Polypedilum vanderplanki

Polypedilum vanderplanki
tudományos osztályozás
Tartomány:eukariótákKirályság:ÁllatokAlkirályság:EumetazoiNincs rang:Kétoldalúan szimmetrikusNincs rang:protosztomákNincs rang:VedlésNincs rang:PanarthropodaTípusú:ízeltlábúakAltípus:Légcső légzésSzuperosztály:hatlábúOsztály:RovarokAlosztály:szárnyas rovarokInfraosztály:NewwingsKincs:Teljes metamorfózisú rovarokSzuperrend:AntliophoraOsztag:KétszárnyúakAlosztály:Hosszú bajuszú kétszárnyúInfrasquad:CulicomorphaSzupercsalád:ChironomoideaCsalád:HarangszúnyogokKilátás:Polypedilum vanderplanki
Nemzetközi tudományos név
Polypedilum vanderplanki Hinton , 1951

A Polypedilum vanderplanki   (lat.) a gyűrűző szúnyogfaj a Polypedilum nemzetségből , elterjedési területe Nigéria , Uganda [1] . A faj arról híres, hogy lárvái szélsőséges körülmények között is képesek túlélni, hosszú ideig szinte teljesen kiszáradt állapotban léteznek, és kedvező körülmények esetén gyorsan életre kelnek.

Leírás

Kisméretű csengőszúnyogok , szárnyhossza 1,3-2 mm. A test fő színe barnásfekete, a lábak sárgásbarnák. A fajt először 1951 -ben írta le H. Hinton brit entomológus (Hinton, HE; ​​​​University of Bristol , Bristol , Egyesült Királyság ). A P. vanderplanki Dr. FL Vanderplank biológusról kapta a nevét , aki 1949-ben és 1950-ben elsőként gyűjtötte össze és tanulmányozta a típussorozatokat és a lárvákat Nigériában [1] .

Túlélés extrém körülmények között

A lárvák képesek +60…+70 °C hőmérsékletű vizekben élni, és a szárazságot is átvészelni teljesen kiszáradt víztestekben [2] , hipometabolizmus  - kriptobiózis [3] állapotba kerülve . Ilyen körülmények között a lárva teste „kiszárad”, a teljes testtömeg víztartalmának legfeljebb 3%-át tartja meg. Kiszáradáskor a lárvák immunissá válnak számos szélsőséges környezeti körülmény ellen. Képes túlélni -170 °C és +106 °C közötti hőmérsékleten [4] , nagyon magas (akár 7000 Gray-ig [5] ) gamma-sugárzást és vákuum hatását [6] [7] .

A Polypedilum vanderplanki lárvái azon kevés többsejtű élőlények közé tartoznak , amelyek képesek ellenállni a majdnem teljes kiszáradásnak ( anhidrobiózisnak ), hogy túléljenek kedvezőtlen környezeti körülmények között. Amikor a lárvák kiszáradnak, a testükben lévő vizet trehalózmolekulák és más biomolekulák váltják fel, amelyek segítenek a lárvák szöveteinek „megőrzésében” szárításkor [8] [9] . Lassú szárításnál (0,22 ml/nap) az ezt követő rehidratálást a lárva végzi 38 μg trehalóz szintézisével és felhalmozásával . A háromszor gyorsabban kiszáradt lárvák mindössze 6,8 μg trehalózt halmoznak fel, ami megakadályozza, hogy a rehidratáció (a szervezet folyadékpótlása) után fenntartsák és újraindítsák létfontosságú tevékenységüket [10] [11] .

A tudományban

2014 februárjában az ISS -en az orosz-japán Space Midge kísérlet („Space Mosquito”) részeként a Polypedilum vanderplanki lárváinak példáján tanulmányozták a kriptobiózisból való kilépést űrviszonyok között . A kísérlet során a lárvák fejlődési folyamatait is vizsgálták mikrogravitációban és fokozott háttérsugárzásban [8] . 2014 szeptemberében megjelent egy cikk a Polypedilum vanderplanki genomjának vizsgálatának eredményeiről . Egy nemzetközi tudóscsoport Takahiro Kikawada vezetésével meghatározta és összeállította a Polypedilum vanderplanki teljes genomszekvenciáját , valamint egy közeli rokon faj , a Polypedilum nubifer genomját, amely nem képes kriptobiózisra. Összehasonlításuk lehetővé tette olyan gének azonosítását , amelyek a lárvák kiszáradásakor és a szárítás utáni felépülés során aktiválódnak. E gének közül sok, különösen a LEA fehérjék génjei nem jellemzőek más rovarokra, és feltehetően horizontális géntranszfer eredményeként jelentek meg a Polypedilum vanderplanki genomjában . [12]

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Hinton, H.E. 1951. Új chironomid Afrikából, melynek lárvája sérülés nélkül kiszáradhat. Proceedings of the Zoological Society of London , 121(2): 371-380. ISSN: 1469-7998
  2. ↑ Akimushkin I.I. Az állatok világa. Állatvilág: Rovarok. Pókok. Háziállatok. - M .: Gondolat, 1993. - T. 3. - ISBN 5-244-00444-1
  3. ↑ E. I. Shagimardanova — A kriptobiózis evolúciója a Polypedilum vanderplankiban: a vízszintes géntranszfer szerepe a baktériumokból. Kazan.
  4. ↑ M. Watanabe, T. Kikawada, T. Okuda, 2003 A belső ionkoncentráció növekedése a Polypedilum vanderplanki lárváiban kriptobiózissal összefüggő trehalóz szintézist vált ki. Journal of Experimental Biology, 206 13 (2003. július), 2281 2286, 0022-094
  5. ↑ Watanabe M1, Sakashita T., Fujita A., Kikawada T., Horikawa DD, Nakahara Y., Wada S., Funayama T., Hamada N., Kobayashi Y., Okuda T. - Biological effects of anhydrobiosis in an African chironomid, Polypedilum vanderplanki a sugárzástűrésről. . Letöltve: 2017. október 3. Az eredetiből archiválva : 2018. január 15.
  6. ↑ Okuda, T.; Watanabe, M.; Sychev, V.; Novikova, N.; Gusev, O.; Saigusa, M. Polypedilum vanderplanki : anhidrobiotikus rovar, mint potenciális eszköz az űrbiológiában  (angol)  // 36. COSPAR Scientific Assembly in Peking : Journal. - 2006. - július. - Iránykód .
  7. ↑ Hinton HE Egy légylárva, amely elviseli a kiszáradást és a -270°C és +102°C közötti hőmérsékletet  // Természet  :  folyóirat. - 1960. - 1. évf. 188. sz . 4747 . - P. 336-337 . - doi : 10.1038/188336a0 . — .
  8. ↑ 1 2 Tatyana Zimina. A szúnyogok támpontot találtak az űrben. Archiválva 2014. április 19-én a Wayback Machine - " Science and Life "-nál.
  9. ↑ T. Kikawada, A. Saito, Y. kanamori, Y. Nakahara, K. Iwata, D. Tanaka, M. Watanabe, T. Okuda, 2007 Trehalose transzporter 1, megkönnyített és nagy kapacitású trehalóz transzporter, lehetővé teszi az exogén trehalózt sejtekbe való felvétel. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, 104 28 (2007. július), 11585 11590, 0027-8424
  10. ↑ Takahiro Kikawada és társai. A sikeres anhidrobiózist indukáló tényezők az afrikai Chironomid Polypedilum vanderplankiban   : A lárvacsőszerű fészek jelentősége // Integratív és összehasonlító biológia : folyóirat. - 2005. - 20. évf. 45 , sz. 5 . - P. 710-714 . - doi : 10.1093/icb/45.5.710 .
  11. ↑ Minoru Sakurai, Takao Furuki, Ken-ichi Akao, Daisuke Tanaka, Yuichi Nakahara, Takahiro Kikawada, Masahiko Watanabe és Takashi Okuda. Az üvegezés elengedhetetlen az anhidrobiózishoz egy afrikai chironomidban, Polypedilum vanderplanki  (angol)  // Proceedings of the National Academy of Sciences  : Journal. - Nemzeti Tudományos Akadémia , 2008. - Vol. 105 , sz. 13 . - P. 5093-5098 . - doi : 10.1073/pnas.0706197105 . - . — PMID 18362351 .
  12. ↑ Oleg Gusev, Yoshitaka Suetsugu, Richard Cornette, Takeshi Kawashima, Maria D. Logacheva, Alexey S. Kondrashov, Aleksey A. Penin, Rie Hatanaka, Shingo Kikuta, Sachiko Shimura, Hiroyuki Kanamori, Yuichi Matenay Katayose, Takashi El Shagiose Alekszejev, Vadim Govorun, Jennifer Wisecaver, Alexander Mikheyev, Ryo Koyanagi, Manabu Fujie, Tomoaki Nishiyama, Shuji Shigenobu, Tomoko F. Shibata, Veronika Golygina, Mitsuyasu Hasebe, Takashi Okuda, Nori Kikawa Takahiro. Az összehasonlító genomszekvenálás felfedi az extrém kiszáradási tolerancia genomi jellemzőit az anhidrobiotikus szúnyogban // Nature Communications. - 2014. - 5. sz . - S. 4784 . - doi : 10.1038/ncomms5784 .

Linkek