Что такое тихоходка

Что такое тихоходка

Есть на Земле потрясающе живучие существа. Они способны переносить любые тяготы и лишения и отлично себя чувствуют даже в кипятке. Будь они побольше, наверняка захватили бы планету. Но крошечные тихоходки — именно так они называются — не помышляют о мировом господстве. Ученые давно заинтересовались тихоходками и провели над ними массу опытов. Одной из главных целей экспериментов стало определение границы живучести этих существ.

Тихоходки — это микроскопические беспозвоночные, родственные членистоногим, их размеры от 0,1 до 1,5 миллиметров.

Впервые их описал в 1773 году немецкий пастор и исследователь Иоганн Август Гёце. Он назвал это создание «маленький водяной медведь» (по-немецки kleiner Wasserbär), хотя не каждый наблюдатель найдет сходство очевидным. Полупрозрачное тело тихоходки состоит из четырех сегментов и головы. У нее четыре пары коротких толстых ножек, каждая из которых заканчивается коготком. Передвигаются они очень медленно: 2—3 мм/мин. Собственно, поэтому в 1777 году итальянский ученый Ладзаро Спалланцани назвал их тихоходками.

Во рту у них несколько острых зубов-игл, которыми они вгрызаются в растения или животную добычу. Крупные тихоходки могут поедать коловраток, нематод и даже других тихоходок. Из-за феноменальной живучести они распространены по всей планете от горных вершин Гималаев до морских глубин. Их разносят ветер, вода и животные. Больше всего они любят пресноводные водоемы и влажные лишайники.

Ученые уже давно пытаются разгадать секрет живучести тихоходок. Любое другое существо схожих размеров и строения неизменно гибнет там, где выживает тихоходка. Дело в том, что она универсальна. Ей не приходится поколениями вырабатывать механизмы адаптации и менять строение тела, чтобы выживать в подводном гейзере или вечной мерзлоте.

О серии экспериментов над тихоходками телеканал ВВС рассказывает в научно-популярной передаче «Что должно произойти, чтобы уничтожить на Земле все живое?».

Тихоходок замораживали на 30 лет при температуре −20°C. Также их в течение 20 месяцев держали в жидком кислороде при −193°C. Они выживали. Тихоходки смогли выдержать восьмичасовое охлаждение жидким гелием до −271°C и нагрев до 60—65°C в течение 10 часов. Температуру в 100 градусов по Цельсию они выдерживали в течение часа.

Тихоходок пытались уничтожить ионизирующим излучением. Доза в 570 тыс. бэр убила только половину подопытных. Для сравнения: человек погибает при дозе 500 бэр.

Тихоходки научились переносить отсутствие кислорода. Их помещали в атмосферу из сероводорода и углекислого газа. Там они могли находиться неделями, а по возвращению в естественную среду опять чувствовали себя прекрасно, продолжали есть и размножаться.

Японские биофизики провели эксперимент, в котором тихоходок помещали в заполненную водой камеру высокого давления. Постепенно давление доводили до 6000 атмосфер. Некоторые испытуемые погибали, но большинство выживало.

По современным данным, тихоходки могут ожить после десяти лет анабиоза, в который они впадают в период засухи. При этом уровень влаги в их организме может снижаться до 1—2% от нормы. По одной из научных гипотез, в такие периоды даже ДНК тихоходок распадается, но когда влажность нормализуется, целостность ДНК восстанавливается. По этой же теории, в генетический код тихоходки может попасть чужой генетический материал — например, от живущих по соседству более приспособленных организмов. Таким образом, она вбирает в себя лучшие черты разных видов.

Тихоходок отправляли даже туда. Шведские ученые поместили их на корпусе космической станции, обращенной к солнцу. Вакуум и космическая радиация должны были показать границы выживаемости. Дополнительно часть тихоходок облучали ультрафиолетом. Из тех, кто провел десять дней снаружи корабля, выжили почти все. А вот из тех, кого дополнительно облучали ультрафиолетом, в живых остались немногие.

Стоит добавить, что тихоходки не всегда одинаково живучи. Максимальные результаты они показывают, когда высыхают и впадают в анабиоз. В таком состоянии им не страшны даже длительные космические путешествия.

Читайте также:  Строение кальмара схема

Тело у тихоходок имеет размер 0,1—1,5 мм, полупрозрачное, из четырёх сегментов и головы. Снабжено 4 парами коротких и толстых ног с одним разветвлённым коготком (у некоторых видов коготки почти отделены друг от друга) на конце, причём последняя пара ног направлена назад. Передвигаются тихоходки действительно очень медленно — со скоростью всего 2—3 мм в минуту. Ротовые органы — пара острых «стилетов», служащих для прокалывания оболочек клеток водорослей и мхов, которыми тихоходки питаются. Тихоходки имеют пищеварительную, выделительную, нервную и половую системы; однако у них отсутствуют дыхательная и кровеносная системы — дыхание кожное, а роль крови выполняет заполняющая полость тела жидкость. Систематическое положение тихоходок дискуссионно. Большинство авторов сближают их с настоящими членистоногими (Euarthropoda). Помимо этого, их могут сближать либо с нематодами (Nematoda), либо с кольчатыми червями (Annelida).

Размножение
Раздельнополы. Самцы тихоходок мельче самок и встречаются редко, поэтому возможен партеногенез, то есть размножение самок без оплодотворения. Во время периода размножения у самки созревает от 1 до 30 яиц. Оплодотворение внутреннее или внешнее, когда самец откладывает сперму на кладку яиц. У одних видов яйца откладываются в грунт, в мох или воду, у других — в сброшенную при линьке шкурку. Развитие прямое, молодая тихоходка отличается от взрослой только меньшими размерами.

Образ жизни
В настоящее время известно 400 видов тихоходок (в России — 120 видов [1]). Из-за микроскопических размеров и способности переносить неблагоприятные условия распространены они повсеместно, от Гималаев (до 6000 м) до морских глубин (ниже 4000 м). Тихоходок находили в горячих источниках, подо льдом (например, на Шпицбергене) и на дне океана. Распространяются они пассивно — ветром, водой, различными животными. Все тихоходки в некоторой степени являются водными животными. Количество тихоходок во мхе может быть очень велико — сотни, даже тысячи особей в 1 г высушенного мха.

Питаются тихоходки жидкостями растений и водорослей, на которых обитают. Некоторые виды поедают мелких животных — коловраток, нематод, других тихоходок.
Выносливость
Тихоходки привлекли внимание уже первых исследователей своей поразительной выносливостью. Л Выживают тихоходки в основном за счёт т. н. ангидробиоза, высушивания. При высыхании они втягивают в тело конечности, уменьшаются в объёме и принимают форму бочонка. При анабиозе их метаболизм падает до 0,01 %, а содержание воды способно доходить до 1 % от нормального.

Температура
Выдерживают пребывание 30 лет при температуре −20 °C[2], в течение 20 месяцев в жидком кислороде при −193 °C,

Тихоходки

Тихоходка из класса Eutardigrada,
длина тела всего 200 мкм /вес 23 мкг
Научная классификация
Домен : Эукариоты
Царство : Животные
Подцарство : Эуметазои
Без ранга : Двусторонне-симметричные
Без ранга : Первичноротые
Без ранга : Линяющие
Без ранга : Panarthropoda
Надтип : Лобоподы
Тип : Тихоходки
Международное научное название Классы
  • Гетеротардиграды (Heterotardigrada)
  • Мезотардиграды (Mesotardigrada)
  • Эутардиграды (Eutardigrada)

Тихохо́дки (лат. Tardigrada ) — тип микроскопических беспозвоночных, близкий к членистоногим.

Впервые представитель этих животных был описан в 1773 году немецким пастором И. А. Гёце как kleiner Wasserbär (с нем. — «маленький водяной медведь»). В 1777 году итальянский учёный Ладзаро Спалланцани дал им название il tardigrado (с итал. — «тихоходки»), латинизированной формой которого является название Tardigrada (с 1840 года).

Содержание

Морфология и физиология [ править | править код ]

Тело у тихоходок имеет размер 0,1—1,5 мм, полупрозрачное, состоит из четырёх сегментов и головы. Снабжено четырьмя парами коротких и толстых ног с одним разветвлённым коготком на конце (у некоторых видов коготки почти отделены друг от друга), причём последняя пара ног направлена назад. Передвигаются тихоходки действительно очень медленно — со скоростью всего 2—3 мм в минуту. Ротовые органы — пара острых «стилетов», служащих для прокалывания оболочек клеток водорослей и мхов, которыми тихоходки питаются. Тихоходки имеют пищеварительную, выделительную, нервную и половую системы; однако у них отсутствуют дыхательная и кровеносная системы — дыхание кожное, а роль крови выполняет заполняющая полость тела жидкость. Систематическое положение тихоходок дискуссионно. Большинство авторов сближают их с настоящими членистоногими (Euarthropoda). Помимо этого, их могут сближать либо с нематодами (Nematoda), либо с кольчатыми червями (Annelida).

Читайте также:  Ящерица породы

Размножение [ править | править код ]

Раздельнополы. Самцы тихоходок мельче самок и встречаются редко, поэтому возможен партеногенез, то есть размножение самок без оплодотворения. Во время периода размножения у самки созревает от 1 до 30 яиц. Оплодотворение внутреннее или внешнее, когда самец откладывает сперму на кладку яиц. У одних видов яйца откладываются в грунт, в мох или воду, у других — в сброшенную при линьке шкурку. Развитие прямое, молодая тихоходка отличается от взрослой только меньшими размерами.

Образ жизни [ править | править код ]

В настоящее время известно 400 видов тихоходок (в России — 120 видов) [1] . Из-за микроскопических размеров и способности переносить неблагоприятные условия они распространены повсеместно, от Гималаев (до 6000 м) до морских глубин (ниже 4000 м). Тихоходок находили в горячих источниках, подо льдом (например, на Шпицбергене) и на дне океана. Распространяются они пассивно — ветром, водой, различными животными. Все тихоходки в некоторой степени являются водными животными. Примерно 10 % — морские обитатели, другие встречаются в пресноводных водоёмах, однако большинство населяет моховые и лишайниковые подушки на земле, деревьях, скалах и каменных стенах. Количество тихоходок во мхе может быть очень велико — сотни, даже тысячи особей в 1 г высушенного мха.

Питаются тихоходки жидкостями водорослей и других растений, на которых обитают. Некоторые виды поедают мелких животных — коловраток, нематод, других тихоходок. В свою очередь служат добычей для клещей и ногохвосток.

Выносливость [ править | править код ]

Тихоходки привлекли внимание уже первых исследователей своей поразительной выносливостью. Ладзаро Спалланцани, наблюдая оживление тихоходок после годового анабиоза, описал это явление как «воскрешение из мёртвых». При наступлении неблагоприятных условий они способны на годы впадать в состояние анабиоза, а при наступлении благоприятных условий — довольно быстро оживать. Выживают тихоходки в основном за счёт так называемого ангидробиоза, высушивания. При высыхании они втягивают в тело конечности, уменьшаются в объёме и принимают форму бочонка. Поверхность покрывается восковой оболочкой, препятствующей испарению. При анабиозе их метаболизм падает до 0,01 %, а содержание воды способно доходить до 1 % от нормального.

В состоянии анабиоза тихоходки выносят невероятные нагрузки.

Температура [ править | править код ]

Выдерживают 30-летнее пребывание при температуре −20 °C [2] , в течение 20 месяцев в жидком кислороде при −193 °C, восьмичасовое охлаждение жидким гелием до −271 °С; нагрев до 60—65 °С в течение 10 ч и до 100 °С в течение часа [3] .

Ионизирующее излучение [ править | править код ]

Доза в 570 000 бэр убивает примерно 50 % облучаемых тихоходок. Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 бэр.

Атмосфера [ править | править код ]

Довольно долго могут находиться в атмосфере сероводорода, углекислого газа.

Давление [ править | править код ]

В эксперименте японских биофизиков «спящих» тихоходок помещали в герметичный пластиковый контейнер и погружали его в заполненную водой камеру высокого давления, постепенно доведя его до 600 МПа (около 6000 атмосфер). При этом не важно, какой жидкостью был заполнен контейнер: водой или нетоксичным слабым растворителем перфторуглеродом C8F18 — результаты по выживаемости совпадали.

Читайте также:  Аквариумный фильтр aquael pat mini

Открытый космос [ править | править код ]

В эксперименте шведских учёных тихоходок видов Richtersius coronifer и Milnesium tardigradum разделили на три группы. Одна из них по прибытии на орбиту оказалась в условиях вакуума и была подвергнута воздействию космической радиации. Другая группа, кроме этого, также подверглась облучению ультрафиолетом A и B (280—400 нм). Третья группа животных испытала воздействие полного спектра ультрафиолета (116—400 нм). Все тихоходки находились в состоянии анабиоза. После 10 дней, проведённых в открытом космосе, практически все организмы были иссушены, но на борту космического аппарата тихоходки вернулись к нормальному состоянию. Большинство животных, подвергшихся облучению ультрафиолетом с длиной волны 280—400 нм, выжили и оказались способны к воспроизводству. Однако жёсткое ультрафиолетовое облучение оказало критическое воздействие, лишь 12 % животных третьей группы выжили, все они принадлежали к виду Milnesium tardigradum. Тем не менее, выжившие смогли дать нормальное потомство, хотя их плодовитость оказалась ниже, чем у контрольной группы, находившейся на Земле. Все животные из третьей группы погибли через несколько дней после возвращения на Землю.

Влажность [ править | править код ]

В литературе часто упоминается случай, когда мох, взятый из музея спустя приблизительно 120 лет хранения в сухом виде, поместили в воду, и через некоторое время на нём «обнаружилось множество ползающих тихоходок». На самом деле в первоисточнике говорится, что одна особь стала подавать признаки жизни, но так и не ожила. По современным данным, тихоходки могут ожить после примерно десятка лет анабиоза [4] .

Горизонтальный перенос генов [ править | править код ]

Геном тихоходок является относительно большим для их размеров и положения на древе эволюции — он содержит в себе около 215 миллионов нуклеотидов, что примерно в два раза больше, чем у нематод, геном которых по размеру считается типичным для мелких беспозвоночных.

Некоторое время считалось, что свыше 6500 участков ДНК (около 17 %) из 38 тысяч генов были «позаимствованы» у других организмов, в том числе бактерий-экстремофилов [5] [6] . Тихоходки способны переносить экстремальные формы обезвоживания, когда доля воды в их организме падает до 1—2 % от нормы. Предполагалось, что высушиваясь, ДНК Hypsibius dujardini распадается на крупные фрагменты, а при возврате в условия обитания с нормальным содержанием воды особые белки «сшивают» и восстанавливают поврежденную ДНК. В этот момент в клетки, благодаря расширенным порам, якобы могут попадать фрагменты чужой ДНК, которые «вшиваются» в геном и остаются в нём, если их появление не приводит к фатальным последствиям для тихоходки и помогает ей выживать. Учитывая то, что многие из этих участков являлись генами, отвечающими за реакцию на стресс, починку ДНК и противодействие различным экстремальным факторам, предполагалось, что тихоходки приобрели способность выживать в космосе благодаря позаимствованным генам. [7]

Также высказывалось мнение, что причиной выводов о массовом заимствовании чужих генов являлось загрязнение (контаминация) образцов ДНК тихоходок чужой бактериальной ДНК [8] [9] .

Последние исследования показывают, что всего 1,2 % генов тихоходок заимствованы способом горизонтального переноса у других царств живых существ [9] [10] [11] .

Классификация [ править | править код ]

Большинство тихоходок относят к двум классам: Heterotardigrada и Eutardigrada. Третий, Mesotardigrada, состоит всего из одного японского вида.

  • У Heterotardigrada внешние покровы склеротизированы, голова снабжена двумя усиками, а конечности имеют по четыре пальца и/или когтя.
  • У Eutardigrada нет усиков на голове и покровы эластичные. К ним относятся виды, приспособившиеся к жизни в море (Halobiotus), и самая крупная из тихоходок, Milnesium tardigradum, достигающая 1,5 мм в длину.
Ссылка на основную публикацию
Что кушает волнистый попугайчик
Неопытные заводчики, приобретая волнистого попугайчика, задаются вопросом, что едят волнистые попугаи кроме обычного корма. Важно, что активность и яркость пернатого...
Чисто белый кот какая порода
Говорят, белые кошки снятся к хорошим вестям. И если их черные сородичи издавна воспринимались как предвестники несчастья, то с белоснежными...
Чистокровная верховая порода лошадей характеристика
Чистокровная верховая лошадь родом из Англии. Эта порода выведена в XVIII столетии для нужд армии, а сегодня она используется в...
Что кушает жук носорог
Удивительный жук-носорог является одним из самых распространенных видов насекомых на всей планете. В настоящее время науке известен целый ряд представителей...
Adblock detector