Дафния пулекс - Daphnia pulex

Дафния пулекс
Дафния pulex.png
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Членистоногие
Подтип:
Ракообразные
Учебный класс:
Браншиоподы
Заказ:
Cladocera
Семья:
Дафнии
Род:
Дафния
Подрод:
Дафния
Разновидность:
Д. пулекс
Биномиальное имя
Дафния пулекс

Дафния пулекс самый распространенный разновидность из водяная блоха.[3] Оно имеет космополитическое распространение: вид встречается повсюду Северная и Южная Америка, Европа и Австралия.[4] Это модельные виды, и был первым рачком, у которого геном последовательность.

Описание

Дафния пулекс является членистоногие чьи сегменты тела трудно различить. Их можно узнать только по придатки они несут (только по одной паре на сегмент) и изучая внутреннюю анатомию.[5] Голова отчетливая и состоит из шести сегментов, которые слиты вместе, даже как эмбрион. Он несет ротовые органы, и две пары усики, вторые из которых увеличены в мощные органы, используемые для плавания.[5] Нет четкого разделения между грудная клетка и брюшная полость, которые вместе несут пять пар отростков.[5] Оболочка, окружающая животное, расширяется кзади в длинную или короткую позвоночник.[6] Как и большинство других Дафния разновидность, Д. пулекс воспроизводится циклическим партеногенез, чередуя половое и бесполое размножение.[7]

Экология

Дафния пулекс встречается в самых разных водных средах обитания, хотя наиболее тесно связан с небольшими затененными бассейнами.[8] В олиготрофный озера Д. пулекс имеет небольшую пигментацию, в то время как может стать ярко-красным в гиперэвтрофный воды, за счет производства гемоглобин.[8]

Хищничество

Дафния являются добычей как позвоночных, так и беспозвоночных. хищники. Роль хищничества на Д. пулекс Экология популяций широко изучена, и было показано, что она является главной осью вариаций в формировании динамики популяции[9] и распределение на уровне ландшафта.[10] Помимо прямого население экологическое эффекты хищничества, процесс вносит свой вклад в фенотипическую эволюцию разными способами: больше Д. пулекс более заметны для позвоночных хищников, но беспозвоночные хищники не могут справиться с более крупными Д. пулекс. В результате больше Д. пулекс чаще встречаются у беспозвоночных хищников, в то время как меньшие размеры связаны с позвоночными хищниками.

Подобно некоторым другим Дафния виды, морфология из Д. пулекс демонстрирует пластиковый ответ на наличие хищников. Личинки фантомных мошек (Хаоборус ) релиз кайромоны - химические сигналы, вызывающие образование небольших зубчатых выступов на голове, известных как «шейные зубы».[11] Шейные зубы увеличивают выживаемость в присутствии беспозвоночных хищников, но существуют затраты - например, более длительное время развития, - когда этих хищников нет.[12]

Экологическая стехиометрия

Дафния пулекс экология формируется наличие и баланс питательных веществ, который влияет на черты, опосредующие внутри- и межвидовые взаимодействия. Поскольку питательные вещества необходимы для множества биологических процессов - например, для синтеза аминокислот, - доступность этих питательных веществ в окружающей среде регулирует последующие характеристики организма.[13] Низкая доступность питательных веществ снижает как размер тела, так и скорость роста, что, как отмечалось выше, регулирует Дафния отношения к хищникам. Дафния пулекс в частности, был важным модельным видом для исследования экологическая стехиометрия, демонстрируя, что затенение пруда деревьями увеличивает концентрацию питательных веществ по сравнению с углеродом в водоросли, что увеличивает Д. пулекс размер тела и, следовательно, конкурентоспособность и подверженность хищничеству позвоночными животными.[14]

Геномика

Дафния пулекс был первым рачком, у которого геном последовательность.[15][16] Его геном содержит 31000 гены - на 8000 больше, чем присутствует в человеческий геном - в результате обширных дупликация гена.[17]

Одна из самых удивительных особенностей Д. пулекс геном - это его компактность: несмотря на размер около 200 МБ (примерно в 16 раз меньше, чем размер человеческий геном размером 3200 Мб); его 12 хромосом содержат минимальный набор из 30 907 предсказанных генов, кодирующих белок, больше, чем 20 000–25 000 генов человека.[17]

Такая эффективная упаковка генов достигается за счет небольшого размера интрона. Действительно, тогда как средняя длина белка в Д. пулекс очень похож на таковой у Drosophila, средний размер гена на 1000 п.н. короче у Д. пулекс. Как следует из стандартное восточное время анализ, средний размер интрона, найденный в Д. пулекс генов составляет 170 п.н.[17]

С другой стороны, интронная плотность Д. пулекс геном похож на геном Apis mellifera, что в свою очередь вдвое больше, чем в Дрозофила.[17]

Д. пулекс геном претерпел обширную дупликацию генов, за которой последовала быстрая дивергенция паралогов и тандемная перестройка. В результате этих процессов около 20% его генного каталога состоит из тандемов, состоящих из 3–80 генов-паралогов, многие из которых являются экоответственными, то есть по-разному экспрессируются при воздействии Д. пулекс на экологические проблемы, такие как биотический или абиотический стресс, а также колебания уровня света / кислорода.[17]

Примечания

  1. ^ Некоторые источники цитируют авторитет «Лейдига, 1860»,[2] или "(Де Гир, 1776)".

Рекомендации

  1. ^ Грегорио Фернандес-Леборанс; Мария Луиза Тато-Порто (2000). «Обзор видов простейших эпибионтов на ракообразных. II. Сукторные инфузории». Ракообразные. 73 (10): 1205–1237. Дои:10.1163/156854000505209. JSTOR  20106394.
  2. ^ "Дафния пулекс Лейдиг, 1860 г. ". Интегрированная система таксономической информации. Получено 27 августа, 2010.
  3. ^ Кэрри Миллер. "Дафния пулекс". Сеть разнообразия животных. университет Мичигана.
  4. ^ "Дафния пулекс". Определитель зоопланктона Северо-Востока на основе изображений (США). Университет Нью-Гэмпшира. Архивировано из оригинал на 2011-02-07. Получено 2009-11-28.
  5. ^ а б c Александр Иванович Петрункевич (1916). "Дафния пулекс". Морфология типов беспозвоночных. С. 113–121. ISBN  978-0-554-71763-0.
  6. ^ Херрик, Кларенс Лютер (2009). «Раздел 6». Заключительный отчет о ракообразных Миннесоты. ООО "Дженерал Букс". С. 21–66. ISBN  978-1-150-02333-0.
  7. ^ Eads, BD; Богуски, E; Эндрюс, Дж. (18 декабря 2007 г.). "Профилирование экспрессии генов с предубеждением пола во время партеногенетического воспроизводства Дафния пулекс". BMC Genomics. 8 (2007): 464. Дои:10.1186/1471-2164-8-464. ЧВК  2245944. PMID  18088424.
  8. ^ а б "Дафния пулекс". Определитель зоопланктона Северо-Востока на основе изображений (США). Версия 4.0. Университет Нью-Гэмпшира. Архивировано из оригинал 7 февраля 2011 г.. Получено 12 мая, 2011.
  9. ^ Барбара Леони; Летиция Гарибальди (2009). "Динамика численности населения Chaoborus flavicans и Дафния spp .: воздействие на сообщество зоопланктона в вулканическом эвтрофном озере с естественно высокими концентрациями металлов (L. Monticchio Grande, Южная Италия) » (PDF). Журнал лимнологии. 68 (1): 37–45. Дои:10.4081 / jlimnol.2009.37.[постоянная мертвая ссылка ]
  10. ^ Дж. Х. Пантел; Т. Э. Юенгер; М. А. Лейбольд (2011). «Структура градиентов окружающей среды Дафния пулекс × пуликария клональное распространение ». Журнал эволюционной биологии. 24 (4): 723–732. Дои:10.1111 / j.1420-9101.2010.02196.x. PMID  21288271. S2CID  12013868.
  11. ^ Винфрид Ламперт; Ульрих Зоммер (2007). «Хищничество». Лимноэкология: экология озер и ручьев (2-е изд.). Oxford University Press. С. 162–179. ISBN  978-0-19-921393-1.
  12. ^ Р. Толлриан (1993). «Формирование шейных зубов у Daphnia pulex как пример постоянной фенотипической пластичности: морфологические эффекты Хаоборус концентрация кайромона и их количественное определение ». Журнал исследований планктона. 15 (11): 1309–1318. Дои:10.1093 / планкт / 15.11.1309.
  13. ^ Роберт Уорнер Стернер; Джеймс Дж. Эльзер (2002). Экологическая стехиометрия: биология элементов от молекул до биосферы. Princeton University Press. ISBN  978-0-691-07491-7.
  14. ^ Спенсер Р. Холл; Мэтью А. Лейбольд; Дэвид А. Литл; Вал Х. Смит (2004). «Стехиометрия и состав планктонных травоядных по градиентам света, питательных веществ и риска хищничества». Экология. 85 (8): 2291–2301. Дои:10.1890/03-0471. HDL:1808/16742.
  15. ^ "Дафния пулекс v1.0 ". Объединенный институт генома DOE. Получено 2009-11-29.
  16. ^ Флориан Одрониц; Себастьян Беккер; Мартин Коллмар (2009). «Реконструкция филогении 21 полностью секвенированного вида членистоногих на основе их моторных белков». BMC Genomics. 10: 173. Дои:10.1186/1471-2164-10-173. ЧВК  2674883. PMID  19383156.
  17. ^ а б c d е Джон К. Колборн; Майкл Э. Пфрендер; Дональд Гилберт; и другие. (2011). "Экоответственный геном Дафния пулекс". Наука. 331 (6017): 555–561. Bibcode:2011Наука ... 331..555C. Дои:10.1126 / science.1197761. ЧВК  3529199. PMID  21292972.