward under the influence of gravity. Some animals spontaneously lack crystal cells and these animals behaved differently upon being tilted vertically than animals with a typical number of crystal cells. EM revealed crystal cell contacts with fiber cells and epithelial cells but these contacts lacked features of synapses. EM spectroscopic analyses showed that crystals consist of the aragonite form of calcium carbonate. We thus provide behavioral evidence that Trichoplax are able to sense gravity, and that crystal cells are likely to be their gravity receptors. Moreover, because placozoans are thought to have evolved during Ediacaran or Cryogenian eras associated with aragonite seas, and their crystals are made of aragonite, they may have acquired gravity sensors during this early era.

Разнообразие клеточных типов у гаплотипа H4 Placozoa sp.

“…Новым идентифицированным типом были кристаллические клетки, найденные у штамма Грелля -H1 [24]. Их основными маркерами являются включение кристалла арагонита, плотно охваченное двумя митохондриями, расплюснутое ядро и минимальное содержание клеточных включений [16]. Майорова и соавторы предполагают, что кристаллические клетки играют роль рецепторов гравитации и участвуют в ориентации тела животного в пространстве [16].…”

“…Их основными маркерами являются включение кристалла арагонита, плотно охваченное двумя митохондриями, расплюснутое ядро и минимальное содержание клеточных включений [16]. Майорова и соавторы предполагают, что кристаллические клетки играют роль рецепторов гравитации и участвуют в ориентации тела животного в пространстве [16]. Нами замечено, что данный тип клеток может находиться не только в краевой зоне (20 мкм), как отмечалось ранее [24], но и по всей площади дорзальной стороны животного (рис.…”

Insights into the evolution of digestive systems from studies of Trichoplax adhaerens

“…In between the dorsal and ventral epithelium is a layer of cells with long branching processes, known as fiber cells. Crystal cells, which are reported to be gravitysensing cells (Mayorova et al 2018a) also are located in the interior layer, but only near the edge of the animal.…”

Dual-Reference Design for Holographic Phase Retrieval

“…For numerical evaluation of the proposed dual-reference scheme, we use images of 9 different specimens from diverse sources: influenza virus [9], stroma cells [9], mCherry proteins [10], 2-cell embryo [11], oocytes [11], S. pistillata [12], in-cellular aragonite crystal [13], salmonella WT [14], and sifA salmonella strain [14].…”