Polypedilum vanderplanki

Polypedilum vanderplanki
tieteellinen luokittelu
Verkkotunnus:eukaryootitKuningaskunta:EläimetAlavaltakunta:EumetatsoiEi sijoitusta:Kahdenvälisesti symmetrinenEi sijoitusta:protostomitEi sijoitusta:SulaminenEi sijoitusta:PanarthropodaTyyppi:niveljalkaisetAlatyyppi:Henkitorven hengitysSuperluokka:kuusijalkainenLuokka:ÖtökätAlaluokka:siivekkäät hyönteisetInfraluokka:NewwingsAarre:Hyönteiset, joilla on täydellinen metamorfoosiSuperorder:AntliophoraJoukkue:DipteraAlajärjestys:Pitkäviiksinen kaksoiskahkaInfrasquad:CulicomorphaSuperperhe:ChironomoideaPerhe:KellohyttysetNäytä:Polypedilum vanderplanki
Kansainvälinen tieteellinen nimi
Polypedilum vanderplanki Hinton , 1951

Polypedilum vanderplanki   (lat.) on Polypedilum -sukuun kuuluva soiva hyttyslaji , jonka levinneisyysalue kattaa Nigerian , Ugandan [1] . Laji on kuuluisa siitä, että sen toukat pystyvät selviytymään äärimmäisissä olosuhteissa, elävät pitkään lähes täydellisen kuivumisen tilassa ja palaavat nopeasti elämään suotuisten olosuhteiden vallitessa.

Kuvaus

Pienet soivat hyttyset , siipien pituus 1,3-2 mm. Rungon pääväri on ruskeanmusta, jalat kellertävänruskeat. Lajin kuvasi ensimmäisen kerran vuonna 1951 brittiläinen entomologi H. Hinton (Hinton, HE; ​​​​University of Bristol , Bristol , UK ). P. vanderplanki on nimetty biologi tohtori FL Vanderplankin mukaan, joka oli ensimmäinen, joka keräsi ja tutki tyyppisarjaa ja toukkia Nigeriassa vuosina 1949 ja 1950 [1] .

Selviytyminen äärimmäisissä olosuhteissa

Toukat pystyvät elämään +60…+70 °C lämpöisissä vesissä ja selviämään kuivuudesta täysin kuivuvissa vesistöissä [2] , joutuen hypometabolismiin  - kryptobioosiin [3] . Näissä olosuhteissa toukan ruumis "kuivuu" ja säilyttää vain 3% vesipitoisuudesta koko kehon painosta. Kuivuttuaan toukat tulevat immuuniksi monille äärimmäisille ympäristöolosuhteille. Voi selviytyä lämpötiloissa -170 °C - +106 °C [4] , erittäin korkeissa (jopa 7000 harmaa [5] ) gammasäteilytasoissa ja altistumisessa tyhjiölle [6] [7] .

Polypedilum vanderplankin toukat ovat niitä harvoja monisoluisia organismeja , jotka kestävät lähes täydellisen kuivumisen ( anhydrobioosin ) selviytyäkseen epäsuotuisissa ympäristöolosuhteissa. Kun toukat kuivuvat, niiden ruumiissa oleva vesi korvataan trehaloosimolekyyleillä ja joillakin muilla biomolekyyleillä, jotka auttavat "säilyttämään" toukkien kudoksia kuivattuna [8] [9] . Hitaalla kuivauksella (0,22 ml päivässä) toukka suorittaa seuraavan rehydraation syntetisoimalla ja keräämällä 38 μg trehaloosia . Toukat, jotka kuivuivat 3 kertaa nopeammin, keräävät vain 6,8 μg trehaloosia, mikä estää niitä ylläpitämästä ja jatkamasta elintärkeää toimintaansa rehydraation (kehon nesteen lisäyksen) jälkeen [10] [11] .

Tieteessä

Helmikuussa 2014 ISS :llä osana venäläis-japanilaista Space Midge -koetta ("Space Mosquito") tutkittiin kryptobioosista poistumista avaruusolosuhteissa Polypedilum vanderplanki -toukkien esimerkillä . Kokeen aikana tutkittiin myös toukkien kehitysprosesseja mikrogravitaatiossa ja lisääntyneessä taustasäteilyssä [8] . Syyskuussa 2014 julkaistiin artikkeli Polypedilum vanderplanki -genomitutkimuksen tuloksista . Takahiro Kikawadan johtama kansainvälinen tutkijaryhmä määritti ja kokosi Polypedilum vanderplankin täydellisen genomisekvenssin sekä läheisesti sukua olevan lajin , Polypedilum nubiferin, genomin, jolla ei ole kykyä kryptobioosiin. Niiden vertailu mahdollisti geenien tunnistamisen , jotka aktivoituvat toukkien kuivuessa ja kuivumisen jälkeisen toipumisen aikana. Monet näistä geeneistä, erityisesti LEA-proteiinien geenit, eivät ole ominaisia ​​muille hyönteisille ja oletettavasti ilmaantuneet Polypedilum vanderplankin genomiin horisontaalisen geeninsiirron seurauksena . [12]

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Hinton, H.E. 1951. Uusi kironomidi Afrikasta, jonka toukka voidaan kuivata ilman vammoja. Proceedings of the Zoological Society of London , 121(2): 371-380. ISSN: 1469-7998
  2. ↑ Akimushkin I.I. Eläinten maailma. Eläinmaailma: Hyönteiset. Hämähäkit. Lemmikit. - M .: Ajatus, 1993. - T. 3. - ISBN 5-244-00444-1
  3. ↑ E. I. Shagimardanova - Kryptobioosin evoluutio Polypedilum vanderplankissa: horisontaalisen geeninsiirron rooli bakteereista. Kazan.
  4. ↑ M. Watanabe, T. Kikawada, T. Okuda, 2003 Sisäisen ionipitoisuuden kasvu laukaisee trehaloosisynteesin, joka liittyy kryptobioosiin Polypedilum vanderplankin toukissa. Journal of Experimental Biology, 206 13 (heinäkuu 2003), 2281 2286, 0022-094
  5. ↑ Watanabe M1, Sakashita T., Fujita A., Kikawada T., Horikawa DD, Nakahara Y., Wada S., Funayama T., Hamada N., Kobayashi Y., Okuda T. - Anhydrobioosin biologiset vaikutukset afrikkalaisessa chironomid, Polypedilum vanderplanki säteilyn sietokyvystä. . Haettu 3. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 15. tammikuuta 2018.
  6. ↑ Okuda, T.; Watanabe, M.; Sychev, V.; Novikova, N.; Gusev, O.; Saigusa, M. Polypedilum vanderplanki : anhydrobioottinen hyönteinen mahdollisena työkaluna avaruusbiologiassa  (englanniksi)  // 36th COSPAR Scientific Assembly in Beijing : Journal. - 2006. - heinäkuuta. - .
  7. ↑ Hinton HE Kärpäsen toukka, joka sietää kuivumista ja -270°C - +102°C lämpötiloja  // Nature  :  Journal. - 1960. - Voi. 188 , no. 4747 . - s. 336-337 . - doi : 10.1038/188336a0 . - .
  8. ↑ 1 2 Tatyana Zimina. Hyttyset ovat löytäneet jalansijan avaruudessa. Arkistoitu 19. huhtikuuta 2014 Wayback Machinessa - " Science and Life ".
  9. ↑ T. Kikawada, A. Saito, Y. kanamori, Y. Nakahara, K. Iwata, D. Tanaka, M. Watanabe, T. Okuda, 2007 Trehaloosikuljettaja 1, helpotettu ja suuren kapasiteetin trehaloosin kuljettaja, mahdollistaa eksogeenisen trehaloosin soluihin imeytymistä. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, 104 28 (heinäkuu 2007), 11585 11590 , 0027-8424
  10. ↑ Takahiro Kikawada et ai. Onnistunutta anhydrobioosia aiheuttavat tekijät afrikkalaisessa Chironomid Polypedilum vanderplankissa   : Toukkien putkimaisen pesän merkitys // Integratiivinen ja vertaileva biologia : päiväkirja. - 2005. - Voi. 45 , no. 5 . - s. 710-714 . - doi : 10.1093/icb/45.5.710 .
  11. ↑ Minoru Sakurai, Takao Furuki, Ken-ichi Akao, Daisuke Tanaka, Yuichi Nakahara, Takahiro Kikawada, Masahiko Watanabe ja Takashi Okuda. Lasitus on välttämätöntä anhydrobioosille afrikkalaisessa kironomidissa, Polypedilum vanderplanki  (englanniksi)  // Proceedings of the National Academy of Sciences  : Journal. - National Academy of Sciences , 2008. - Voi. 105 , no. 13 . - P. 5093-5098 . - doi : 10.1073/pnas.0706197105 . - . — PMID 18362351 .
  12. ↑ Oleg Gusev, Yoshitaka Suetsugu, Richard Cornette, Takeshi Kawashima, Maria D. Logacheva, Alexey S. Kondrashov, Aleksey A. Penin, Rie Hatanaka, Shingo Kikuta, Sachiko Shimura, Hiroyuki Kanamori, Yuichi Matenay Katayose, Takashi El Shagi Alekseev, Vadim Govorun, Jennifer Wisecaver, Alexander Mikheyev, Ryo Koyanagi, Manabu Fujie, Tomoaki Nishiyama, Shuji Shigenobu, Tomoko F. Shibata, Veronika Golygina, Mitsuyasu Hasebe, Takashi Okuda, Nori Kikawa, Takahiro. Vertaileva genomin sekvensointi paljastaa anhydrobioottisen kääpiön äärimmäisen kuivumisen sietokyvyn genomisen allekirjoituksen // Nature Communications. - 2014. - Nro 5 . - S. 4784 . - doi : 10.1038/ncomms5784 .

Linkit