dafnia pulex

Daphnia pulex
Klasyfikacja naukowa
Królestwo:	Animalia
Gromada:	stawonogi
podtyp:	Skorupiaki
Klasa:	Branchiopoda
Zamówienie:	Anomopoda
Rodzina:	rozwielitki
Rodzaj:	rozwielitki
Podrodzaj:	rozwielitki
Gatunek:	D. Pulex
Nazwa dwumianowa
dafnia pulex Leydiga , 1860

Daphnia pulex jest najczęstszym gatunkiem pchły wodnej . Ma kosmopolityczne rozmieszczenie : gatunek ten występuje w obu Amerykach, Europie i Australii. Jest to gatunek modelowy i był pierwszym skorupiakiem, którego genom został zsekwencjonowany.

Opis

D. pulex to stawonogi , których segmenty ciała są trudne do rozróżnienia. Można go rozpoznać tylko po jego przydatkach (zawsze tylko jedna para na segment) i poprzez badanie jego wewnętrznej anatomii. Głowa jest odrębna i składa się z sześciu segmentów, które są ze sobą połączone nawet jako zarodek . Ma aparat gębowy i dwie pary anten , z których druga para jest powiększona do potężnych organów używanych do pływania. Nie widać wyraźnego podziału między klatką piersiową a odwłokiem , które łącznie mają pięć par przydatków. Skorupa otaczająca zwierzę rozciąga się z tyłu do kręgosłupa . Podobnie jak większość innych rozwielitek , D. pulex rozmnaża się w drodze cyklicznej partenogenezy , naprzemiennie rozmnażając się płciowo i bezpłciowo.

Ekologia

D. pulex występuje w wielu siedliskach wodnych, chociaż jest najbardziej związany z małymi, zacienionymi basenami. W jeziorach oligotroficznych D. pulex ma niewielką pigmentację, podczas gdy w wodach hipereutroficznych może stać się jaskrawoczerwony z powodu produkcji hemoglobiny .

Drapieżnictwo

rozwielitek są ofiarami różnych drapieżników zarówno kręgowców, jak i bezkręgowców. Rola drapieżnictwa w ekologii populacji D. pulex jest szeroko badana i wykazano, że jest główną osią zmienności w kształtowaniu dynamiki populacji i rozmieszczenia na poziomie krajobrazu. Oprócz bezpośrednich ekologicznych skutków drapieżnictwa dla populacji, proces ten przyczynia się do ewolucji fenotypowej na kontrastujące sposoby; większe D. pulex są bardziej widoczne dla drapieżników kręgowców, ale drapieżniki bezkręgowców nie są w stanie poradzić sobie z większymi. W rezultacie większe pchły wodne są zwykle spotykane u drapieżników bezkręgowców, podczas gdy mniejsze są kojarzone z drapieżnikami kręgowcami.

Podobnie jak w przypadku niektórych innych gatunków Daphnia , morfologia D. pulex wykazuje plastyczną reakcję na obecność drapieżników. Larwy muszki ( Chaoborus ) uwalniają kairomony - chemiczne sygnały - które indukują rozwój małych, postrzępionych wypustek na głowie, zwanych „zębami szyi”, które zwiększają przeżywalność w obecności bezkręgowego drapieżnika, ale kosztem - dłuższy rozwój czas, na przykład – kiedy tych drapieżników nie ma.

Stechiometria ekologiczna

D. pulex jest kształtowana przez dostępność i równowagę składników odżywczych , co wpływa na cechy, które pośredniczą w interakcjach wewnątrz- i międzygatunkowych. Ponieważ składniki odżywcze są wymagane do szeregu procesów biologicznych – na przykład syntezy aminokwasów – dostępność tych składników odżywczych w środowisku reguluje dalsze cechy organizmu. Niska dostępność składników odżywczych zmniejsza zarówno wielkość ciała, jak i tempo wzrostu, co, jak wspomniano powyżej, reguluje stosunki rozwielitek z drapieżnikami. W szczególności D. pulex był ważnym gatunkiem modelowym do badania stechiometrii ekologicznej , wykazując, że zacienienie stawu przez drzewa zwiększa stężenie składników odżywczych w stosunku do węgla w algach , co zwiększa rozmiar ciała D. pulex , a tym samym zdolność konkurencyjną i podatność na drapieżnictwo ze strony kręgowców.

Genomika

D. pulex był pierwszym skorupiakiem, którego genom został zsekwencjonowany. Jego genom zawiera 31 000 genów – o 8 000 więcej niż w ludzkim genomie – w wyniku rozległej duplikacji genów .

Jedną z najbardziej zdumiewających cech genomu D. pulex jest jego zwartość: pomimo wielkości około 200 par zasad (Mbp) (około 1/16 genomu ludzkiego , który ma rozmiar 3200 Mbp); jego 12 chromosomów zawiera minimalny zestaw 30 907 przewidywanych genów kodujących białka, więcej niż 20 000–25 000 zawartych w ludzkim odpowiedniku.

Takie wydajne upakowanie genów uzyskuje się dzięki małej wielkości intronu. Rzeczywiście, podczas gdy średnia długość białka w D. pulex jest dość podobna do Drosophila , średni rozmiar genu jest o 1000 pz krótszy w D. pulex . Jak wywnioskowano z wyrażonych znaczników sekwencji , średnia wielkość intronu znaleziona w genach D. pulex wynosi 170 bp.

Gęstość intronów genomu D. pulex jest jednak podobna do gęstości Apis mellifera , która z kolei jest dwukrotnie większa niż u Drosophila .

Genom D. pulex przeszedł rozległą duplikację genów, po której nastąpiła szybka dywergencja paralogów i rearanżacja tandemowa. W wyniku tych procesów około 20% jego katalogu genów składa się z tandemów składających się z trzech do 80 genów paralogowych, z których wiele jest ekoreaktywnych, to znaczy ulegają różnej ekspresji po wystawieniu D. pulex na wyzwania środowiskowe, takie jak stres biotyczny lub abiotyczny lub wahania poziomu światła lub tlenu.

Partenogeneza

D. pulex może rozmnażać się w drodze partenogenezy cyklicznej lub partenogenezy obligatoryjnej. Podczas cyklicznej partenogenezy D. pulex przechodzi między etapem płciowym a partenogenetycznym. Podczas etapu płciowego samice wytwarzają haploidalne jaja w drodze mejozy , a jaja te wymagają zapłodnienia przez samca, aby dalej się rozwijać. Na etapie partenogenezy powstają jaja, które nie wymagają zapłodnienia do dalszego rozwoju. Linie D. pulex , które rozmnażają się w drodze obowiązkowej partenogenezy, również nie wymagają zapłodnienia i wytwarzają bezpośrednio rozwijające się jaja, których nie można odróżnić od jaj wytwarzanych w drodze partenogenezy w liniach cyklicznych. Wydaje się, że partenogeneza obejmuje początkowe parowanie chromosomów mejotycznych. Zarówno podczas cyklicznej, jak i obligatoryjnej partenogenezy ciałko kierunkowe jest wytłaczane podczas podziału komórki, co wskazuje na rozpoczęcie mejozy .