Tardigrádok

tardigrádok

Tardigrade az Eutardigrada osztályból ,
testhossza csak 200 mikron / tömeg 23 mikrogramm
tudományos osztályozás
Tartomány:eukariótákKirályság:ÁllatokAlkirályság:EumetazoiNincs rang:Kétoldalúan szimmetrikusNincs rang:protosztomákNincs rang:VedlésNincs rang:PanarthropodaSzupertípus:LobopodákTípusú:tardigrádok
Nemzetközi tudományos név
Tardigrada Spallanzani , 1777
osztályok

Tardigrádok ( lat.  Tardigrada ) – az ízeltlábúakhoz közel álló mikroszkopikus méretű gerinctelenek .

Ezeknek az állatoknak a képviselőjét először 1773 -ban írta le J. A. Götze német lelkész kleiner Wasserbär (  németül  -  „kis vízi medve”) néven. 1777- ben Lazzaro Spallanzani olasz tudós az il tardigrado nevet adta nekik (  olaszból  -  „tardigrades”), amelynek latinosított formája a Tardigrada név ( 1840 óta ).

Morfológia és élettan

A tardigrádok teste 0,1-1,5 mm méretű, áttetsző, négy szegmensből és egy fejből áll. Négy pár rövid és vastag lábbal van felszerelve, egy elágazó karommal a végén (egyes fajoknál a karmok szinte elkülönülnek egymástól), az utolsó lábpár hátrafelé irányul. A tardigrádok valóban nagyon lassan mozognak - mindössze 2-3 mm/perc sebességgel. A szájrész egy pár éles " stílus ", amellyel átszúrják az algák és mohák sejtmembránjait, amelyekből a tardigrádok táplálkoznak. A tardigrádoknak emésztő-, kiválasztó-, ideg- és reproduktív rendszerük van; hiányzik azonban belőlük a légző- és keringési rendszer - a bőrlégzés , a vér szerepét pedig a testüreget kitöltő folyadék tölti be. A tardigrádok szisztematikus helyzete vitatható. A legtöbb szerző közelebb hozza őket az igazi ízeltlábúkhoz (Euarthropoda). Ezenkívül akár fonálférgekkel (Nematoda), akár annelidákkal (Annelida) hozhatók össze.

Reprodukció

A tardigrádok kétlakiak. A tardigrád hímek kisebbek, mint a nőstények, és ritkák, így lehetséges a partenogenezis , vagyis a nőstények megtermékenyítés nélkül szaporodnak. A szaporodási időszakban a nőstény 1-30 tojást érik. A megtermékenyítés belső vagy külső, amikor a hím lerakja a spermát egy petékre. Egyes fajoknál a tojásokat a talajba, mohába vagy vízbe rakják, másokban a vedlés során a bőrbe rakják . Fejlődése közvetlen, a fiatal tardigrád csak kisebb méretekben tér el a kifejletttől.

Életmód

Jelenleg több mint 1000 tardigrád faja ismert (Oroszországban legalább 120 faj) [1] [2] . Mikroszkopikus méretüknek és a kedvezőtlen körülményeket elviselő képességüknek köszönhetően mindenhol elterjedtek, a Himalájától (6000 m-ig) a tenger mélyéig (4000 m alatt). Tardigrádokat találtak meleg forrásokban, jég alatt (például Svalbardon ) és az óceán fenekén. Passzívan terjednek - szél, víz, különféle állatok által. Valamennyi tardigrád bizonyos mértékig vízi. Körülbelül 10%-a tengeri lakos, mások édesvízi tározókban találhatók, de többségük moha- és zuzmópárnák a földön, fákon, sziklákon és kőfalakon. A tardigrádok száma a mohában igen nagy lehet - több száz, akár több ezer egyed 1 g szárított mohában.

A tardigrádok algák és más növények folyadékaival táplálkoznak, amelyeken élnek. Egyes fajok kis állatokat esznek - rotiferéket , fonálférgeket és más tardigrádokat. Viszont prédául szolgálnak kullancsoknak és rugófarkoknak .

Kitartás

A tardigrádok elképesztő kitartásukkal keltették fel az első kutatók figyelmét. Lazzaro Spallanzani , aki egy év felfüggesztett animáció után a tardigrádok újjáéledését figyelte, ezt a jelenséget "halottakból való feltámadásként" írta le. Kedvezőtlen körülmények esetén évekig felfüggesztett animációba tudnak kerülni , kedvező körülmények esetén pedig gyorsan újjáélednek. Mindazonáltal, annak ellenére, hogy képesek évtizedekig túlélni a felfüggesztett animáció állapotában, a tardigrádok aktív élettartama nem túl nagy, és általában három-négy hónaptól két évig terjed a különböző fajokban [3] [4] [5] . A tardigrádok főleg az úgynevezett anhidrobiózisnak , kiszáradásnak köszönhetően maradnak életben. Szárításkor végtagokat vonnak be a testbe, csökkentik a térfogatot és hordó alakot vesznek fel. A felületet viaszbevonat borítja, amely megakadályozza a párolgást. Az anabiózis során anyagcseréjük 0,01%-ra csökken, víztartalmuk pedig elérheti a normál érték 1%-át is.

A felfüggesztett animáció állapotában a tardigradok hihetetlen terhelést viselnek el.

Hőmérséklet

30 évig ellenáll -20 °C -on [6] ;

20 hónapig folyékony oxigénben –193 °C -on , nyolc óra folyékony hélium hűtése –271 °C-ra [7] ;

420 órán belül 10 mikron K hőmérsékleten [8] ;

10 órán át 60–65 °C-ra, 1 órán át 100 °C-ra történő melegítésre ellenáll [7] .

Ionizáló sugárzás

Az 570 000 rem -es ionizáló sugárzás dózisa megöli a besugárzott tardigrádok körülbelül 50%-át. Az ember számára a félig halálos sugárdózis mindössze 500 rem.

Atmoszféra

Elég hosszú ideig lehet a légkörben hidrogén-szulfid , szén-dioxid .

Nyomás

A japán biofizikusok kísérletében az „alvó” tardigrádokat egy lezárt műanyag edénybe helyezték, és vízzel töltött nagynyomású kamrába merítették, fokozatosan 600 MPa -ra (körülbelül 6000 atmoszférára) emelve. Nem számít, milyen folyadékkal töltötték meg a tartályt: vízzel vagy nem mérgező gyenge oldószerrel, perfluor -karbon C 8 F 18  - a túlélési eredmények ugyanazok voltak.

Világűr

Svéd tudósok kísérletében a Richtersius coronifer és a Milnesium tardigradum fajok tardigrádjait három csoportra osztották. Egyikük pályára érkezésekor vákuumban találta magát, és kozmikus sugárzásnak volt kitéve. A másik csoportot emellett ultraibolya A és B (280-400 nm) sugárzásnak is kitettük. Az állatok harmadik csoportját az ultraibolya sugárzás teljes spektrumának (116-400 nm) tették ki. Minden tardigrad felfüggesztett animáció állapotban volt. A világűrben töltött 10 nap után szinte minden élőlény kiszáradt, de az űrhajó fedélzetén a tardigrádok visszatértek a normális kerékvágásba. A 280-400 nm hullámhosszú ultraibolya sugárzásnak kitett állatok többsége túlélte és képes volt szaporodni. A kemény ultraibolya besugárzásnak azonban kritikus hatása volt, a harmadik csoport állatainak mindössze 12%-a maradt életben, mindegyik a Milnesium tardigradum fajba tartozott . A túlélők azonban normális utódokat tudtak nemzeni, bár termékenységük alacsonyabb volt, mint a Földön élő kontrollcsoporté. A harmadik csoportba tartozó összes állat elpusztult néhány nappal a Földre való visszatérés után.

Páratartalom

A szakirodalom gyakran említi azt az esetet, amikor egy múzeumból mintegy 120 évnyi száraz tárolás után vett mohát vízbe helyezték, és egy idő után "sok kúszó tardigrádot találtak rajta". Valójában az eredeti forrás azt mondja, hogy egy egyed életjeleket mutatott magáról, de nem kelt életre. A modern adatok szerint a tardigrádok körülbelül tíz év felfüggesztett animáció után kelhetnek életre [9] .

Vízszintes génátvitel

A tardigrádok genomja méretükhöz és az evolúciós fán elfoglalt helyükhöz képest viszonylag nagy - körülbelül 215 millió nukleotidot tartalmaz , ami körülbelül kétszer akkora, mint a fonálférgeké , amelyek genomját tekintve tipikus méretű a kis gerinctelenekre.

Egy ideig azt hitték, hogy 38 ezer génből több mint 6500 DNS-szegmens (mintegy 17%) más élőlényektől, köztük extremofil baktériumoktól „kölcsönzött” [10] [11] . A tardigrádok képesek elviselni a kiszáradás szélsőséges formáit, amikor a víz aránya szervezetükben a norma 1-2%-ára csökken. Feltételezték, hogy szárításkor a Hypsibius dujardini DNS- e nagy darabokra bomlik, és amikor visszatér normál víztartalmú életkörülmények közé, speciális fehérjék „keresztbe nyúlnak”, és helyreállítják a sérült DNS-t. Ebben a pillanatban a megnagyobbodott pórusoknak köszönhetően állítólag idegen DNS-töredékek juthatnak be a sejtekbe, amelyek "bevarródnak" a genomba, és ott is maradnak, ha megjelenésük nem jár végzetes következményekkel a tardigrád számára, és segíti a túlélést. Tekintettel arra, hogy ezek közül a régiók közül sok a stresszreakcióért, a DNS-javításért és a különféle szélsőséges tényezőkkel szembeni rezisztenciáért felelős gén volt, feltételezték, hogy a tardigrádok a kölcsönzött géneknek köszönhetően képesek voltak túlélni az űrben. [12]

Az is felmerült, hogy az idegen gének tömeges kölcsönzésére vonatkozó következtetések oka a tardigrád DNS-minták idegen bakteriális DNS-sel való szennyeződése ( szennyeződése ) volt [13] [14] .

A legújabb tanulmányok azt mutatják, hogy a tardigrád gének mindössze 1,2%-át kölcsönzik vízszintes átvitel útján más élőlények birodalmaiból [14] [15] [16] .

Osztályozás

A legtöbb tardigrád a Heterotardigrada és az Eutardigrada osztályokba tartozik, az egyetlen faj a Thermozodium esakii (Japán) a Mesotardigrada osztályba tartozik. 2017-ben azonosították a 4. osztályú Apotardigradát , amely körülbelül 45 fajt tartalmazott [17] .

Paleontológia

Az ősi tardigrádokhoz közeli formákat Szibéria középső kambriumában találtak [18] . A legrégebbi valódi tardigrádnak a Milnesium swolenskyi -t tartják, amely New Jersey felső-kréta borostyánjában található [19] . Tardigrádokat a dominikai borostyánban is találtak [20] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Az állatok magasabb taxonjai: adatok a fajok számáról Oroszországban és az egész világon . Letöltve: 2009. július 13. Az eredetiből archiválva : 2011. november 1..
  2. ↑ A. M. Avdonina. A szárazföldi tardigrádok (Tardigrata) ökológiája: autoökológiai aspektus // Gerinctelen állattan. - 2011. - T. 8. sz. 1. - S. 11-22.
  3. ↑ Stone, J. és Vasanthan, T. (2020). A laboratóriumi körülmények között tenyésztett édesvízi tardigrádi Hypsibius exemplaris faj élettörténeti jellemzői. Journal of Wildlife and Biodiversity, 4(2), 65-72. doi : 10.22120/jwb.2020.96855.1037
  4. ↑ Glime, Janice. Tardigrades // Bryophyte Ecology: 2. kötet, Bryological Interaction. – 2010.
  5. ↑ Hengherr, S., Brümmer, F. és Schill, R.O. (2008). Az anhidrobiózis a tardigrádokban és hatása a hosszú élettartamra. Állattani Közlöny, 275(3), 216-220. doi : 10.1111/j.1469-7998.2008.00427.x
  6. ↑ Megumu Tsujimoto, Satoshi Imura, Hiroshi Kanda. Egy több mint 30 éve fagyasztott mohamintából kinyert antarktiszi tardigrád helyreállítása és szaporodása  //  Cryobiology : Journal. - 2016. - Kt. 72 , sz. 1 . - 78-81 . o . - doi : 10.1016/j.cryobiol.2015.12.003 .
  7. ↑ 1 2 Minek kell történnie, hogy minden élet elpusztuljon a Földön? 2017. július 21-i archivált példány a Wayback Machine " BBC Russian Service "-nél, 2017.07.18.
  8. ↑ [https://web.archive.org/web/20211228201804/https://arxiv.org/abs/2112.07978 Archiválva : 2021. december 28. a Wayback Machine -nél [2112.07978] Összefonódás a szupravezető quók között]
  9. ↑ Tények és fikciók a tardigrádok hosszú távú túléléséről . Hozzáférés dátuma: 2015. január 25. Az eredetiből archiválva : 2015. március 4.
  10. ↑ A tardigrád gének 17,5%-a idegen, ami lehetővé teszi számukra, hogy még a világűrben is túléljenek. Archív példány 2015. december 8-án a Wayback Machine -nél .
  11. ↑ Thomas C. Boothby, Jennifer R. Tenlen, Frank W. Smith, Jeremy R. Wang, Kiera A. Patanella. Bizonyítékok kiterjedt horizontális génátvitelre egy tardigrád genomtervezetéből  // Proceedings of the National Academy of Sciences  . - Nemzeti Tudományos Akadémia , 2015-12-29. — Vol. 112 , iss. 52 . - P. 15976-15981 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.1510461112 . Archiválva az eredetiből 2017. július 21-én.
  12. ↑ Genetikusok felfedték a világűrben élő állatok titkát . Rambler.Hírek. Letöltve: 2015. november 23. Az eredetiből archiválva : 2015. november 24..
  13. ↑ Tardigradest felmentették a tömeges "plágium" vádja alól. Archiválva : 2017. augusztus 1. a Wayback Machine -nél .
  14. ↑ 1 2 Georgios Koutsovoulos, Sujai Kumar, Dominik R. Laetsch, Lewis Stevens, Jennifer Daub. Nincs bizonyíték kiterjedt horizontális génátvitelre a tardigrád Hypsibius dujardini genomjában  // Proceedings of the National Academy of Sciences  . - Nemzeti Tudományos Akadémia , 2016-05-03. — Vol. 113 , iss. 18 . - P. 5053-5058 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.1600338113 . Archiválva az eredetiből 2017. július 20-án.
  15. ↑ Oleg Lischuk. A tardigrádok sebezhetetlenségének genetikai okait találták meg . nplus1.ru. Letöltve: 2017. július 27. Az eredetiből archiválva : 2017. augusztus 1..
  16. ↑ Takuma Hashimoto, Daiki D. Horikawa, Yuki Saito, Hirokazu Kuwahara, Hiroko Kozuka-Hata. Extremotoleráns tardigrád genom és humán tenyésztett sejtek radiotoleranciája a tardigrád egyedi fehérje segítségével  //  Nature Communications. — 2016-09-20. — Vol. 7 . — P. ncomms12808 . - doi : 10.1038/ncomms12808 . Archiválva az eredetiből 2017. július 10-én.
  17. ↑ Degma P., Bertolani R., Guidetti R. Tardigrada fajok aktuális ellenőrző listája. — 36. kiadás .. — Archivio della ricerca dell'Università di Modena e Reggio Emilia , 2019 .
  18. ↑ Klaus J. Müller, Dieter Walossek, Arcady Zakharov. „Orsten” típusú foszfátozott lágy integumentum megőrzése és új rekord a szibériai közép-kambriumi kuonamka formációból  //  Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie - Abhandlungen. — 1995-07-14. — P. 101–118 . - doi : 10.1127/njgpa/197/1995/101 .
  19. ↑ Roberto Bertolani, D. Grimaldi. Egy új eutardigrád (Tardigrada: Milnesiidae) borostyánban a New Jersey felső kréta (turon) időszakából . - Backhuys Kiadó, 2000. - ISBN 978-90-5782-060-1 . Archiválva : 2022. március 15. a Wayback Machine -nél
  20. ↑ Marc A. Mapalo, Ninon Robin, Brendon E. Boudinot, Javier Ortega-Hernández, Phillip Barden. Egy tardigrád a dominikai borostyánban  // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. — 2021-10-13. - T. 288 , sz. 1960_ _ - S. 20211760 . - doi : 10.1098/rspb.2021.1760 . Az eredetiből archiválva : 2021. október 10.

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Taxonómia
 Protostomák (protostomia)
Spirál
Gnathifera
Csápos
Vedlés
Panarthropoda