TARDIGRADE: CARACTERISTICI, TIPURI, HABITAT, NUTRIȚIE - BIOLOGIE - 2025

Cele tardigrades sunt animale microscopice lungime cuprinsă între 0,05 și 0,5 mm, dar au fost raportate „gigant“ 1.7mm. Sunt nevertebrate, protostomi segmentați, cu aspect de urși minusculi cu patru perechi de picioare groase cu gheare și locomoție dintr-o parte în alta cu greutate.

Ei au fost descriși pentru prima dată de Johann A. Ephrain Goeze în 1773 și botezați ca urși de apă de Lázzaro Spallanzani în 1777. Deși au fost puțin studiați, în prezent există mai mult de 800 de specii descrise, locuitori în medii semi-apoase, în aproape tot felul de medii.

Figura 1. tardivrad pentru adulți. Sursa: Laboratorul Goldstein - întârzieri, prin Wikimedia Commons

Deși relațiile lor filogenetice rămân în dispută, deoarece prezintă caracteristicile combinate ale anelidului și artropodului, se poate considera că aparțin filarmardului Tardigrada.

La fel ca artropodele, tardigradele au o cuticule exterioare de protecție subțire, pe care le vărsă periodic (proces mediat de hormonul ecodizomului pro-steroid), permițându-le să supraviețuiască desicării. Cu toate acestea, au apendice nearticulate cu cleme, spre deosebire de artropode, care au articulații.

Caracteristici generale

Forma corpului

Tardigradele prezintă un corp cu simetrie bilaterală, în general cu spatele rotunjit și aplatizat, cu patru perechi de picioare ventrale care culminează cu gheare ale căror forme caracteristice sunt importante pentru clasificarea lor.

Segmentarea corpului nu se distinge în exterior, dar capul este urmat de trei segmente ale trunchiului, fiecare cu o pereche de picioare, pe lângă ultimul segment caudal, cu a patra pereche de picioare proiectate înapoi.

Corpul este acoperit de un strat subțire de cuticule pe care l-au vărsat și multe specii au plăci dorsale și laterale.

Tardurile de adulți care nu sunt marine pot fi colorate, prezentând nuanțe de roz, verde, violet, galben, roșu, gri și negru.

musculatură

Tardigradele au mușchii netezi și striați, majoritatea benzilor musculare constând dintr-o singură celulă sau câteva celule mari. Acestea formează seturi antagonice de mușchi care îți controlează locomoția pas cu pas.

Schimb de gaze

Schimbul de gaze, precum oxigenul, depinde de difuzarea prin corpul tău.

Sistem digestiv

Sistemul digestiv al tardigradelor constă dintr-un tub bucal, o faringă musculară bulboasă și o pereche de stilete calcaroase pe care le folosesc pentru a străpunge plantele sau alte corpuri mici de animale, după care le sug conținutul.

Târgurile carnivore și omnivore au o gură terminală anterioară, în timp ce erbivorele și detritivorele au o gură ventrală.

Faringele comunică cu esofagul, care la rândul său se deschide într-un intestin gros mijlociu și intestin gros scurt (cloaca sau rect), ducând în cele din urmă la un anus terminal.

Figura 2. Tardigradă. Sursa: Frank Fox la http://www.mikro-foto.de

Sistem nervos

Sistemul nervos al tardigradelor este metameric, similar cu cel al anelidelor și artropodelor.

Ele prezintă un ganglion creier dorsal lobulat mare, conectat la un ganglion subesofagian. Acesta, la rândul său, se extinde într-o pereche de cordoane nervoase ventrale posterioare, care leagă un lanț de patru perechi de ganglioni care trec prin picioare.

Tardigradele au adesea o pereche de pete oculare senzoriale, fiecare conținând cinci celule, dintre care una este sensibilă la lumină.

Strategii adaptative

Anabioza și formarea chistului

Tardigradele au capacitatea de a intra într-o stare de latență care implică o activitate metabolică foarte redusă, în timpul condițiilor de mediu nefavorabile supraviețuirii lor.

În perioadele uscate, pe măsură ce vegetația locuită de tardigradele terestre se usucă, acestea se încolăcesc trăgând pe picioare, pierd apa din corpul lor și secretă o teacă cuticulară cu pereți dubli care le acoperă întregul corp ridat.

Aceste chisturi mențin un metabolism bazal foarte scăzut (dar totuși detectabil), stare numită anabioză.

S-a raportat, de asemenea, că se formează chisturi care formează chisturi în condiții de CO ₂ anormal de ridicate , sulfură de hidrogen și cianură de potasiu.

Criptobioza și stadiul butoiului

Criptobioza este o stare extremă de anabioză, în care toate semnele activității metabolice sunt total absente. Datorită acestei abilități de a intra în această stare, multe specii de întârzieri supraviețuiesc condițiilor extreme de mediu.

În condiții extreme de mediu, târgradele își contractă picioarele și formează un tip particular de chist cu un singur perete, în formă de „butoi de vin” (numit „tun” în engleză).

În această stare de baril, metabolismul organismului este nedetectabil, fiind considerat criptobiotic. Astfel, se protejează de condiții extrem de adverse, acoperindu-și corpul și reducând suprafața de interacțiune cu mediul înconjurător.

Anhydrobiosis

Anhidrobiosis este o strategie de toleranță la desicare care permite multor specii de tardigrade (și alte nevertebrate, rotifere și nematozi) să reziste stării de deshidratare din cauza condițiilor externe de înghețare a apei sau secetei.

Expus la condiții de secetă, pierde apă (care în stare activă constituie 85% din greutatea sa), până când atinge mai puțin de 2% din greutatea corporală și activitatea metabolică scade până la niveluri aproape imperceptibile, putând intra în stadiul butoiului.

Rezistență la condiții extreme

Printre condițiile fizice extreme la care supraviețuiesc multe specii de întârzieri în stadiul târziu al butoiului, se numără:

• Temperaturi foarte ridicate (149 ° C) și foarte scăzute (-272 ° C).
• Presiune atmosferică ridicată (până la 6000 atm).
• Niveluri intense de radiații ionizante.
• Expunerea la vid.
• Perioade lungi de absență totală de oxigen.

În plus, unele specii și-au revenit după ce și-au scufundat butoaiele în substanțe toxice, cum ar fi saramură, eter, alcool absolut și chiar heliu lichid.

După ce condițiile favorabile pentru starea lor activă sunt restabilite (în special disponibilitatea apei), animalele se umflă și își reactivează metabolismul în câteva ore.

Rolul ecologic al encystment-ului și stadiul butoiului

Chisturile și etapele de baril reprezintă strategii de supraviețuire în spațiu și timp.

În ceea ce privește aspectul temporal, anii pot trece în aceste etape enciclate până când condițiile de mediu (în special a umidității) vor reveni favorabile.

În sfera spațială, encystment-ul reprezintă, de asemenea, un mijloc pentru dispersia sa geografică, fie prin acțiunea de dispersie a vântului, fie prin a fi în noroi uscat aderent la păsările de apă de locomoție.

Datorită alternanței dintre perioadele active și cele cifrate, speranța de viață a întârzierilor poate varia de la mai puțin de un an la mai mult de 100 de ani.

Figura 3. Târgradul activ al adulților (a) și forma sa encitată (b). Sursa: Takuma Hashimoto, Daiki D. Horikawa, Yuki Saito, Hirokazu Kuwahara, Hiroko Kozuka-Hata, Tadasu Shin-I, Yohei Minakuchi, Kazuko Ohishi, Ayuko Motoyama, Tomoyuki Aizu, Atsushi Enomoto, Koyuki Kondo, Sae Tanaraka, Yuichiro, Yuichiro, Yuichiro, Yuichiro, Yuichiro Shigeyuki Koshikawa, Hiroshi Sagara, Toru Miura, Shin-ichi Yokobori, Kiyoshi Miyagawa, Yutaka Suzuki și colab. , prin Wikimedia Commons

habitate

Tardigradele sunt animale în viață liberă sau simbiotice (chiar parazitare) cu distribuție geografică largă, locuitori în medii extreme sau extrem de variabile, cum ar fi iazurile temporare de apă dulce.

Disponibilitatea apei

Factorul limitativ pentru aceste microorganisme este disponibilitatea apei, deși în absența acesteia (în condiții de îngheț sau secetă), tardifradele se deshidratează, formând chisturi sau trepte de butoi, după cum sa menționat anterior.

Speciile terestre își împărtășesc microhabitatele cu alte organisme precum rotiferele, nematodele, bacteriile, protozoarele, acarienii și larvele mici de insecte.

Distribuție geografică largă

Informațiile privind distribuția geografică a tardigradelor sunt limitate de lipsa studiului extins și de deficitul de colecții de exemplare din diferite regiuni critice ale planetei.

Cu toate acestea, distribuția sa geografică largă este favorizată de diseminarea sa prin chisturi, trepte de butoi și ouăle lor.

Toate aceste structuri sunt foarte ușoare și rezistente pentru a fi transportate pe distanțe lungi (fie de vânt, fie de nisip, în noroiul atașat la insecte, păsări și alte animale).

Tardigrade au fost găsite din zona arctică până la Antarctica, de la nisipurile de plajă până la adâncurile abisale (3000 m adâncime), în corpurile naturale și artificiale de apă (bazine, râuri, lacuri, mări și izvoare termale), în habitate semi-acvatice, cum ar fi stratul subțire de apă care acoperă solul, gunoaiele, mușchii, lăutarii hepatici, lichenele, algele și anumite plante vasculare.

Unele specii sunt interstițiale (trăiesc între boabele de nisip), altele sunt epifite (trăiesc la suprafața algelor și plantelor), iar altele sunt epizoice sau comensale (trăiesc pe sau în interiorul altor nevertebrate marine, cum ar fi manta de midii).

Exemple de specii tardigrade

Majoritatea speciilor tardigrade sunt distribuite pe scară largă pe planeta Pământ, iar multe sunt cosmopolite, cum ar fi Milnesium tardigradum (dieta carnivoră).

Alte specii sunt marine, cum ar fi Halobiotus crispae, care se găsește frecvent pe algele brune din Groenlanda. De asemenea, au fost studiate specii litorale, cum ar fi Echiniscoides sigismundi în Danemarca.

Cu toate acestea, ar putea exista specii aparent endemice precum Isohypsibius cameruni, găsite (până în prezent) doar în Camerun (Africa), deși această presupunere s-ar putea datora faptului că nu a fost căutată în alte regiuni.

Alte specii epizoice, cum ar fi Styraconyx qivitoq, trăiesc pe animale acvatice cu ectoproct sau briozoan.

Densitate scăzută a populației

Tardigradele fac parte din lanțul alimentar, dar, în general, prezintă un număr redus de populație. Ocazional , ei pot ajunge la densități de până la 300.000 de persoane / m ² în sol și mai mult de 2.000.000 de persoane / m ² în mușchi.

Tipuri de întârzieri

Phylum Tardigrada

Filonul Tardigrada cuprinde opt familii în trei ordine, care sunt definite pe baza detaliilor anexelor de pe capul lor, natura ghearelor de pe picioarele lor și prezența (sau absența) tuburilor Malpighi.

Cele trei ordine ale acestui filon sunt: ​​Heterotardigrada, Mesotardigrada, Eutardigrada.

Figura 4. tardivrad pentru adulți. Sursa: Willow Gabriel, Laboratorul Goldstein, prin Wikimedia Commons

Nutriție

Cura de slabire

În general, se hrănesc cu fluidele celulare ale plantelor și animalelor, străpungând celulele cu perechea lor de stilete orale.

Întârzierile care locuiesc în apă dulce, sunt situate printre vegetația în descompunere, hrănindu-se cu resturi organice, conținutul de celule vegetale (în special mușchi), microalge, protozoare și alte nevertebrate mici, cum ar fi rotiferele.

Specii tardive care trăiesc pe pământ, se hrănesc cu bacterii în descompunere, alge și materii vegetale sau sunt prădători de nevertebrate mici.

Procesul de hrănire

Atunci când mănâncă, tardigradele își sug alimentele și produc salivă în esofag, care se amestecă cu materialul ingerat. De asemenea, produc secreții digestive care sunt golite în cavitatea bucală.

Alimentele trec de la faringe la esofag, care la rândul său se deschide într-un intestin gros de mijloc, unde are loc digestia și absorbția nutrienților. În sfârșit, intestinul gros scurt (cloaca sau rect) duce la un anus terminal.

Reproducere

Tardigradele sunt dioice, prezentând o singură gonadă pe intestin la ambele sexe și gonopore în apropierea anusului sau în rect (în cazul unor femei).

Femelele au unul sau două mici recipiente seminale care se deschid în rect, în apropierea cloacului.

La unele genuri, masculii nu sunt cunoscuți, dar majoritatea tardigradelor au studiat copularea și depunerea ouălor.

Creșterea tardivă provine din cuticule multe și ating maturitatea sexuală după trei până la șase etape.

Sexual

La unele specii, masculul depune sperma direct în receptorul seminal al femelei sau în cavitatea corpului prin penetrare cuticulară. În ultimul caz, fertilizarea are loc direct în ovar.

În alte întârzieri, are loc o formă specială de fertilizare indirectă: masculul depune sperma sub cuticula femelei înainte de a se mulți, iar fertilizarea are loc atunci când femela depune ouăle în cuticula vărsată.

Femelele depun 1 - 30 de ouă simultan (în funcție de specie). Dezvoltarea sa este directă, fără a prezenta stadii larvare.

Asexual prin partenogeneză

Partenogeneza (din greacă, partheno: virgină și geneză: naștere) este o strategie reproductivă în care ouăle nefertilizate se dezvoltă ca adulți viabili individuali.

Această strategie are avantajul pe termen scurt de a permite reproducerea rapidă. Cu toate acestea, pe termen lung prezintă un dezavantaj în comparație cu rudele sexuale, deoarece diversitatea lor genetică le permite o mai mare flexibilitate și adaptare la variațiile condițiilor de mediu.

În majoritatea organismelor, partenogeneza alternează cu perioadele de reproducere sexuală.

ouă

Ouăle au, în general, pori de suprafață caracteristici, pe lângă proiecții conice.

Figura 5. Detalii despre oul Macrobiotus shonaicus. Sursa: Stec, Daniel; Arakawa, Kazuharu; Michalczyk, Łukasz, prin Wikimedia Commons

Unele specii sunt identificate numai după modelul ouălor lor. De exemplu, speciile genurilor Macrobiotus și Minibiotus.

De asemenea, dimensiunea și forma porilor plăcilor dorsale ale ouălor, permite separarea speciilor, ca în cazul genului Echiniscus.

Referințe

1. Edward, RE și Robert D. Barnes, RD (1996). Zoologie nevertebrată. McGraw - Hill Interamericana. Mexic. p. 1114.
2. Guidetti, R. și Jönsson, KI (2002). Supraviețuirea anhidrobiotică pe termen lung în micrometazoane semi-terestre. Journal of Zoology 257 (2): 181-187. doi: 10.1017 / S095283690200078X
3. Miller, SA și Harley, JP (2004). Zoologie. Ediția a șasea. Învățământul superior MacGraw-Hill. pp. 538.
4. Suzuki, AC (2003). Istoricul vieții Milnesium tardigradum Doyere (tardigrada) într-un mediu de creștere. Zoolog Sci 20: 49–57.
5. Watanabe și Masahiko (2006). Anhidrobiosis în nevertebrate Appl. Entomol. Zool., 41 (1): 15–31.
6. Wright, J. (2001). Criptobioză la 300 de ani de la van Leuwenhoek: Ce am învățat despre Tardigrade? Zoologischer Anzeiger 240: 563–582.