Tardígrados všeobecné charakteristiky, typy, biotop, výživa a reprodukcia



tardígrados sú to mikroskopické zvieratá s dĺžkou medzi 0,05 a 0,5 mm, hoci boli opísané "obrovské" 1,7 mm. Sú to bezstavovce, segmentované protostómy s výskytom drobných medveďov štyroch párov hrubých nôh s pazúrmi a pohybom zo strany na stranu s ťažkosťami.

Prvýkrát ich opísal Johann A. Ephrain Goeze v roku 1773 a pokrstil ako vodné medvede Lázzaro Spallanzani v roku 1777. Napriek tomu, že boli málo študované, v súčasnosti existuje viac ako 800 opísaných druhov, obyvateľov polo-vodných médií, takmer vo všetkých typoch prostredia.

Hoci ich fylogenetické vzťahy sú stále predmetom diskusie, pretože predstavujú kombinované charakteristiky annelidov a článkonožcov, môžu byť považované za patriace do kmeňa Tardigrada.

Podobne ako článkonožce, tardigrady majú tenkú vonkajšiu ochrannú kutikulu, ktorá sa periodicky zbavuje (proces sprostredkovaný pro-hormónovým steroidným ekdysónom), čo im umožňuje prežiť sušenie. Na rozdiel od článkonožcov, ktoré predstavujú artikuláciu, majú však nekĺbové prívesky s pinzetou..

index

  • 1 Všeobecné charakteristiky
    • 1.1 Tvar tela
    • 1.2 Muskulatúra
    • 1.3 Výmena plynu
    • 1.4 Tráviaci systém
    • 1.5 Nervový systém
  • 2 Adaptívne stratégie
    • 2.1 Anabióza a tvorba cysty
    • 2.2 Kryptobióza a valcové štádium
    • 2.3 Anhidrobióza
    • 2.4 Odolnosť voči extrémnym podmienkam
    • 2.5 Ekologická úloha encystmentu a sudového štadióna
  • 3 Stanoviská
    • 3.1 Dostupnosť vody
    • 3.2 Široké geografické rozloženie
    • 3.3 Príklady druhov tardigrade
    • 3.4 Nízka hustota obyvateľstva
  • 4 Typy tardigradov
    • 4.1 Tardigrada Phylum
  • 5 Výživa
    • 5.1 Diéta
    • 5.2 Proces kŕmenia
  • 6 Reprodukcia
    • 6.1 Sexuálne
    • 6.2 Asexuál partenogenézou
    • 6.3 Vajcia
  • 7 Referencie

Všeobecné charakteristiky

Tvar tela

Tardigrady majú telo s obojstrannou symetriou, všeobecne so zaobleným a splošteným chrbtom, so štyrmi pármi ventrálnych nôh, ktoré kulminujú pazúrmi, ktorých charakteristické tvary sú dôležité pre ich klasifikáciu..

Segmentácia tela nerozlišuje externe, ale za hlavou nasledujú tri segmenty trupu, každý s párom nôh, okrem posledného caudálneho segmentu, pričom štvrtý pár nôh vyčnieva dozadu.

Telo je zakryté tenkou vrstvou kutikuly, ktorá prelieva a mnoho druhov má chrbtové a bočné platne.

Non-morské dospelých tardigrades môžu byť farebné, vystavovať odtiene ružovej, zelenej, fialovej, žltej, červenej, šedej a čiernej..

muscularity

Tardigrady majú hladké a priečne pruhované svalstvo, väčšina svalov sa skladá z jednej bunky alebo niekoľkých veľkých buniek. Tieto tvoria antagonistické súbory svalov, ktoré kontrolujú ich pohyb po kroku.

Výmena plynu

Výmena plynov, ako je kyslík, závisí od difúzie cez vaše telo.

Tráviaci systém

Tráviaci systém tardigradov sa skladá z bukálnej trubice, brušného svalnatého hltanu a dvojice vápenatých ihličiek používaných na prerazenie rastlín alebo telies iných malých zvierat a potom ich obsah nasaje..

Mäsožravé a všežravé tardigrády majú predné koncové ústa, zatiaľ čo bylinožravce a detritivores majú ventrálne ústa.

Hltan komunikuje s pažerákom, ktorý sa následne otvára do stredného hrubého čreva a krátkeho hrubého čreva (kloaky alebo konečníka), čo nakoniec vedie k terminálnemu anusu..

Nervový systém

Nervový systém tardigradov je metamérny, podobný annelidám a článkonožcom.

Predstavujú veľký lobulovaný ganglius dorzálneho mozgu, spojený s podkožným ganglionom. Toto sa zasa rozširuje do dvojice zadných ventrálnych nervových šnúr, ktoré spájajú reťazec štyroch párov ganglií, ktoré behajú na nohách.

Často tardigrades majú pár zmyslových očných škvŕn, každý s piatimi bunkami, z ktorých jedna je citlivá na svetlo..

Adaptívne stratégie

Anabióza a tvorba cyst

Tardigrady majú schopnosť vstúpiť do stavu latencie, čo znamená veľmi zníženú metabolickú aktivitu počas nepriaznivých environmentálnych podmienok pre ich prežitie..

V obdobiach sucha, keď sušia vegetáciu obývanú suchozemskými tardigradmi, stáčajú sa na nohy, strácajú vodu z ich tiel a vylučujú obálku s dvojitými stenami, ktorá pokrýva ich celé vrásčité telo..

Tieto cysty udržiavajú veľmi nízky (ale stále detegovateľný) bazálny metabolizmus, stav nazývaný anabióza.

Bolo publikované, že tardigrady tiež tvoria cysty v abnormálne vysokých podmienkach CO2, sírovodík a kyanid draselný.

Kryptobióza a valcový štadión

Kryptobióza je extrémnym stavom anabiózy, pri ktorom sú úplne bez príznakov metabolickej aktivity. Vzhľadom k tejto schopnosti vstúpiť do tohto stavu, mnoho druhov tardigrades prežiť extrémne podmienky životného prostredia.

Za extrémnych environmentálnych podmienok si tardigrádi sťahujú nohy a vytvárajú osobitný typ cysty na jednej stene v tvare „vínnej pivnice“ (v angličtine nazývanej „tun“).

V tomto stave sudov je metabolizmus organizmu nedetegovateľný, pričom sa berie do úvahy samotný kryptobiotik. Chráni sa tak pred extrémne nepriaznivými podmienkami, pokrývajúcimi ich telá a znižujú povrch interakcie s prostredím.

anhydrobiosis

Anhydrobióza je stratégia tolerancie k vysušeniu, ktorá umožňuje mnohým druhom tardigradov (a iných bezstavovcov, húseníc a háďatiek) odolávať stavu dehydratácie vonkajšími podmienkami zamrznutia vody alebo sucha..

Okrem stavu sucha stráca vodu (ktorá v aktívnom stave predstavuje 85% svojej hmotnosti), až kým nedosiahne menej ako 2% svojej telesnej hmotnosti a jeho metabolická aktivita klesá na takmer nepoznateľné hladiny, pričom je schopný vstúpiť do štádia hlavne.

Odolnosť voči extrémnym podmienkam

Medzi extrémne fyzické podmienky, na ktoré prežijú mnohé druhy tardigradov v neskorom štádiu suda, sú:

  • Veľmi vysoké teploty (149 ° C) a veľmi nízke (-272 ° C).
  • Vysoký atmosférický tlak (do 6000 atm).
  • Intenzívne úrovne ionizujúceho žiarenia.
  • Expozícia vo vákuu.
  • Dlhé obdobia úplnej neprítomnosti kyslíka.

Okrem toho sa niektoré druhy po ponorení sudov do toxických látok, ako je soľanka, éter, absolútny alkohol a dokonca aj kvapalné hélium, zotavili..

Po obnovení priaznivých podmienok pre svoj aktívny stav (najmä dostupnosť vody), zvieratá napučiavajú a reaktivujú svoj metabolizmus v priebehu niekoľkých hodín.

Ekologická úloha encystmentu a valcového štadióna

Cysty a valcové štádiá predstavujú stratégie prežitia v priestore a čase.

V časovom horizonte môžu stráviť roky v týchto etapách encysted, až kým sa environmentálne podmienky (najmä vlhkosť) nevrátia za priaznivé..

V priestore vesmíru, encystment tiež predstavuje prostriedok pre jeho geografické rozptýlenie, a to buď rozptýleným pôsobením vetra, alebo tým, že sa nachádza v suchom bahne, ktoré sa drží na vodných vtákoch v lokomócii..

Vzhľadom na striedanie medzi aktívnym a mrazeným obdobím sa životnosť tardigradov môže meniť od menej ako jedného roka do viac ako 100 rokov..

stanovište

Tardigrady sú zvieratá voľného alebo symbiotického života (vrátane parazitických), so širokým geografickým rozložením, obyvateľmi extrémneho alebo vysoko variabilného prostredia, ako sú napríklad dočasné sladkovodné rybníky..

Dostupnosť vody

Limitujúcim faktorom pre tieto mikroorganizmy je dostupnosť vody, aj keď v jej neprítomnosti (za podmienok mrazu alebo sucha), tardigrady dehydratujú za vzniku cyst alebo sudových štádií, ako je uvedené vyššie..

Druhy suchozemských druhov zdieľajú svoje mikroorganizmy s inými organizmami, ako sú huby, háďatká, baktérie, prvoky, roztoče a larvy malých hmyzov..

Široké geografické rozloženie

Informácie o geografickom rozložení tardigradov sú obmedzené nedostatkom rozšírenej štúdie a nedostatkom zbierok exemplárov z rôznych kritických oblastí planéty..

Jeho široké geografické rozloženie je však podporované jeho rozptýlením cez cysty, valcové štádiá a vajcia.

Všetky tieto konštrukcie sú veľmi ľahké a odolné, aby sa mohli prepravovať na dlhé vzdialenosti (buď vetrom alebo pieskom, v bahne pripevnenom na hmyz, vtáky a iné zvieratá)..

Tardigrady boli nájdené z Arktídy do Antarktídy, z pieskov pláží do priepastných hĺbok (hĺbka 3000 m), v prírodných a umelých vodách (bazény, rieky, jazerá, moria a horúce pramene). polopovodné biotopy, ako napríklad tenká vrstva vody, ktorá pokrýva pôdu, podstielku, machy, pečeňové struky, lišajníky, riasy a určité rastliny ciev.

Niektoré druhy sú intersticiálne (žijú medzi zrnkami piesku), iné sú epifytmi (žijú na povrchu rias a rastlín) a iné sú epizoické alebo komenzálne (žijú na iných morských bezstavovcoch alebo v nich, ako sú napríklad mušle)..

Príklady druhov tardigrade

Väčšina druhov tardigrade má širokú distribúciu na planéte Zem a mnohé z nich sú kozmopolitné Mastné tardigradum (mäsožravej stravy) \ t.

Ostatné druhy sú morské ako Halobiotus crispae, ktorý sa bežne nachádza na hnedých morských riasach Grónska. Boli študované aj pobrežné druhy, ako napr Echiniscoides sigismundi v Dánsku.

Mohli by však existovať zdanlivo endemické druhy, ako napr Isohypsibius cameruni, (zatiaľ) len v Kamerune (Afrika), hoci tento predpoklad by mohol byť spôsobený tým, že nebol vyhľadávaný v iných regiónoch.

Iné druhy epizootických druhov, ako napr. \ T Styraconyx qivitoq, žijú na vodných živočíchoch ektoproktov alebo bryozoanov.

Nízka hustota obyvateľstva

Tardigrady sú súčasťou trofického reťazca, ale vo všeobecnosti majú nízky počet obyvateľov. Príležitostne môžu dosiahnuť hustotu až 300 000 jedincov / m2 na zemi a viac ako 2 000 000 jednotlivcov / m2 v machu.

Typy tardigradov

Phylum Tardigrada

Tardigrádsky kmeň pozostáva z ôsmich rodín v troch rádoch, ktoré sú definované na základe detailov ich hlavy, povahy pazúry nôh a prítomnosti (alebo neprítomnosti) malpighských tubulov..

Tri rády tohto kmeňa sú: Heterotardigrada, Mesotardigrada, Eutardigrada.

výživa

diéta

Všeobecne sa živia bunkovými tekutinami rastlín a živočíchov, prepichnutím buniek ich párom ihlových úst.

Tardigrady, ktoré žijú v sladkej vode, sa nachádzajú medzi rozpadajúcou sa vegetáciou, kŕmením organickým odpadom, obsahom rastlinných buniek (najmä machom), mikroriasami, prvoky a inými drobnými bezstavovcami, napr..

Druhy tardigradov, ktoré žijú v pôde, živia sa rozkladajúcimi baktériami, riasami a rastlinnými látkami alebo sú dravcami malých bezstavovcov \ t.

Proces kŕmenia

Keď jesť, tardigrades cicať ich jedlo a produkovať sliny v pažeráku, ktorý je zmiešaný s požitím materiálu. Taktiež produkujú tráviace sekréty, ktoré sa vyprázdňujú do ústnej dutiny.

Potraviny prechádzajú z hltanu na pažerák, ktorý sa následne otvára do stredného hrubého čreva, kde dochádza k tráveniu a vstrebávaniu živín. Nakoniec krátke hrubé črevo (kloaka alebo konečník) vedie k terminálnemu anusu.

rozmnožovanie

Tardigrady sú dvojdomé, ktoré predstavujú u oboch pohlaví gonád na čreve a gonopóry v blízkosti konečníka alebo konečníka (v prípade niektorých samíc)..

Samice majú jednu alebo dve malé semenné nádoby, ktoré sa otvárajú smerom k konečníku, v blízkosti kloaky.

U niektorých rodov nie sú známe samce, ale väčšina študovaných tardigradov kopuluje a kladie vajíčka.

Rast tardigradov pochádza z kutikuly a dosahuje sexuálnu zrelosť po troch až šiestich fázach.

sexuálnej

U niektorých druhov samec ukladá spermie priamo do ženskej semennej nádoby alebo do telesnej dutiny pomocou kutikulárnej penetrácie. V druhom prípade dochádza k oplodneniu priamo vo vaječníku.

U iných tardigradov dochádza k určitej forme nepriameho oplodnenia: samec ukladá spermie pod kutikulu samičky pred jej vylievaním a oplodnenie nastáva, keď samica neskôr uloží vajíčka do vyhodenej kutikuly..

Samice umiestnia od 1 do 30 vajec naraz (v závislosti od druhu). Jeho vývoj je priamy, bez prezentácie larválnych štádií.

Asexuálna partenogenéza

Parthenogenéza (z gréčtiny, Parteno: panna a genéza: narodenie) je reprodukčná stratégia, pri ktorej sa neplodné vajcia vyvíjajú ako individuálni životaschopní dospelí.

Táto stratégia má krátkodobú výhodu v tom, že umožňuje rýchlu reprodukciu. Z dlhodobého hľadiska však predstavuje nevýhodu v súvislosti so sexuálnymi vzťahmi, keďže ich genetická rozmanitosť im umožňuje väčšiu flexibilitu a prispôsobenie sa zmenám v podmienkach prostredia..

Vo väčšine organizmov sa partenogenéza strieda s obdobiami sexuálnej reprodukcie.

vajíčka

Vajcia všeobecne majú okrem kužeľových výstupkov charakteristické povrchové póry.

Niektoré druhy sú identifikované iba vzorom ich vajec. Napríklad druhy rodu Macrobiotus a Minibiotus.

Tiež veľkosť a tvar pórov dorzálnych dosiek vajec umožňuje oddeliť druhy, ako v prípade rodu Echiniscus.

referencie

  1. Edward, R. E. a Robert D. Barnes, R. D. (1996). Zoológia bezstavovcov. McGraw - Inter-American Hill. Mexiko. 1114.
  2. Guidetti, R. a Jönsson, K.I. (2002). Dlhodobé prežitie anhydrobiotík v semi-suchozemských mikrometazóanoch. Journal of Zoology 257 (2): 181-187. doi: 10.1017 / S095283690200078X
  3. Miller, S.A. a Harley, J.P. (2004). Zoológie. Šieste vydanie. Vyššie vzdelávanie MacGraw-Hill. pp 538.
  4. Suzuki, A. C. (2003). História života Mastné tardigradum Doyere (tardigrade) v prostredí chovu. Zoology Sci 20: 49-57.
  5. Watanabe a Masahiko (2006). Anhydrobióza v bezstavovcoch Appl. Entomol. Zool., 41 (1): 15-31.
  6. Wright, J. (2001). Cryptobióza 300 rokov od van Leuwenhoek: Čo sme sa dozvedeli o Tardigrades? Zoologischer Anzeiger 240: 563-582.