Дафния магна
Дафния магна | |
---|---|
![]() | |
Самка Daphnia magna с кладкой бесполых яиц: Длина животного около 4 мм. | |
Научная классификация ![]() | |
Домен: | Эукариоты |
Королевство: | животное |
Тип: | Членистоногие |
Сорт: | бранхиоподы |
Заказ: | Anomopoda |
Семья: | Дафнииды |
Род: | Дафния |
Разновидность: | Д. магна
|
Биномиальное имя | |
Дафния магна Штраус, 1820 г. [ 1 ]
|
Daphnia magna — небольшое планктонное ракообразное (длина взрослой особи 1,5–5,0 мм), относящееся к подклассу Phyllopoda .
Описание
[ редактировать ]Daphnia magna — типичная водяная блоха рода Daphnia . Самки достигают размеров до 5 мм, самцы — около 2 мм, что делает их одними из самых крупных видов рода. [ 2 ] Тело защищено полупрозрачным панцирем из хитина — прозрачного полисахарида. [ 3 ] У него есть брюшное отверстие и пять пар грудных конечностей, которые помогают процессу фильтрации. [ 4 ] Ряды шипов проходят по задней части панциря. Кишка имеет крючковидную форму и имеет два пищеварительных ствола . На голове два усика и большой сложный глаз. [ 5 ] [ 6 ]
Взрослых самок можно отличить от особей подобных в остальном видов, таких как D. pulex, по отсутствию гребня на брюшной клешне и наличию двух отдельных гребней на брюшке . Самцы меньше самок и имеют более крупные первые усики - диагностический признак, отличающий их от маленьких самок.

Экология
[ редактировать ]Daphnia magna — ключевой вид во многих постных местообитаниях . Его можно встретить в озерах и мелких прудах, богатых органическими отложениями. [ 6 ] Известны многочисленные естественные хищники, которые могут приводить к пластическим фенотипическим реакциям . В присутствии кайромонов Daphnia spp . у них развиваются заметные защитные структуры, такие как удлиненный позвоночник и большой размер тела. [ 7 ] В ответ на разницу температур D. magna продемонстрировала как фенотипическую пластичность, так и способность генетически эволюционировать, чтобы справляться с тепловым стрессом более теплых городских прудов. Популяции дафний также развили повышенную устойчивость к местным пестицидам. [ 8 ] Еще одним фактором, влияющим как на фенотипическую, так и на поведенческую пластичность D. magna, является соленость окружающей среды. [ 9 ]
Daphnia magna — важный основной потребитель и добыча многих планктоноядных рыб. [ 10 ] Другие беспозвоночные хищники — личинки мошки- призрака Chaoborus , полужесткокрылые ( Notonecta ) и Triops . Крупные размеры взрослых особей защищают их от хищничества некоторых планктоноядных беспозвоночных .
Распространение и среда обитания
[ редактировать ]Daphnia magna широко распространена в Северном полушарии и в частности в Голарктике . [ 2 ] Его можно встретить в пресных и солоноватых водоемах разных размеров: от озер до прудов и эфемерных каменных заводей у моря. D. magna переносит более высокий уровень солености (до одной пятой солености морской воды), чем большинство других видов этого рода. [ 3 ]
Дафния магна встречается главным образом в пелагической зоне водоемов, так как питается преимущественно взвешенными частицами в толще воды (в основном водорослями, но также бактериями и детритом ). Тем не менее, по сравнению с другими видами дафний , он чаще встречается в ассоциации с субстратом, где может использовать донные источники питания в качестве перифитона. [ 11 ] и осадок . [ 4 ]
Результаты генетических исследований подтверждают глубокий раскол между восточными и западными суперкладами митохондриальных гаплотипов D. magna . Между этими двумя суперкладами была обнаружена узкая зона контакта в восточной части Западной Сибири с доказанным совместным присутствием в одном озере в Новосибирской области. Однако в настоящее время нет доказательств того, что две митохондриальные суперклады представляют собой загадочные виды. Скорее, их можно объяснить вторичным контактом после расселения из разных рефугиумов. Интересно, что ранее было обнаружено, что Центральная Сибирь является важной зоной контакта и для других видов ветвистоусых и, таким образом, может стать решающей областью для понимания евразийской филогеографии пресноводных беспозвоночных. [ 12 ]
Питание
[ редактировать ]Основная стратегия питания D. magna — фильтрация взвешенных частиц. [ 4 ] Специализированный фильтрующий аппарат, образованный грудными придатками, генерирует поток воды внутри грудного отверстия панциря, что позволяет собирать и заглатывать одноклеточные водоросли, бактерии и детрит . D. magna также может питаться перифитоном. [ 11 ] и детрит, [ 4 ] способность, которая может дать этому виду конкурентное преимущество перед строго пелагическими фильтраторами в некоторых средах, где источники взвешенной пищи могут быть временно ограничены.
Воспроизведение
[ редактировать ]

Как и большинство других видов рода Daphnia , D. magna размножается путем циклического партеногенеза . Для этой формы размножения характерно поочередное производство бесполого потомства (клональное размножение) и в определенное время половое размножение посредством гаплоидных яйцеклеток, которые необходимо оплодотворить.
Бесполые яйца (до нескольких десятков в кладке) диплоидны и обычно развиваются в самок, а в ответ на неблагоприятные раздражители окружающей среды — в самцов.
Бесполые яйца вылупляются в выводковой сумке самки через 1 день после откладки и выпускаются через 3 дня. Молодые особи проходят от четырех до шести линек, прежде чем становятся половозрелыми в течение 5–10 дней. Взрослая самка производит одну кладку до 100 яиц каждые 3–4 дня до самой смерти. В лаборатории при температуре 20 °C он может жить более 3 месяцев. [ 13 ]
В ответ на неблагоприятные условия окружающей среды (которые могут привести к замерзанию или пересыханию водоема) одна и та же самка может откладывать гаплоидные покоящиеся яйца (обычно по две одновременно), которые при оплодотворении самцами заворачиваются в защитную оболочку. называется эфиппиумом . Эти покоящиеся яйца вступают в фазу диапаузы и способны противостоять длительным неблагоприятным условиям окружающей среды в течение длительного периода времени. Вылупление запускается в ответ на определенные стимулы, такие как увеличение светового периода и температуры. Птенцы из покоящихся яиц развиваются исключительно в самок.
Некоторые клоны D. magna , не дающие самцов, размножаются путем аутомиктического партеногенеза, при котором две гаплоидные клетки, образующиеся в результате мейоза, сливаются, образуя женскую зиготу без оплодотворения. Это приводит к тому, что полученные дочери становятся гомозиготными, что может быть вредным. [ 14 ]
Поведение
[ редактировать ]Название «водяные блохи» могло произойти от типичного плавательного поведения видов дафний , напоминающего серию прыжков. Движение больших вторых усиков вызывает движение всего животного вверх с последующим его погружением (подпрыгивание и погружение). Хотя это менее распространено, чем у других видов, обитающих в озерах, наблюдались модели вертикальной и горизонтальной миграции этого вида. [ 15 ]
Вертикальная миграция Diel (DVM) [ 15 ] заключается в ежедневном перемещении животных из верхних слоев воды, где они ночуют, в глубокие и темные слои, где они проводят день. Такое поведение снижает воздействие дневных визуальных хищников (таких как многие рыбы), поскольку они находят убежище в темноте у дна, а затем спокойно кормятся ночью в богатых пищей верхних слоях воды. [ 3 ] В основе такого поведения лежит фототаксическое поведение (движение целых организмов к источнику света или от него). поведение D. magna Фототаксическое имеет врожденный компонент (генетический) и индуцируемый компонент (например, в присутствии кайромонов рыб). [ 7 ]
При горизонтальной миграции Diel D. magna днем находит убежище в затопленных клумбах у берега, а ночью мигрирует в открытые воды. Случаи обратной миграции документированы, когда риск визуального нападения хищников в течение дня выше на дне или в прибрежных зонах (например, при наличии рыб, охотящихся в затопленных зарослях растений). [ 4 ] [ 16 ]
Daphnia magna , как и более мелкий D. pulex , способна переключаться на режим кормления, называемый поведением просмотра, когда подвешенной пищи не хватает. Эта стратегия питания заключается в перемешивании частиц осадка со дна с помощью вторых усиков и последующей фильтрации взвешенных частиц. [ 4 ] [ 16 ]
Паразитизм
[ редактировать ]Daphnia magna стала модельной системой для изучения эволюции и экологии взаимодействия хозяина и паразита . [ 3 ] Животные, собранные в естественных местах обитания, часто заражаются. [ 17 ] Многие паразиты, поражающие D. magna, были идентифицированы и изучены (таблица 1). D. magna демонстрирует вызванные паразитами поведенческие характеристики, которые могут различаться в зависимости от генотипа. [ 18 ]

Таксоны | Паразит | Ткань или участок инфекции | Передача инфекции |
Бактерии | Пастерия рамоза | Кровь, внеклеточная | Горизонтальный, с мертвого хоста |
Спиробацилла Циенковского | Кровь, внеклеточная | Горизонтальный, с мертвого хоста | |
Грибы | Мечниковия двустворчатая | Полость тела, внеклеточная | Горизонтальный, с мертвого хоста |
Микроспоридии | Гамильтоспоридий кроссминенсис | Внутриклеточный | Горизонтальный и вертикальный |
Х. магнивора | Внутриклеточный | Вертикальный, Горизонтальный (?) | |
Глюгоидес кишечный | Стенка кишки, внутриклеточная | Горизонтальный, от живого хозяина | |
Ордоспора коллигата | Стенка кишки, внутриклеточная | Горизонтальный, от живого хозяина | |
Амеба | Панспорелла перплекса | Стенка кишки, внеклеточная | Горизонтальный, от живого хозяина |
Хитридный гриб | Кауллерия меснили | Стенка кишки, внутриклеточная | Горизонтальный, от живого хозяина |
Нематоды | Эхинурия крючком | Полость тела, внеклеточная | Горизонтально, ко второму хосту |
Цестода | Цистицерк мирабилис | Полость тела, внеклеточная | Горизонтально, ко второму хосту |
Микробиота
[ редактировать ]Daphnia magna можно рассматривать как сложную экосистему , колонизированную сообществом комменсальных , симбиотических и патогенных микроорганизмов. [ 19 ] [ 20 ] называется микробиотой . Непосредственная близость микробиоты к хозяину обеспечивает тесное взаимодействие, способное влиять на развитие . [ 21 ] устойчивость к болезням [ 22 ] [ 23 ] и питание. [ 24 ] отсутствие микробиоты у D. magna Было показано, что вызывает более медленный рост, снижение плодовитости и более высокую смертность по сравнению с D. magna с микробиотой. [ 25 ] Микробиота кишечника меняется после смерти, а ее сложность снижается и стабилизируется в случае голодания. [ 26 ]
Модельный организм
[ редактировать ]Daphnia magna обладает многочисленными преимуществами при использовании в качестве экспериментального организма . Его прозрачность позволяет наблюдать за его внутренними анатомическими структурами в микроскоп , а его размножение посредством циклического партеногенеза позволяет создавать клоны (бесполое размножение) или осуществлять скрещивание штаммов (половое размножение). В области исследований считается, что D. magna легко содержать в лаборатории. Некоторые из его преимуществ для экспериментов — быстрое время генерации , ограниченное использование хранилища, легкая и дешевая подача и простое обслуживание.
Дафния магна используется в различных областях исследований, таких как экотоксикология , популяционная генетика , эволюция пола , фенотипическая пластичность , экофизиология (включая биологию глобальных изменений) и взаимодействие хозяина с паразитом . [ 27 ]
Исторически сложилось так, что D. magna позволила исследователям проверить некоторые интересные теории и провести новаторские исследования:
- Макрофаги атакуют вторгшихся паразитов как часть клеточного иммунитета ( Мечников). [ 28 ] – Нобелевская премия 1908 г.)
- Экотоксикологические исследования ( Эйнар Науманн [ 29 ] )
В других недавних экспериментах использовались покоящиеся яйца дафний , пруда, присутствующие в отложениях для реконструкции истории эволюции этой популяции по отношению к одному из ее паразитов ( P. ramosa ). [ 30 ] пример биологии воскрешения .
В экотоксикологии D. magna указана для использования в Руководстве ОЭСР по испытанию химических веществ , испытания № 202 « Daphnia sp., тест на острую иммобилизацию». [ 31 ] и тест № 211 « Испытание на размножение Daphnia magna ». [ 32 ] Испытание № 202 представляет собой 48-часовое исследование острой токсичности , в ходе которого молодые дафнии подвергаются воздействию различных концентраций испытуемого вещества и определяется ЕС 50 . и другие виды дафний , кроме D. magna Иногда можно использовать , но в лабораториях в основном используют D. magna в качестве стандарта . Испытание № 211 представляет собой 21-дневное испытание на хроническую токсичность , в конце которого оценивается общее количество живых потомков, полученных на одно родительское животное, живое на момент окончания испытания, для определения наименьшей наблюдаемой эффективной концентрации испытуемого вещества. .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ « Дафния Магна » . Интегрированная таксономическая информационная система .
- ^ Перейти обратно: а б «Cladocera: Род Daphnia (включая Daphniopsis ) (Anomopoda: Daphniidae). Руководство по идентификации микробеспозвоночных континентальных вод мира, том 21. Джон А. Х. Бензи». Ежеквартальный обзор биологии . 80 (4): 491. 1 декабря 2005 г. дои : 10.1086/501297 . ISSN 0033-5770 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Эберт, Дитер (1 января 2005 г.). Экология, эпидемиология и эволюция паразитизма дафний . Национальный центр биотехнологической информации (США). ISBN 978-1932811063 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Фрайер, Джеффри (29 января 1991 г.). «Функциональная морфология и адаптивная радиация Daphniidae (Branchiopoda: Anomopoda)». Философские труды Лондонского королевского общества B: Биологические науки . 331 (1259): 1–99. дои : 10.1098/rstb.1991.0001 . ISSN 0962-8436 .
- ^ Штребль, Хайнц; Краутер, Дитер (1 января 2012 г.). Жизнь в каплях воды: микрофлора и микрофауна пресных вод. Книга решимости (на немецком языке). Космос. ISBN 9783440126349 .
- ^ Перейти обратно: а б Вебер, Корнелиус И., изд. (1993). Методы измерения острой токсичности сточных вод и поступивших вод для пресноводных и морских организмов (4-е изд.). Цинциннати: Лаборатория систем мониторинга окружающей среды (USEPA). ISBN 9781428904040 .
- ^ Перейти обратно: а б Мистер, Люк Де (1993). «Генотип, опосредованное рыбой химическое и фототаксическое поведение Daphnia Magna». Экология . 74 (5): 1467–1474. Бибкод : 1993Ecol...74.1467D . дои : 10.2307/1940075 . JSTOR 1940075 .
- ^ Бендер, Эрик (21 марта 2022 г.). «Городская эволюция: как виды приспосабливаются к выживанию в городах» . Знающий журнал . Ежегодные обзоры. doi : 10.1146/knowable-031822-1 . Проверено 31 марта 2022 г.
- ^ из Сампайо Калькул, Алиса; Худр, Мохаммад Шади; Хагер, Рейнмар (24 июля 2021 г.). «Фенотипическая и поведенческая пластичность Daphnia magna (Strauss) в условиях засолевого стресса». Зенод дои : 10.5281/zenodo.5132850 .
- ^ Ламперт, В. (2006). «Дафния: модель травоядного, хищника и добычи» . Польский журнал экологии . Проверено 2 марта 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б Зихофф, Сильвана; Хаммерс-Вирц, Моника; Штраус, Тидо; Ратте, Ханс Тони (1 января 2009 г.). «Перифитон как альтернативный источник пищи для ветвистоусых Daphnia magna, питающихся фильтратором» . Пресноводная биология . 54 (1): 15–23. Бибкод : 2009FrBio..54...15S . дои : 10.1111/j.1365-2427.2008.02087.x . ISSN 1365-2427 .
- ^ Беккер, Евгения И.; Карабанов Дмитрий П.; Галимов Ян Р.; Гаага, Кристоф Р.; Неретина Татьяна Владимировна; Котов, Алексей А. (15 апреля 2018 г.). «Филогеография Daphnia magna Straus (Crustacea: Cladocera) в Северной Евразии: свидетельства глубокого продольного раскола между митохондриальными линиями» . ПЛОС ОДИН 13 (3): e0194045. Бибкод : 2018PLoSO..1394045B дои : 10.1371/journal.pone.0194045 . ISSN 1932-6203 . ПМЦ 5854346 . ПМИД 29543844 .
В эту статью включен текст из этого источника, доступного по лицензии CC BY 4.0 .
- ^ «Дафния великая» . cfb.unh.edu . Проверено 2 марта 2016 г.
- ^ Свендсен, Нильс; Рейссер, Селин М.О.; Дукич, Маринела; Тюилье, Вирджиния; Сегар, Аделина; Лиотар-Хааг, Кэти; Фазель, Доминик; Хюрлиманн, Эвелин; Ленорман, Томас (01 ноября 2015 г.). «Раскрытие загадочной асексуальности Daphnia magna с помощью RAD-секвенирования» . Генетика . 201 (3): 1143–1155. дои : 10.1534/genetics.115.179879 . ПМЦ 4649641 . ПМИД 26341660 .
- ^ Перейти обратно: а б Де Стасио, Барт Т.Дж.; Ниббелинк, Н.; Олсен, П. (1993). «Суточная вертикальная миграция и глобальное изменение климата: подход к динамическому моделированию поведения зоопланктона» . Верх. Интерн. Верейн. Лимнол . 25 (1): 401. Бибкод : 1993SILP...25..401D . дои : 10.1080/03680770.1992.11900148 . Архивировано из оригинала 24 апреля 2016 года . Проверено 2 марта 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б Хортон, Пенсильвания; Роуэн, М.; Вебстер, Кентукки; Питерс, Р.Х. (1 января 1979 г.). «Просмотр и выпас кладоцеровых фильтраторов». Канадский журнал зоологии . 57 (1): 206–212. дои : 10.1139/z79-019 . ISSN 0008-4301 .
- ^ Стирнадель, Хайде А.; Эберт, Дитер (1997). «Распространенность, специфичность хозяина и влияние на плодовитость хозяина микропаразитов и эпибионтов у трех симпатрических видов дафний». Журнал экологии животных . 66 (2): 212–222. Бибкод : 1997JAnEc..66..212S . дои : 10.2307/6023 . JSTOR 6023 .
- ^ Литтл, Ти Джей; Чедвик, В.; Ватт, К. (01 марта 2008 г.). «Вариации паразитов и эволюция вирулентности в системе дафния-микропаразит» (PDF) . Паразитология . 135 (3): 303–308. дои : 10.1017/S0031182007003939 . ПМИД 18005474 . S2CID 13378284 .
- ^ Ледерберг, Дж; Маккрей, AT (2001). « Оме Сладкий Омикс — генеалогическая сокровищница слов» . Ученый . 15 :8.
- ^ Рабочая группа НИЗ HMP; Петерсон, Джейн; Гарджес, Сьюзен; Джованни, Мария; Макиннес, Памела; Ван, Лу; Шлосс, Джеффри А.; Бонацци, Вивьен; МакИвен, Джин Э. (1 декабря 2009 г.). «Проект NIH по микробиому человека» . Геномные исследования . 19 (12): 2317–2323. дои : 10.1101/гр.096651.109 . ISSN 1088-9051 . ПМЦ 2792171 . ПМИД 19819907 .
- ^ Бейтс, Дженнифер М.; Миттге, Эрика; Кульман, Джули; Баден, Катрина Н.; Чизмен, Сара Э.; Гиймен, Карен (15 сентября 2006 г.). «Различные сигналы микробиоты способствуют различным аспектам дифференцировки кишечника рыбок данио» . Биология развития . 297 (2): 374–386. дои : 10.1016/j.ydbio.2006.05.006 . ПМИД 16781702 .
- ^ Макферсон, Эндрю Дж.; Харрис, Никола Л. (2004). «Мнение: Взаимодействие между комменсальными кишечными бактериями и иммунной системой» (PDF) . Обзоры природы Иммунология . 4 (6): 478–485. дои : 10.1038/nri1373 . ПМИД 15173836 . S2CID 7844611 .
- ^ Кох, Хауке; Шмид-Хемпель, Пол (29 ноября 2011 г.). «Социально передаваемая кишечная микробиота защищает шмелей от кишечных паразитов» . Труды Национальной академии наук . 108 (48): 19288–19292. Бибкод : 2011PNAS..10819288K . дои : 10.1073/pnas.1110474108 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 3228419 . ПМИД 22084077 .
- ^ Детлефсен, Лес; Макфолл-Нгай, Маргарет; Релман, Дэвид А. (2007). «Экологический и эволюционный взгляд на мутуализм и болезни человека и микроба» . Природа . 449 (7164): 811–818. Бибкод : 2007Natur.449..811D . дои : 10.1038/nature06245 . ПМЦ 9464033 . ПМИД 17943117 . S2CID 1106834 .
- ^ Сисон-Мангус, член парламента; Мушегян А.А.; Эберт, Д. (2014). «Водяным блохам необходима микробиота для выживания, роста и размножения» . Журнал ISME . 9 (1): 59–67. дои : 10.1038/ismej.2014.116 . ПМК 4274426 . ПМИД 25026374 .
- ^ Фриз, Хайке М.; Шинк, Бернхард (11 июня 2011 г.). «Состав и стабильность микробного сообщества внутри пищеварительного тракта водного ракообразного Daphnia magna» . Микробная экология . 62 (4): 882–894. Бибкод : 2011MicEc..62..882F . дои : 10.1007/s00248-011-9886-8 . ISSN 0095-3628 . ПМИД 21667195 . S2CID 7676851 .
- ^ Эберт, Дитер (4 февраля 2011 г.). «Геном окружающей среды» . Наука . 331 (6017): 539–540. Бибкод : 2011Sci...331..539E . дои : 10.1126/science.1202092 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 21292957 . S2CID 206532030 .
- ^ Мечников, Эли (1887). «О борьбе клеток с рожистыми кокками. Вклад в теорию фагоцитов» . Архив патологической анатомии и физиологии и клинической медицины . 107 (2): 209–249 . Проверено 2 марта 2016 г.
- ^ Науманн, Эйнар (1 января 1934 г.). «Об использовании Daphnia magna Straus в качестве лабораторного животного для экспериментального выяснения условий жизни в воде». Международный обзор полной гидробиологии и гидрографии . 31 (1): 421–431. дои : 10.1002/iroh.19340310126 . ISSN 1522-2632 .
- ^ Декестекер, Эллен; Габа, Сабрина; Раймакерс, Йост А.М.; Стикс, Робби; Керкховен, Лисбет Ван; Эберт, Дитер; Мистер, Люк Де (декабрь 2007 г.). «Динамика хозяина-паразита« Красной Королевы »заархивирована в отложениях пруда» . Природа . 450 (7171): 870–873. дои : 10.1038/nature06291 . ПМИД 18004303 . S2CID 4320335 .
- ^ «Руководство ОЭСР по испытанию химических веществ, раздел 2, испытание № 202: испытание на острую иммобилизацию Daphnia sp.» . www.oecd-ilibrary.org . Проверено 06 апреля 2016 г.
- ^ «Руководство ОЭСР по испытанию химических веществ, раздел 2, испытание № 211: испытание на размножение дафнии магна» . www.oecd-ilibrary.org . Проверено 06 апреля 2016 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]Данные, относящиеся к Daphnia magna, в Wikispecies
СМИ, связанные с Daphnia magna, на Викискладе?