Rotifers išgelbėti save nuo parazitų, skraidina į kitus rezervuarus • Aleksandras Markovas • Mokslo naujienos apie "Elementus" • Biologija

Rotifers išgelbėti save nuo parazitų, plaukdami į kitus vandens telkinius.

Bdelloid rotifers Habrotrocha. Nuotraukos iš www.microscopy-uk.org.uk

Yra žinoma, kad lytinis kartojimas radikaliai pagreitina prisitaikančią evoliuciją. Tačiau bdelloid rotifers valdomi be seksualinės reprodukcijos dešimtims milijonų metų. Nebuvo aišku, kaip jie sugeba prarasti "evoliucinės ginklavimosi varžybas" į parazitus. Paaiškėjo, kad rotifers sėkmingai atsikratyti parazitų dėl jų gebėjimo atlaikyti džiūvimą ir būti vežami vėju.

Seksualinė reprodukcija dramatiškai padidina natūralios atrankos veiksmingumą, pagreitina kenksmingo atmetimo ir naudingų mutacijų kaupimąsi, kaip aprašyta straipsnyje "Kirmėlių tyrimai" parodė, kad patinai yra naudingi dalykai (elementai), 2009 10 10. Tai ypač svarbu kovojant su parazitais, dėl kurių aukos yra begalinės "evoliucinės ginklavimosi varžybos" (žr .: šiuolaikiniai parazitai yra pavojingesni už praeitį ir ateitį, Elements, 2007 12 12). Akivaizdu, kad tai yra viena iš pagrindinių priežasčių, dėl kurių visuotinai paplitęs seksualinis reprodukcijos pobūdis.

Bdelloid rotifers yra vienintelė didelė gyvūnų grupė, kurioje seksualinio dauginimo praradimas nesukėlė greito išnykimo.Visos kitos grupės, kurios atsisakė seksualinės reprodukcijos, yra mažos galinės šakos (ar mažos filialų kekės) evoliuciniame medyje. Tai reiškia, kad tokios grupės paprastai miršta, kol jos sukelia didelių taksonų (šeimų, grupuotes ar klases). Daroma prielaida, kad svarbi negyvų populiacijų išnykimo priežastis yra parazitai, apeinanti juos evoliucinėje rasėje ir vedanti iki visiško išnykimo.

Tačiau belliodezės rotifers buvo be seksualinės reprodukcijos mažiausiai 40 milijonų metų. Per tą laiką jie sugebėjo tapti gana įvairaus pobūdžio grupe, kuriai biologai priskiria klasę ir apima daugiau nei 450 šiuolaikinių rūšių. "Elementai" jau kalbėjo apie kai kuriuos specifinius "gudrybes", su kuriomis rotifai gali iš dalies kompensuoti seksualinio dauginimo trūkumą (žr.: "Lytinės reprodukcijos praradimas prisideda prie naujų genų atsiradimo", "Elements", 2007.1.10; Horizontali genų keitimas pakeičia rotifers su lytiniu dauginimu, "Elements", 07.06.2008). Tačiau šie triukai gali turėti pastebimą teigiamą poveikį tik dideliais laiko intervalais.Tai yra pernelyg lėti mechanizmai, padedantys "evoliucinės rasės" rotiferiams iš tikrųjų padėti parazitams, kurie paprastai vyksta labai greitai.

Bdelloid rotifer galvos galas su daugybe blakstienos, skirtos talpinti maisto dalis į burną. Nors rotieji yra daugiasluoksniai gyvūnai, pagal savo įpročius ir dydį jie panašūs į ciliatus. Nuotraukos iš www.microscopy-uk.org.uk

Rotifai, atrodo, turi tam tikrą "slaptą ginklą" prieš parazitus, leidžiantys jiems klestėti, priešingai nei teoriniai lūkesčiai. Anksčiau buvo išreikšta mintis, kad nukentėjusios rūšys gali ištrūkti iš parazitų, kurie apeina juos evoliucinėje rasėje tam tikroje buveinėje, jei jie galėtų pereiti į kitas neužkrėstąsias vietas, nepriimdama jų parazitų (Ladle ir kt., 1993). Biologai Christopheras G. Wilsonas ir Paulas W. Shermanas iš Kornelio universiteto (JAV) pasiūlė, kad bdelloid rotifers turi šį įgūdį. Poveikio pagrindas buvo trys unikalios šių gyvūnų savybės. Pirma, bdelloid rotifers gali toleruoti pilną džiovinimą, o gyvybingumas džiovintoje būsenoje palaikomas iki 9 metų.Antra, sausoje formoje jie labai lengvai perneša vėjas (dėl to daugelis bdelloidinių rotifierių tipų turi visuotinį pasiskirstymą). Trečia, jie iš karto "įsiurbia" ir pradeda augti ir padauginti, kai patenka į bet kurią šlapiąją vietą, ar tai būtų trumpalaikis mažas balansas ar žaliavinio samanų krūva.

Pagrindiniai bdelloid rotifers priešai yra parazitiniai genties grybai. Rotiferophthora. Tai specializuoti parazitai, kurie sukelia mirtiną ligą bdelloid rotifers ir niekas kitas. Grybas nužudo rotipus, išsiunčia per jo dangčius ir išsklaido sporas, kurios yra valgomos kitų rotifers ir užkrečia juos.

Autoriai nusprendė patikrinti, ar rotifers gali atsikratyti parazitų džiovinant ir vėlesniam perdavimui. Jie eksperimentavo su genties rotifieriais. Habrotrochapriklausanti tai pačiai klonai, tai yra, genetiškai ar beveik visiškai identiška.

Rotifers sėdėjo vienas po kito Petri patiekaluose ir leido jiems gyventi ir atkurti taikiai 9 dienas. Per šį laiką kiekvienas rotiferas sugebėjo sukurti nedidelę kelių dešimčių žmonių grupę. Po to mirtino grybelio sporos buvo pridėtos prie visų puodelių, išskyrus kontrolinius. Rotiferophthora angustispora. Grybelis pradėjo daug kartų padauginti ir sunaikinti visus rotifers puodelyje per 12-15 dienų. Tuo tarpu kontrolinės populiacijos ir toliau daugėjo, o jų skaičius stabilizavosi 200-300 asmenų lygiu tuo pačiu metu, kai paskutiniai gyvūnai mirė užkrėstose populiacijose.

Tada po trijų dienų po infekcijos autoriai pabandė išdžiovinti užkrėstą rotifų populiaciją ir palikti sausą savaitę. Po to vanduo vėl įleistas į puodelį. Iš pradžių atrodė, kad viskas vyksta gerai: rotifers atėjo į gyvenimą ir atrodė sveiki, o vanduo buvo neinfekcinis kitoms rotifers, o tai rodo gyvų grybų sporų nebuvimą. Tačiau po 48 valandų iš išgyventų grybų hifai pradėjo pasirodyti iš negyvųjų ropių kūnų, jie išsklaidė sporas, o po 2-3 savaičių mirė rotifers.

Išskyrus užsikrėtusius rotipus džiovintoje formoje, ne vienos, bet dvi savaites, autoriai gavo tiksliai tą patį rezultatą: po vandens įpylimo atsirado ne tik rotifers, bet ir grybai, ir viskas baigėsi apgailėtinai.

Tačiau rezultatai buvo visiškai skirtingi, kai populiacijos buvo džiovinamos ilgiau 3, 4 ar 5 savaites.Tokiu atveju dauguma "mirkytų" populiacijų liko be grybelinės infekcijos iki eksperimento pabaigos (20 savaičių). Po trijų savaičių džiovinimo grybai "išgyveno" tik 40% eksperimentinių populiacijų, po keturių savaičių – 15%, penkias savaites – 9,5%. Taigi, rotifers atlaiko džiūvimą geriau nei jų parazitai. Akivaizdu, kad šis gebėjimas turėtų padėti jiems kovoti su grybeline infekcija gamtoje.

Ar jie taip pat padeda plisti vėjui? Autoriai pastatė kamerą, kurioje pūko lengvas vėjas, ir ten įdėjo puodelį su užkrėstomis ir tiesiog išdžiovintomis rotiferiais. Čia taip pat buvo gamtos substratai: samanos ir dumblas. 30-40 cm atstumu buvo sumontuoti 24 tušti puodeliai. Per savaitę iš šių vakuuminių puodelių buvo išpūstos 5 mg sausos medžiagos. Puodeliai buvo užtvindyti vandeniu, o 17 iš jų karališkieji gyvūnai greitai atėjo. Septyniose iš septyniolikos populiacijų greitai pasirodė parazitinis grybas, kuris, kaip įprasta, sulaužė rotifers per 2-3 savaites. Tačiau likusios 10 populiacijų buvo be grybų ir normaliai jautėsi iki eksperimento pabaigos.

Taigi, be vėjo, rotiferiai turi būti nusausinti mažiausiai tris savaites, kad atsikratytų infekcijos. Vėjo viduje rotifers išgrynintas iš grybelio daug greičiau. Dėl to vėjas gali tikrai padėti rotifers pabėgti nuo parazito. Matyt, tai yra dėl to, kad rotiferiai yra geriau pritaikyti prie vėjo, nei grybų. Sveiki roteliukai, išdžiūvę, paverčiami kompaktiškais (mažiau kaip 300 mikronų) ir labai lengvais ovaliais mažais kūjais, kurie vadinami "statinėmis" (tunas). "Kegs" yra itin gerai toleruojami vėjo. Grybai daugiausia pritaikomi plisti per vandenį. Kontroliniame eksperimente, kai užkrėsta populiacija nebuvo džiovinta ir nusėstos vandens lašelėmis, visos dukterinės populiacijos buvo užkrėstos ir greitai mirė.

Akivaizdu, kad gamtoje rotifers ir jų parazitai dažnai susiduria su didesne sausuma ir perkeliami daug didesniais atstumais nei atliekant eksperimentus. Rezultatai patvirtina idėją, kad rotifers sugeba išgyventi be seksualinės reprodukcijos dėl to, kad jie gerai išmoko, kaip žaisti paslėptus parazitus.

Šaltinis: Christopheris G. Wilsonas, Paulas W. Shermanas.Anciently Asexual Drying Up and Blowing Away // Bridloid Rotifers Escape Mokslas. 2010. V. 327. P. 574-576.

Taip pat žr. Apie bdelloid rotifers:
1) Lytinės reprodukcijos netekimas prisideda prie naujų genų atsiradimo, "Elements", 2007 10 15.
2) Horizontali genų mainai pakeičia rotifers seksualinį atgimimą, "Elements", 2008/07/06.

Aleksandras Markovas


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

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