Антарктическая Бельгия

Антарктическая Бельгия
	Две Belgica antarctica взрослые особи
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
Королевство:	животное
Тип:	Членистоногие
Сорт:	Насекомое
Заказ:	двукрылые
Семья:	Хирономиды
Род:	Бельгика
Разновидность:	Б. Антарктида
Биномиальное имя
	Антарктическая Бельгия ; Джейкобс , 1900 год.
	Распространение в Антарктиде (красный)

Belgica antarctica , антарктическая мошка , — вид нелетающих мошек , эндемичный для континента Антарктида . При длине 2–6 мм (0,08–0,2 дюйма) это самое крупное чисто наземное животное, обитающее на континенте. Он также имеет самый маленький известный геном насекомых по состоянию на 2014 год: всего 99 миллионов пар оснований нуклеотидов и около 13 500 генов. Это единственное насекомое, которое может выжить в Антарктиде круглый год.

Таксономия и этимология

Первые экземпляры Belgica antarctica были собраны во время Бельгийской антарктической экспедиции (1897–1899 гг.). ^{[ 2 ]} Во время этой экспедиции, организованной правительством Бельгии, румынский биолог Эмиль Раковицэ собрал, среди других экземпляров, нелетающую мошку и ее личинки. ^{[ 2 ]} На основе этих образцов бельгийский врач и энтомолог Жан-Шарль Джейкобс описал Belgica antarctica Jacobs, 1900. ^{[ 3 ]} Джейкобс назвал новый род и вид насекомых в честь места, где они были собраны у Антарктического полуострова, « канал де ла Бельгика Антарктика » (Бельгийский пролив). ^{[ 3 ]} (ныне пролив Жерлаш ), который, в свою очередь, был назван в честь паровой яхты экспедиции SY Belgica. ^{[ 4 ]}

Belgica antarctica — крупнейшее чисто наземное животное, обитающее на континенте. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 2 ]}

Терпимость к экстремальным условиям

Нелетальность B. antarctica может быть адаптацией , предотвращающей занос ветром в негостеприимные районы. ^{[ 6 ]} Оно может пережить заморозки, но хотя местная температура воздуха может достигать -40 °C, это насекомое не может пережить температуру ниже -15 °C. Это сравнительно мягче, чем у других насекомых, адаптированных к холоду. Причина такой относительно низкой морозоустойчивости связана с термической буферностью: всего лишь зарывшись на глубину 1 см, температура стабильна от 0 до -2 °C в течение 10 месяцев из 12 и редко опускается ниже -7 °C. круглый год. Ледяной и снежный покров также помогает поддерживать стабильную температуру. ^{[ 7 ]} Морозоустойчивость повышается за счет холодной закалки . ^{[ 7 ]}

Чтобы адаптироваться к холодным температурам, B. antarctica накапливает трегалозу , глюкозу и эритрит . Эти соединения помогают насекомому пережить замерзание, уменьшая количество льда, образующегося в организме. Они также стабилизируют белки и мембраны , связываясь с ними посредством водородных связей . Белки теплового шока также способствуют толерантности как к высоким, так и к низким температурам. ^{[ 8 ]}

Belgica antarctica не только переносит, но и требует для выживания морозного климата: воздействия таких умеренных температур, как 10 ° C, достаточно, чтобы личинки погибли в течение недели. ^{[ 7 ]} Воздействие температуры 30 °C убивает особей за несколько часов. ^{[ 8 ]} Однако он может противостоять частичному высыханию , выдерживая потерю до 70% воды в организме. ^{[ 8 ]}

Жизненный цикл

B. antarctica проводит большую часть своего двухлетнего жизненного цикла на четырех личиночных стадиях. Зимовка может произойти в любом возрасте . Наземные водоросли (особенно Prasiola Crispa ), мох, органический детрит и микроорганизмы служат пищей для личиночной стадии. Взрослые особи появляются весной и летом и живут не более 10 дней; самки спариваются в первый день жизни и через несколько дней выпускают яйца. Самка выделяет на яйца желе, которое действует как антифриз, предотвращает обезвоживание и служит источником пищи после вылупления. Спаривание происходит большими группами самцов, аналогично стаям крылатых мошек. ^{[ 7 ]}

Геном

По состоянию на 2014 год B. antarctica имеет самый маленький из известных геномов насекомых: 99 МБП и 13 500 генов. ^{[ 9 ]} Хотя общий объем кодирующей ДНК аналогичен таковому у других двукрылых (19 Мб), ее доля значительно выше из-за чрезвычайного снижения некоторых типов некодирующей ДНК . Размер интрона уменьшен, а мобильные элементы практически отсутствуют. ^{[ 10 ]}

Сравнение геномов насекомых
Разновидность	Размер генома	Кодирующая ДНК (процент генома)	Процент переносимого элемента
Антарктическая Бельгия	99 Мбит/с	19 Мбит/с (19,4%)	0.12%
Aedes aegypti	1380 Мбит/с	22 Мбит/с (1,6%)	47%
Дрозофила меланогастер	180 Мбит/с	22,8 Мбит/с (13,6%)	20%

См. также

Gynaephora groenlandica , вид арктической моли, личинки которой могут выживать при температуре ниже –60 °C.
Бельгийская антарктическая экспедиция

Ссылки

^ Джейкобс, [Дж.-Ч.] (1900). «Диагнозы насекомых, собранных Бельгийской антарктической экспедицией: двукрылые» . Анналы Энтомологического общества Бельгии . 44 : 106–107.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Ирина Kozeretska; Свитлана Серга; Павло Ковальенко; Volodymyr Gorobchyshyn; Peter Convey (28 апреля 2021). "Belgica antarctica (Diptera: Chironomidae): Натуральный model организм для extreme environments". Insect Science . 29 (1): 2–20. doi : 10.1111/1744-7917.12925 . ISSN 1672-9609 . Wikidata Q119841816 .
^ Jump up to: ^а ^б Дж. К. Джейкобс (1900). «Диагнозы насекомых, собранных Бежевой антарктической экспедицией (parte Chironomidae)» . Анналы Энтомологического общества Бельгии (на французском языке). 44 : 107–108. ISSN 0774-5915 . Викиданные Q119841481 .
^ Патрик Де Деккер (январь 2018 г.). «О давно игнорируемых научных достижениях Бельгийской экспедиции 1897–1899 годов» . Полярные исследования . 37 (1): 1474695. doi : 10.1080/17518369.2018.1474695 . ISSN 0800-0395 . Викиданные Q119842165 .
^ Ашер, Майкл Б.; Эдвардс, Мэрион (1984). «Двукрылое животное с юга от Южного полярного круга: Belgica antarctica (Chironomidae) с описанием его личинки». Биологический журнал Линнеевского общества . 23 (1): 19–31. дои : 10.1111/j.1095-8312.1984.tb00803.x .
^ Jump up to: ^а ^б Люк Сандро и Хуанита Констибль. «Антарктический Бестиарий — Наземные животные» . Лаборатория экофизиологической криобиологии Университета Майами . Архивировано из оригинала 23 декабря 2008 года . Проверено 9 декабря 2008 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Ли, Р.Э.; Ельницкий, М.А.; Райнхарт, JP; Хейворд, ЮАР; Сандро, Л.Х.; Денлингер, Д.Л. (2006). «Быстрое закаливание повышает морозоустойчивость антарктической мошки Belgica antarctica » . Журнал экспериментальной биологии . 209 (3): 399–406. дои : 10.1242/jeb.02001 . ПМИД 16424090 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Робер Мишо, М.; Бенуа, ЖБ; Лопес-Мартинес, Г.; Ельницкий, М.А.; Ли, Р.Э.; Денлингер, Д.Л. (2008). «Метаболомика выявляет уникальные и общие метаболические изменения в ответ на тепловой шок, замерзание и высыхание у антарктической мошки Belgica antarctica». Журнал физиологии насекомых . 54 (4): 645–655. дои : 10.1016/j.jinsphys.2008.01.003 . ПМИД 18313070 .
^ «Антарктическая мошка имеет наименьший геном насекомых» . Би-би-си . 12 августа 2014 г. Архивировано из оригинала 12 августа 2014 г. Проверено 12 августа 2014 г.
^ Келли, Джоанна Л.; Пейтон, Джастин Т.; Фистон-Лавье, Анна-Софи; Титс, Николас М.; Да, Мух-Чинг; Джонстон, Дж. Спенсер; Бустаманте, Карлос Д.; Ли, Ричард Э.; Денлингер, Дэвид Л. (2014). «Компактный геном антарктической мошки, вероятно, является адаптацией к экстремальной среде обитания» . Природные коммуникации . 5 : 4611. Бибкод : 2014NatCo...5.4611K . дои : 10.1038/ncomms5611 . ISSN 2041-1723 . ПМК 4164542 . ПМИД 25118180 .

Дальнейшее чтение

Рубсаамен, Ев. Х. (1906). «Хирономиды». Зоологии: Насекомые . Итоги плавания SY Бельгия в 1897-1898-1899 гг. Анверс: Ж.-Э. Бушманн. стр. 77–83; Табл. 4 , рис. 2, 4–7; Табл. V , рис. 9–19.
Кейлин, Д. (1912). «Об анатомии и развитии Belgica antarctica Jacobs, антарктической редуцированной хирономиды» . Еженедельные отчеты сессий Академии наук . 154 . BHL Страница 7167537 .
Передайте, Питер; Блок, Уильям (1996). «Антарктические двукрылые: экология, физиология и распространение» . Европейский журнал энтомологии . 93 : 1–13.
Ельницкий, М.А.; Хейворд, Сал; Райнхарт, JP; Денлингер, Д.Л.; Ли, RE (2008). «Криопротекторная дегидратация и устойчивость к прививочному замораживанию у антарктической мошки Belgica antarctica » . Журнал экспериментальной биологии . 211 (4): 524–530. дои : 10.1242/jeb.011874 . ПМИД 18245628 .
Лопес-Мартинес, Джанкарло; Бенуа, Джошуа Б.; Райнхарт, Джозеф П.; Ельницкий, Михаил А.; Ли, Ричард Э.; Денлингер, Дэвид Л. (2009). «Обезвоживание, регидратация и чрезмерная гидратация изменяют характер экспрессии генов у антарктической мошки Belgica antarctica » . Журнал сравнительной физиологии Б. 179 (4): 481–491. дои : 10.1007/s00360-008-0334-0 . ПМИД 19125254 . S2CID 1732347 .

Внешние ссылки

Belgica antarctica обсуждается на программе RNZ Critter of the Week , 23 июня 2023 г.
«Антарктический Бестиарий» . Университет Майами . Архивировано из оригинала 13 декабря 2021 года. {{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )

[Jacobs,_1900-1] Джейкобс, [Дж.-Ч.] (1900). «Диагнозы насекомых, собранных Бельгийской антарктической экспедицией: двукрылые» . Анналы Энтомологического общества Бельгии . 44 : 106–107.

[:0-2] Jump up to: ^а ^б ^с Ирина Kozeretska; Свитлана Серга; Павло Ковальенко; Volodymyr Gorobchyshyn; Peter Convey (28 апреля 2021). "Belgica antarctica (Diptera: Chironomidae): Натуральный model организм для extreme environments". Insect Science . 29 (1): 2–20. doi : 10.1111/1744-7917.12925 . ISSN 1672-9609 . Wikidata Q119841816 .

[:1-3] Jump up to: ^а ^б Дж. К. Джейкобс (1900). «Диагнозы насекомых, собранных Бежевой антарктической экспедицией (parte Chironomidae)» . Анналы Энтомологического общества Бельгии (на французском языке). 44 : 107–108. ISSN 0774-5915 . Викиданные Q119841481 .

[4] Патрик Де Деккер (январь 2018 г.). «О давно игнорируемых научных достижениях Бельгийской экспедиции 1897–1899 годов» . Полярные исследования . 37 (1): 1474695. doi : 10.1080/17518369.2018.1474695 . ISSN 0800-0395 . Викиданные Q119842165 .

[UsherEdwards1984-5] Ашер, Майкл Б.; Эдвардс, Мэрион (1984). «Двукрылое животное с юга от Южного полярного круга: Belgica antarctica (Chironomidae) с описанием его личинки». Биологический журнал Линнеевского общества . 23 (1): 19–31. дои : 10.1111/j.1095-8312.1984.tb00803.x .

[MU-6] Jump up to: ^а ^б Люк Сандро и Хуанита Констибль. «Антарктический Бестиарий — Наземные животные» . Лаборатория экофизиологической криобиологии Университета Майами . Архивировано из оригинала 23 декабря 2008 года . Проверено 9 декабря 2008 г.

[LeeJr2006-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Ли, Р.Э.; Ельницкий, М.А.; Райнхарт, JP; Хейворд, ЮАР; Сандро, Л.Х.; Денлингер, Д.Л. (2006). «Быстрое закаливание повышает морозоустойчивость антарктической мошки Belgica antarctica » . Журнал экспериментальной биологии . 209 (3): 399–406. дои : 10.1242/jeb.02001 . ПМИД 16424090 .

[Michaud2008-8] Jump up to: ^а ^б ^с Робер Мишо, М.; Бенуа, ЖБ; Лопес-Мартинес, Г.; Ельницкий, М.А.; Ли, Р.Э.; Денлингер, Д.Л. (2008). «Метаболомика выявляет уникальные и общие метаболические изменения в ответ на тепловой шок, замерзание и высыхание у антарктической мошки Belgica antarctica». Журнал физиологии насекомых . 54 (4): 645–655. дои : 10.1016/j.jinsphys.2008.01.003 . ПМИД 18313070 .

[9] «Антарктическая мошка имеет наименьший геном насекомых» . Би-би-си . 12 августа 2014 г. Архивировано из оригинала 12 августа 2014 г. Проверено 12 августа 2014 г.

[KelleyPeyton2014-10] Келли, Джоанна Л.; Пейтон, Джастин Т.; Фистон-Лавье, Анна-Софи; Титс, Николас М.; Да, Мух-Чинг; Джонстон, Дж. Спенсер; Бустаманте, Карлос Д.; Ли, Ричард Э.; Денлингер, Дэвид Л. (2014). «Компактный геном антарктической мошки, вероятно, является адаптацией к экстремальной среде обитания» . Природные коммуникации . 5 : 4611. Бибкод : 2014NatCo...5.4611K . дои : 10.1038/ncomms5611 . ISSN 2041-1723 . ПМК 4164542 . ПМИД 25118180 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]