Дельмендер мен инелер • Сергей Глаголев • «Элементтер» бойынша танымал ғылым тапсырмалары • Биология

Дельмендер мен инелер

Тапсырма

Сурет. 1. Жазғы әйел Daphnia retrocurva. Фото cfb.unh.edu

Көптеген планктониялық шаян тәрізділерде дафния циклорфоз деп аталады. Сол түрдің әр түрлі ұрпақтарының сыртқы құрылымындағы маусымдық айырмашылықтар деп аталады. Қыс және көктемде дафния үлкен, басы дөңгелек, көз үлкен, ал құйрық игесі (денені жабатын қабықтың артқы аяғында) өте қысқа. Жаздың басында немесе ортасында дене өлшемі (қабықтың ұзындығы мен салмағы) және көздің диаметрі төмендейді, иінді ұзындығы артады, басында – дулыға пайда болады. Кейбір түрлерде бұл кең (1-сурет), ал басқа бөліктерде ол (мысалы, 2-сур. (Бұл белгілер жаңа ұрпақтарда – көктемгі дафниден балалар мен немерелерде пайда болады!) Күзгі және қысқы ұрпақтарда (егер дафния қыстың белсенді күйде жұмсайды, жұмыртқалар түрінде емес болса), әдетте дулыға азаяды немесе жоғалады.

Сурет. 2 Дафнияның екі түріндегі циклорфоз – D.cucullata Дания мен көлдердің бірінде D. retrocurva АҚШ көлдерінің бірінде. Studyblue.com сайтынан алынған сурет

Қалай ойлайсыз, бұл дегеніміз Бұл өзгерістердің бейімделу мәні ме? Неліктен? Дафнии жазда дулыға және ұзын иық иығына мұқтаж неге олар көктем мен қыста өседі емес пе?


1-кеңес

Сурет. 3 Қабықтағы шпик жазғы ұрпақтарда пайда болады Бракион. Plankt.oxfordjournals.org сайтынан сурет

Мұндай ұзақ дамулар тек дафнияда ғана емес, сонымен қатар басқа планктондық организмдерде де пайда болады – мысалы, ротифаршылар (3-сурет) және қарсыластың қабығы. Алайда, олардың жазғы ұрпақтары көктемгіден көбірек емес, одан да көп емес.


2-кеңес

Бір климаттық аймақта бір-бірінің жанында орналасқан екі көлдің бірінде дафния типтік циклорфозды сезінуі мүмкін, ал басқа жазда бір түрдің дапнидендері кішірейеді, көз диаметрі азаяды, бірақ дулыға өседі. Тропикте сурет ұқсас, кейбір су объектілерінде дапнидтерде циклорфоз, ал басқа су объектілерінде сол түрдің дафниясы болмауы немесе ол нашар көрінеді.


Шешім

Сурет. 4 Дафния антеннасы. Сайт micrographia.com сайтындағы фотосуреттер

Дафнид пен циркуляторлардың цикламорфозын зерттеу ұзақ тарихқа ие, сондықтан пайда болу себептері мен инелер мен дулыға рөлі туралы гипотезаның тапшылығы жоқ. Бастапқыда кейбір ғалымдар Дафнияның жазғы және көктемгі сорттарын жекелеген түрлер ретінде сипаттады (бірақ мұндай жауап мәселенің күйіне қайшы еді). Сонда идея судың баяулауын жеңілдетеді. Dead daphnia раковина (төменгі бөлікке шоқыр қабықшаны тартады). Сондықтан тірі дафния суда қалу үшін энергияны жұмсайды: олар әрқашан жоғары көтеріледі.

Дафнидтер антеннамен жүзіп отырады – антенналар пішінді қылшықтармен жабылады (4-сурет). Дафния өздігінен бөренелерді құлатып, оларды тастағанда, барлық қылшықтар тегістеліп, шаян тәрізді денені алға қарай итереді. Дафния антеннаны көтергенде, барлық қылшықтар бүктеледі, судың кедергісі төмендейді және шаян тәрізділер кері қарай жылжиды. Ал антенналық соққылар арасындағы аралықта дафния баяу батып кетеді.

Ұзақ уақытқа созылмалы шипалардың баяулауына себеп болды. Міне, олардың рөлі, мысалы, танымал «Жануарлар әлемі» кітабында сипатталған:

Судың бағанындағы көптеген тармақталған шаян тәрізділерінің өмірі бір қызық құбылыспен байланысты циклорфоз. Оның мәні, белгілі бір типтегі қабықтың пішіні мен мөлшері, әрине, жыл мезгілдеріне байланысты өзгереді. Жаз мезгілінде кейбір дафния түрлерінде баста «дулыға» пайда болады, ал Боссинде бүйір жағында – «төбешік». Сонымен қатар, Daphnia, қабықтың артқы жұлдыру ұзартылады және Bosmin – алдыңғы антенналар (сурет 198). Бұл өзгерістер судың температурасы өзгеруімен қатар жүреді. Алайда, бұл жағдайда температура өзі маңызды емес, бірақ судың тығыздығына әсер етеді. Жылыту суы салқындатылғаннан төмен тығыздығымен ерекшеленеді.Қозғалыс үшін және аз тұтқалы ыстық суда ұшу үшін ұзын процестер қажет, ал кейде басқа дене пішіні қажет. Осылайша, Daphnia және Bosmin жазғы пішіндері осындай жағдайларда қозғалу және көтерілу үшін арнайы құрылғылар жасайды. Шаян тәрізділердің денесі түріндегі өзгерістердің судың тығыздығының мәні Е. Мануилованың Балқаш көлінің дафниясын бақылауымен расталады. Бұл көлде шығыстан батысқа қарай тұздылық бірте-бірте өсіп келеді, сонымен бірге судың көлемі бұрынғыдан да тығыз болады. Жергілікті Plankton Daphnia – Daphnia balchashensisсалыстырмалы түрде жоғары тұзды жерде өмір сүретін, толық дөңгелек басы бар және көлдің тұщыландырылған бөлігінде тіршілік ететін дулыға салынған бас бар.

Меніңше, бәрі бір-біріне жақындады, алайда күмән қалды. Біріншіден, 4 ° С судағы тығыздық 1 болса, онда 20 ° C-та 0,998 болады. Және он мыңдаған адамның арқасында дулыға пайда болады? Екіншіден, көршілес көлдерде циклорфоз басқа себептермен жүреді. Рас, жылы су және суық су көлдері бар, бірақ оларда судың тығыздығы айырмашылықтары аз. Және, әрине, кішігірім өлшемдер де батыруды бәсеңдетеді; бірақ кейбір жағдайларда дафния дулыға өсіреді, ал басқаларында өлшемі азаяды.Қыс мезгілі үшін неліктен құтылу керек екендігі түсініксіз – ақырындап баяу және суға батырылған суға батып кету тиімдірек! Және көздің мөлшері қандай екендігі анық емес … Ақырында, эксперименттер анестезия кезінде дамыған және онсыз дафнидтер бірдей жылдамдықпен суырылып жатқанын көрсетеді.

Сондықтан басқа түсіндірулерді іздеу жалғасты. Көп ұзамай олар табылды.

Дафния өмірін қиындатады: су бағанасында жасырынатын орын жоқ, кішкентай қорғансыз дафнияны жеуге болатын көптеген жыртқыштар бар. Көптеген көлдерде жыртқыштардың екі түрі бар – омыртқасыздар мен балықтар. Мысалы, омыртқасыз жыртқыштар дафнияны жояды. Хаобор мылжыңдарының жыртқыш личинкалары (M. Lencioni, 2006. Chaoborus-дің далада және зертханада іріктеуді таңдау), тармақтағы Асшаяндарды лептодоры (Leptodora kindti), үлкен циклопалар және т.б. Осы аңшылардың көпшілігі аң аулау кезінде көруді пайдаланбайды: олар жарық пен қараңғылықта сәтті аң аулайды. Олар судың ауытқуы арқылы зардап шеккендерді көреді – виброқайылық сезімімен. Бұдан басқа, олар әдетте 1 мм-ге дейін құрбан болғандарды аң аулайды. Көптеген көлдер дапнидендер жетілуге ​​дейін осы мөлшерге дейін өседі немесе аздап өседі.

Балықпен бұл басқа жол. Дапния үшін аң аулау кезінде олар өз көздерімен көреді. Олар кез-келген дафнияны жұтып қояды.Дапния үшін аң аулау кезінде, үлкенірек құрбандар таңдалып алынды – «үлкен бөлік пен ауыз қуанады». Сонымен қатар, үлкен жыртқышты байқау оңайырақ: балық оны көреді және үлкен қашықтықтан шабуылдайды.

Кедей дапнидтер екі өрттің арасында. Балықтан аулақ болу үшін, мүмкіндігінше айқын болмау керек. Терең көлдерде тік миграция ішінара сақталады – түстен кейін үлкен дапнидтер қараңғы жерде терең көрінеді және ештеңе де көрінбейді. Тағы бір нұсқасы – ашық аспан денелерінің мөлшерін азайту, әсіресе қара, көзге көрінетін. Дафния аз ғана болса, олар омыртқасыз жыртқыштарға ұшырайды. Осылай болмағандықтан, Дафниа ұзын, бірақ мөлдір және балықтың өсуіне байланысты көрінбейтін мөлшерін арттырады. Тексеру көрсеткендей, бұл озық омыртқасыздардың көптігі көлдерде қалыптасады.

Егер негізгі жыртқыштар балық болса, онда жазғы дафнияда әдетте азаяды. Рас, бір Daphnia – Daphnia lumholtzi – Өсіп келе жатқан өсімдіктер балықтардан қорғай алатындықтан, соншалықты ұзақ және өткір. Бұл тропикалық түр американдық су қоймасына жақында қонды және ол белсенді түрде зерттелді. Тәжірибесіз қуырылған ыдыс ыдыс жұқтырған дапнидтерді ықыласпен басып алды, бірақ содан кейін оларды жиі түкіріп тастайды (дапниядан түкіре алады!) Және тағы да қайталанбаңыз.Алайда, дафния үшін бұл жағдай ерекшелік болып табылады: әдетте өсімдік жұқа, жұмсақ және олар балықтан механикалық қорғаныш ретінде қызмет ете алмайды.

Зерттеуші эксперименттер, дафнияларды кішкентай (омыртқасыз) жыртқыштардан қорғауға мүмкіндік берді. Дәл қалай? Сонымен қатар, гипотезаның болмауы. Мүмкін, бұл жасырын технология, мүмкін, жыртқыштар допнияны дулыға арқылы жүзуді анықтайды ма? Тәжірибелер дәлелдемеген сияқты: Хаобор жиі дафнияны дулыға және жоқ допнияға лақтырды.

Немесе ұзын дамып келе жатқан дафниялар, мысалы, көлденең немесе көлбеу, мысалы, үлкен дулыға мөлшері бар болса, оларда ұзын және күшті антенна бұлшықеттері бар? Мұнда деректер қайшы: кейбір түрлері үшін бұл шындық, бірақ басқалар үшін бұл (дафнитпен және дуссельсіз сәтсіз шабуылдардың жиілігі әр түрлі емес). Көптеген жағдайларда дафнияның дулыға бар екені дәлелденсе, хищтердің тістерінен қашып, тірі қалу оңайырақ. Неге – белгілі емес. Жыртқыштың өмірлік маңызды мүшелерге, жүрекке немесе миға қол жеткізу қиын болуы мүмкін.Немесе дулыға және жіңішке ине жыртқыштың тістері ішіндегі ағымдардың бір бөлігін қалдырып, өмірді сақтап қалуы мүмкін. Шын мәнінде, көлдер жиі тірі дапнидтерге сынған игумен және біраз дулығадан (бірнеше мольттан кейін жоғалған бөлшектер қалпына келтіре алады) кездеседі.

Осылайша, ашықтықтың өсуіне байланысты, дафния кішкентай жыртқыштардан қашып, шынайы өлшемді арттырады, бірақ көрінетін өлшемді (балықтан қорғау!) Арттырмайды. Неліктен көктемде өсім байқалады және күзде жоғалады?

Бұл сұрақ кем дегенде екіге бөлінеді: 1) неге құлдырау күзде жоғалады? және 2) жазда қандай факторлардың әсерінен пайда болады?

Алғашқы сұрақтың жауабы айқын: ештеңе ештеңе берілмейді. Дулыға мен инені өсіру энергияны қажет етеді, және, шамасы, аз емес. Өсіп келе жатқандар жұқа болса да, олар читиннің қабатымен жабылады. Дафния көбінесе молт (негізінен ластану агенттерінен құтылу үшін – эпибионт). Және әрбір рет, читин синтездеу керек және қайтадан шығарылады. Жыртқыш омыртқасыздардың аз болғанымен, бұл энергияны пайдалы нәрсеге бағыттау жақсы – мысалы, құнарлылықты арттыру.Шынында да, бірнеше жұмыстар тең «теңдесі жоқ» дафниденттер «қарусыздан» азырақ ұрпақ қалдырғанын көрсетті. Сондықтан өсімдіктерді үнемі сақтайтын дафниялар цикломорфозға қабілетті клондардың көмегімен тоқтатылады.

Клондар туралы айтқаннан бері, дафния көбінесе циклдік партеногенез арқылы көбейтеді. Жазда популяцияда тек әйелдер. Олар миозсыз және рекомбинациясыз пайда болатын диплоидті жұмыртқаларды пайдаланады. Ал күзде ерлер бірдей жұмыртқалардан өседі және қалыпты бисексуалды көбею орын алады. Ұрықтанған жұмыртқалар қыста аман қалады, ал олардың көктемінде әйелдердің жаңа клондарын шығарады. Дафния мұз астында қыстап қалса, көлде «өткен жыл» клондарының кейбірі сақталған. Цикломорфоз клонға айналуы мүмкін; бірақ оның толық дәрежесі көбінесе әртүрлі клондардың өсіп-өну қабілетінде айырмашылығы бар. Көктемде өнімді «қарусыз» клондар басым болады, ал жазда олардың дулыға және игламен қорғалған клондары ауыстырылады.

Мүмкін, ең қызықты мәселе екінші сұраққа жауап болды. Дулыға мен игланың өсуі көптеген «жазғы» жағдайлардың әсерімен ынталандырылуы мүмкін: температураның жоғарылауы, судың турбуленттілігін арттыру, күндізгі жарықтың ұзақтығын ұлғайту және азық-түлік көлемінің артуы.Бірақ, бірде-біреуі бұл қорғаныштық өсімнің өсуін ынталандыратын … жыртқыштардың өзі! Бірақ бұл оқиға болған.

Басты дулыға, оның арқасында дулыға және инені өсіреді, азықтандырғыш хищника шығаратын заттар. Жыртқышты шығаратын мұндай заттар, бірақ жәбірленуші оны қабылдайды, оны «Каиромон» деп атайды. Кіріктірілімнің тар анықтамасы бойынша, жұқтырушы әлі де жеңімпаз болып саналады. Дафнии каиромондарды және омыртқасыз жыртқыштарды және балықтарды ұстайды. Ең сезімтал немесе Daphnia эмбриондары немесе нәрестелер болып табылады. Кейромондардың әрекеті бойынша көптеген дафнит дулыға мен инені өсіреді, ал өсім әдетте тездетіледі. Балықтардың каиромдары, ең алдымен, олардың мінез-құлқына әсер етеді – олар тік көші-қонды ынталандырады. Бұдан басқа, олар өсуді баяулатуы және дафнидтердің көптеген өсіру сипаттамаларына әсер етуі мүмкін. Көптеген жыртқыштардың көбею маусымы жаздың басы. Және «асыл» жыртқыштар өздерінің құрбандарын ескертеді: «Келіңіздер, өзіңізді қорғап, бәрін жеп қойыңыз!»


Кейінгі сөз

Дулыға мен инелермен жұмыс әлі де аяқталмайды. Түрлі географиялық аймақтардағы әртүрлі жыртқыштардың әртүрлі дафния түрлеріне (олардың жүзге жуықы бар) қалай әрекет ететінін білуге ​​болады.Осы өзара әрекеттердің түрлердің санының динамикасына және тұтастай көлдердің және тоғандардың экожүйелеріне қалай әсер ететінін түсінуге болады. Жыртқыштардың аузынан қашып кетудің дапнияға қалай көмектесетіндігі туралы мәселе нашар зерттелді. Сіз хиромондардың химиялық құрылымын анықтай аласыз (бұл туралы көп мәлімет бар, бірақ нақты формулалар әлі жоқ).

Дафнияның хиромондарды қалай анықтайтынын түсіну одан да қызықты. Жақында бұл туралы бір нәрсе білуге ​​болады: мысалға, каоборлық дафнияның қайромондары ацетилхолин шығаратын нейрондар, ал GABA-эргикалық нейрондарды қолданатын балықтың криромондары арқылы анықталды. Генді реттеп болғаннан кейін Daphnia pulex, жаңа сұрақтар қою мүмкіндігі. Цитондар қандай гендерді белсендіреді? (Бұл қазірдің өзінде зерделенді.) Осы гендердің қайсысы және д д паннаның және басқа да белгілердің өсуіне қалай әсер етеді? (Бұл туралы ештеңе білмейді.)

Бірақ, мүмкін, бұл барлық жеке мәселелер. Біраз емес! Былғары қолғап шабуылдаушылар мен бөренелер туралы ойланыңыз. «Индуктивті қорғаныс» планктондық организмдердің көптеген түрлерінде кездеседі. Хиджикаттардан қорғауға байланысты циклорфоз басқа мекендейтін жануарларда да – силиат, баланс, құстың және т.б.Өсімдіктер жыртқыштардың барлығына жауап бере алады және олардан «біртұтас» қорғай алады («Саваннадағы Өмір және Өлім» тапсырмасын қараңыз) және бұл тікелей адамдардың мүдделеріне тікелей әсер етеді.

Жалпыға ортақ проблема, әртүрлі түрлер арасындағы химиялық байланыс, соның ішінде, сонымен қатар, каиромондардың көмегімен. Мүмкін, жыртқыштардағы зәрдегі иромондармен тышқандарды қабылдау жақсы зерттелуі мүмкін. Рас, мұнда көптеген зерттелмеген сәттер бар (қараңыз, мысалы, D. Ferrero et al., 2011). Сиқырдан мыс сілекейлері мен егеуқұйрықтан оқшауланған белоктарға тышқандардың реакциясы (Негізгі Зәрдегі Протеиндерді қараңыз). Екі протеин өте ұқсас және тышқандарда қорқыныш тудырады. Бұл әлі жұмбақ емес. Құпия – бұл микстің сол ақуызы, ол вomeronasal органның жасушаларының сол рецепторлық белоктарымен анықталған (сонымен бірге Vomeronasal органын қараңыз), ерлер тышқандарындағы агрессияны ынталандырады! Мысық немесе егеуқұйрықтан шыққан заттардың тышқандардағы қорқыныш реакциясын, сонымен қатар, туа біткенін анықтайтыны белгілі. Және «қорқыныш және онымен күресу» деген барлық мәселелер заманауи медицина неврологиясына арналған маңызды тақырып болып табылады.

Мен биохимия ғылым ретінде өзінің миссиясын орындаған және ХХ ғасырдың соңына қарай дамуын аяқтаған көптеген беделді және ақылға қонымды биохимиктерден естідім.Бірақ олар негізгі метаболизм жолдарын зерттеуді білдірді. Химиялық экология мен «химиялық этология» болсақ (мен оны ойлап таппадым, сондықтан баға белгілерінсіз, химиялық экологияның, этологияның және эволюцияның жәндіктерін қараңыз) – биохимиктер ұзақ уақыт жұмыссыз қалмайды. Қазір олардың көбісі экологтар мен нейрохирургтермен бірге гранттарға өтінімдер жазады.


Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: