Polypedilum vanderplanki

Polypedilum vanderplanki
clasificare stiintifica
Domeniu:eucarioteRegatul:AnimaleSub-regn:EumetazoiFără rang:Bilateral simetricFără rang:protostomeFără rang:NaparlireaFără rang:PanarthropodaTip de:artropodeSubtip:Respirația trahealăSuperclasa:şase picioareClasă:InsecteSubclasă:insecte înaripateInfraclasa:NewwingsComoară:Insecte cu metamorfoză completăSupercomanda:AntliophoraEchipă:DiptereSubordine:Diptera cu mustăți lungiInfrasquad:CulicomorphaSuperfamilie:ChironomoideaFamilie:Tantari clopotVedere:Polypedilum vanderplanki
Denumire științifică internațională
Polypedilum vanderplanki Hinton , 1951

Polypedilum vanderplanki   (lat.) este o specie de țânțari strigători din genul Polypedilum , a cărui rază de acțiune acoperă Nigeria , Uganda [1] . Specia este renumită pentru faptul că larvele sale sunt capabile să supraviețuiască în condiții extreme, există o perioadă lungă de timp într-o stare de deshidratare aproape completă și revin rapid la viață atunci când apar condiții favorabile.

Descriere

Țânțari mici zgomotoși , lungimea aripilor de la 1,3 la 2 mm. Culoarea principală a corpului este maro-negru, picioarele sunt maro-gălbui. Specia a fost descrisă pentru prima dată în 1951 de entomologul britanic H. Hinton (Hinton, HE; ​​​​University of Bristol , Bristol , Marea Britanie ). P. vanderplanki este numit după biologul Dr. FL Vanderplank , care a fost primul care a colectat și studiat seria de tip și larvele în Nigeria în 1949 și 1950 [1] .

Supraviețuire în condiții extreme

Larvele sunt capabile să trăiască în ape cu o temperatură de +60…+70 °C și să supraviețuiască secetei în corpuri de apă complet uscate [2] , căzând într-o stare de hipometabolism  - criptobioză [3] . În aceste condiții, corpul larvei „se usucă”, reținând doar până la 3% din conținutul de apă din greutatea corporală totală. Când sunt deshidratate, larvele devin imune la multe condiții extreme de mediu. Poate supraviețui la temperaturi de la -170 °C la +106 °C [4] , niveluri foarte ridicate (până la 7000 de gri [5] ) de radiații gamma și expunere la vid [6] [7] .

Larvele de Polypedilum vanderplanki sunt printre puținele organisme multicelulare care pot rezista la uscare aproape totală ( anhidrobioză ) pentru a supraviețui în condiții de mediu nefavorabile. Când larvele se deshidratează, apa din corpurile lor este înlocuită cu molecule de trehaloză și alte biomolecule care ajută la „conservarea” țesuturilor larvare atunci când sunt uscate [8] [9] . Cu uscare lentă (0,22 ml pe zi), rehidratarea ulterioară este efectuată de larvă prin sintetizarea și acumularea a 38 μg de trehaloză . Larvele care au fost deshidratate de 3 ori mai repede acumulează doar 6,8 μg de trehaloză, ceea ce le împiedică să-și mențină și să-și reia activitatea vitală după rehidratare (reumplerea lichidului din organism) [10] [11] .

În știință

În februarie 2014, pe ISS , ca parte a experimentului ruso-japonez Space Midge („Tânțar spațial”), ieșirea din criptobioză în condiții spațiale a fost studiată folosind exemplul larvelor de Polypedilum vanderplanki . Pe parcursul experimentului au fost studiate și procesele de dezvoltare a larvelor în microgravitație și radiația de fond crescută [8] . În septembrie 2014, a fost publicat un articol despre rezultatele unui studiu al genomului Polypedilum vanderplanki . Un grup internațional de oameni de știință condus de Takahiro Kikawada a determinat și asamblat secvența completă a genomului Polypedilum vanderplanki , precum și genomul unei specii strâns înrudite , Polypedilum nubifer, care nu are capacitatea de a criptobioză. Comparația lor a făcut posibilă identificarea genelor care sunt activate atunci când larvele se usucă și în timpul recuperării după uscare. Multe dintre aceste gene, în special genele pentru proteinele LEA, nu sunt caracteristice altor insecte și probabil au apărut în genomul Polypedilum vanderplanki ca urmare a transferului genelor orizontale . [12]

Note

  1. ↑ 1 2 Hinton, H.E. 1951. Un nou chironomid din Africa, a cărui larvă poate fi deshidratată fără răni. Proceedings of the Zoological Society of London , 121(2): 371-380. ISSN: 1469-7998
  2. ↑ Akimushkin I.I. Lumea animalelor. Lumea animalelor: insecte. Păianjeni. Animale de companie. - M .: Gândirea, 1993. - T. 3. - ISBN 5-244-00444-1
  3. ↑ E. I. Shagimardanova — Evoluția criptobiozei în Polypedilum vanderplanki: rolul transferului orizontal al genelor de la bacterii. Kazan.
  4. ↑ M. Watanabe, T. Kikawada, T. Okuda, 2003 Creșterea concentrației interne de ioni declanșează sinteza trehalozei asociată cu criptobioza în larvele de Polypedilum vanderplanki. Journal of Experimental Biology, 206 13 (iulie 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. - Efectele biologice ale anhidrobiozei într-un african chironomid, Polypedilum vanderplanki asupra toleranței la radiații. . Consultat la 3 octombrie 2017. Arhivat din original la 15 ianuarie 2018.
  6. ↑ Okuda, T.; Watanabe, M.; Sychev, V.; Novikova, N.; Gusev, O.; Saigusa, M. Polypedilum vanderplanki : o insectă anhidrobiotică ca instrument potențial pentru biologia spațiului  (engleză)  // A 36-a Adunare Științifică COSPAR de la Beijing: jurnal. - 2006. - iulie. - .
  7. ↑ Hinton HE O larvă de muște care tolerează deshidratarea și temperaturile de la -270°C până la +102°C  // Nature  :  journal. - 1960. - Vol. 188 , nr. 4747 . - P. 336-337 . - doi : 10.1038/188336a0 . — Cod .
  8. ↑ 1 2 Tatyana Zimina. Tantarii au gasit un punct de sprijin in spatiu. Arhivat 19 aprilie 2014 la Wayback Machine - „ Știință și viață ”.
  9. ↑ T. Kikawada, A. Saito, Y. kanamori, Y. Nakahara, K. Iwata, D. Tanaka, M. Watanabe, T. Okuda, 2007 Trehaloza transporter 1, un transportator de trehaloză facilitat și de mare capacitate, permite trehaloză exogenă absorbție în celule. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104 28 (iulie 2007), 11585 11590 , 0027-8424
  10. ↑ Takahiro Kikawada, et al. Factori care induc anhidrobioza de succes în chironomidul african Polypedilum vanderplanki   : Semnificația cuibului tubular larvar // Biologie integrativă și comparativă : jurnal. - 2005. - Vol. 45 , nr. 5 . - P. 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 și Takashi Okuda. Vitrificarea este esențială pentru anhidrobioză într-un chironomid african, Polypedilum vanderplanki  (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences  : journal. - Academia Națională de Științe , 2008. - Vol. 105 , nr. 13 . - P. 5093-5098 . - doi : 10.1073/pnas.0706197105 . - Cod . — 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 Katayose, Takashi Matsumoto, D. Alexeev, Vadim Govorun, Jennifer Wisecaver, Alexander Mikheyev, Ryo Koyanagi, Manabu Fujie, Tomoaki Nishiyama, Shuji Shigenobu, Tomoko F. Shibata, Veronika Golygina, Mitsuyasu Hasebe, Takashi Okuda, Nori Satoh, Takahiro Kikawada. Secvențierea comparativă a genomului dezvăluie semnătura genomică a toleranței extreme la uscare în muschiul anhidrobiotic // Nature Communications. - 2014. - Nr 5 . - S. 4784 . - doi : 10.1038/ncomms5784 .

Link -uri