Описание дафнии и ее жизненного цикла: среда обитания, питание рачка, процесс размножения

Род ракообразных

Дафния

, род малых планктонный ракообразные, имеют длину 0,2–5 мм (0,01–0,20 дюйма).
Дафния
являются членами порядок Cladocera, и являются одним из нескольких небольших водных ракообразных, обычно называемых водяные блохи потому что их скачкообразный (Викисловарь) стиль плавания напоминает движения блохи.
Дафния
живут в различных водных средах от кислый болота к пресная вода озера и пруды.

Два наиболее доступных вида Дафния

находятся
Д. пулекс
(маленькие и самые распространенные) и
D. magna
(большой). Их часто связывают с родственным родом в порядке Cladocera:
Мойна
, который находится в Moinidae семья вместо Дафнии и намного меньше, чем
Д. пулекс
(примерно половина максимальной длины).
Дафния
яйца для продажи обычно заключены в
эфиппия
(толстая оболочка, состоящая из двух хитиновый пластины, вмещающие и защищающие зимние яйца кладоцера).[2]

Внешний вид и характеристики

Воспроизвести медиа

Бьющееся сердце
Дафния
под микроскопом

Тело Дафния

обычно 1–5 миллиметров (0,04–0,20 дюйма) в длину,[3] и делится на сегменты, хотя этого разделения не видно.[4] Голова слита и обычно наклонена к телу с видимой выемкой, разделяющей их. У большинства видов остальная часть тела покрыта панцирь, с брюшной щелью, в которой лежат пять или шесть пар ног.[4] Наиболее заметными особенностями являются сложные глаза, секунда усики, и пара брюшных щетинки.[4] У многих видов панцирь полупрозрачный или почти такой, что делает их отличными объектами для съемки. микроскоп как можно наблюдать биение сердца.[4]

Даже при относительно малой мощности микроскопияможно наблюдать механизм кормления, когда неполовозрелый молодняк движется в выводковой сумке; кроме того, взгляд перемещается ресничные мышцы можно увидеть, а также клетки крови накачивается сердечно-сосудистая система простым сердцем.[4] Сердце находится в верхней части спины, сразу за головой, и средняя частота сердечных сокращений составляет примерно 180 ударов в минуту при нормальных условиях. Дафния

, как и многие животные, склонны к алкоголь интоксикации и могут стать отличными предметами для изучения воздействия депрессанта на нервная система из-за полупрозрачного экзоскелета и заметно измененного частота сердцебиения. Они терпимы к тому, чтобы их видели живыми под покровом, и, кажется, не страдают от вреда, когда их возвращают в открытую воду.[4] Этот эксперимент также можно провести с помощью кофеин, никотин или адреналин, каждый из которых вызывает учащение пульса.[
нужна цитата
]

Благодаря своему промежуточному размеру дафния использует как диффузный, так и циркулирующий методы, производя гемоглобин в средах с низким содержанием кислорода.[5]

Дафния как корм для рыб

Из-за большого содержания питательных веществ дафния является отличным кормом для аквариумных обитателей. В искусственных условиях её разводить достаточно сложно, поэтому её приобретают в зоомагазинах в живом, замороженном или сушёном виде. В аквариуме дафния служит отличным кормом для некрупной или молодой рыбы. Сушеный рачок полностью готов для употребления, мороженых дафний упаковывают в блистеры и продают в зоомагазинах. Употребление рачков отлично сказывается на аквариумах обитателях. 50% от массы рачка состоит из высокого уровня протеинов. Ее калорийность аналогична мотылю, гаммарусу, ручейнику, бокоплаву, циклопу, прудовику, однако дафния содержит высокий уровень белка.

Чтобы разводить дафнию в аквариуме нужно следующее:

1. Подобрать специальную стеклянную ёмкость, которая будет вмещать от 1 до 3 л, тщательно вымыть её, не использовать абразивные вещества.
2. Вода должна быть очищенная, не содержать хлор и химические примеси.
3. Необходимая жёсткость воды должна составлять от 5 до 17 градусов, pH от 7 до 8.
4. Аквариум с дафнией необходимо убирать подальше от прямого света. Рачок плохо растёт при сильном освещении. С помощью люминесцентной лампы в 20 Вольт нужно обеспечить ей естественное освещение в течение суток.
5. Температура воды должна быть в пределах от 20 до 24 градусов. Если вода будет холоднее, то она не сможет размножаться.

Дафнию в аквариуме необходимо полноценно кормить, растворять подкормку в воде до помутнения, затем добавлять новую порцию.

Стоит тщательно чистить стенки аквариума и при необходимости производить замену воды. В аквариум должен поступать кислород.

Дафний приобретают в виде яиц, затем запускают их в ёмкость. Когда яйца созреют, с помощью сачка их вылавливают и используют в качестве корма, засушивают или замораживают.

Систематика и эволюция

Основная статья: Список видов дафний

Дафния

большой род, насчитывающий более 200 видов, принадлежащих к кладоцер семья Дафнии.[1] Подразделяется на несколько подродов (
Дафния
,
Австралодафния
,
Ктенодафния
), но это разделение было спорным и все еще находится в разработке. Каждый подрод был далее разделен на ряд видовые комплексы. Пониманию границ видов препятствуют фенотипическая пластичность, гибридизация, межконтинентальные интродукции и плохие таксономические описания.[6][7][8]

Внешние ссылки [ править ]

• Данные, относящиеся к дафниям, в Wikispecies
• Консорциум по геномике дафний
• Дафния : Руководство аквариумиста
• Waterflea.org: ресурс сообщества по биологии кладоцер
• Виды дафний : таксономия, факты, жизненный цикл, ссылки на GeoChemBio

Экология и поведение

Анатомия Дафния пулекс

Дафния

виды обычно
р
-выбран, что означает, что они вкладывают средства в раннее воспроизводство и поэтому имеют короткую продолжительность жизни. Индивидуальный
Дафния
продолжительность жизни зависит от таких факторов, как температура и обилие хищники, но может быть 13–14 месяцев при простуде, олиготрофный озера, свободные от рыбы.[9] Однако в типичных условиях жизненный цикл намного короче и обычно не превышает 5–6 месяцев.[9]

Дафния

обычно питатели-фильтры, глотая в основном одноклеточные водоросли и различные виды органического детрита, включая протисты и бактерии[3][10] При ударе ногами через панцирь образуется постоянный ток, который переносит такой материал в пищеварительный тракт. Захваченные частицы пищи превращаются в пищу.
болюс
который затем движется вниз по пищеварительному тракту, пока не будет выведен через анус, расположенный на вентральной поверхности терминального придатка.[10] Вторая и третья пара ножек используются в фильтрующем питании организмов, гарантируя, что крупные неабсорбируемые частицы не попадут внутрь, в то время как другие пары ножек создают поток воды, устремляющийся в организм.[10]
Пять конечностей туловища, используемых при кормлении с помощью фильтра
Плавание осуществляется в основном за счет второго набора антенн, который больше по размеру, чем первый набор.[11] Действие этого второго набора антенн отвечает за прыжковое движение.[11]

Дафния

Известно, что они демонстрируют поведенческие изменения или модификации своей морфологии в присутствии кайромонов хищников (химические сигналы). Некоторые примеры морфологических модификаций включают больший размер при вылуплении, увеличенную громоздкость и развитие «шейных зубов». Например, молодые особи
Д. пулекс
будет иметь больший размер после вылупления, наряду с развитием шейных зубов на затылке, когда в присутствии
Хаоборус
кайромоны. Эти морфологические защиты показали снижение смертности из-за хищничества Chaoborus, который является хищником с ограниченными возможностями. Считается, что гены, связанные с хитином (деацетилазы), играют важную роль в экспрессии / развитии этих морфологических защит в
Дафния
. Было показано, что модифицирующие хитин ферменты (хитиндеацетилазы) катализируют N-деацетилирование хитина, влияя на сродство этих хитиновых нитей к связыванию белков. [12]

Рацион дафнии

Дафнии в воде.

Основной рацион состоит из дрожжей и сине-зелёных бактерий. Большую концентрацию одноклеточных можно встретить в цветущем водоёме, где обитает мало рыбы. Питаются также инфузориями и детритами.

Фильтрация воды происходит благодаря грудным ножкам. После этого происходит попадание пищи в желоб брюшной полости, а затем — в пищевод. Слюнные железы и секрет на верхних губах способствуют склеиванию частиц еды в комочек.

Скорость фильтрации взрослых особей составляет от 1 до 10 мл в течение суток. На количество пищи влияет масса тела. Взрослая магна способна съесть 600 % от своего веса.

Жизненный цикл

Наиболее Дафния

виды имеют жизненный цикл основанный на «циклическом партеногенезе», чередующийся между партеногенетический (бесполое) размножение и половое размножение.[3] Большую часть вегетационного периода самки размножаются бесполым путем. Они производят выводок диплоидов яйца каждый раз, когда они линька; эти выводки могут содержать всего 1-2 яйца у более мелких видов, таких как
D. cucullata
, но может быть более 100 у более крупных видов, таких как
D. magna
. В типичных условиях эти яйца вылупляются через день и остаются в сумке для расплода самок около трех дней (при 20 ° C). Затем их выпускают в воду и проходят еще 4–6 возрастов более 5–10 дней (дольше в плохих условиях) до достижения возраста, в котором они смогут воспроизводить потомство.[3] Потомство, произведенное бесполым путем, обычно женского пола.

Циклический партеногенез у кладоцеров Дафния великая

Однако к концу вегетационного периода способ воспроизводства меняется, и самки производят прочные «отдыхающие яйца» или «зимние яйца».[3] Когда условия окружающей среды ухудшаются (например, скученность), часть потомков, произведенных бесполым путем, превращается в самцов.[3] Самки начинают производить гаплоидные половые яйца, которые самцы удобрять. У видов без самцов покоящиеся яйца также производятся бесполым путем и являются диплоидными. В любом случае покоящиеся яйца защищены затвердевшей оболочкой, называемой эфиппий

, и выбрасываются при следующей линьке самки. В эфиппия могут выдерживать периоды сильного холода, засухи или отсутствия пищи, а при улучшении условий вылупляться самками (их можно отнести к классу экстремофилов).[3]

Разведение в домашних условиях

Разведение ракообразных не вызывает трудностей. Для этого достаточно создать подходящие условия.

Тара для выращивания

Для выращивания рачков в домашних условиях можно использовать емкости объемом до 20 литров, изготовленная из стекла, пропилена или нержавеющей стали. Если их выращивают в обычном аквариуме, то площадь поверхности должна быть большой для обеспечения газообмена.

Параметры среды

Дафний можно выращивать практически в любых условиях.

Наиболее комфортно рачки себя чувствуют в воде со следующими параметрами:

1. Температура. Водяная блоха хорошо себя чувствует в водоеме с широким температурным диапазоном. Оптимальной является температура воды 18-24 градуса.
2. Соленость. Дафния относится к пресноводным рачкам, поэтому вода в емкости должна быть пресной.
3. Кислород. В естественных условиях дафнии могут обитать в водоемах с грязной водой, поэтому уровень кислорода может колебаться от нулевого до очень насыщенного. Такая выносливость организмов связана с их способностью вырабатывать гемоглобин. Рачки плохо переносят интенсивную аэрацию с большим количеством мелких пузырьков. При медленном насыщении емкости кислорода на поверхности формируется слой пены, который может оказаться губительным.
4. Аммиак. Даже незначительное содержание аммиака оказывает негативное воздействие на организм дафний и может отразиться на интенсивности их размножения.
5. Минеральные вещества. Рачки остро реагируют на изменение химического состава воды. Незначительное увеличение количества цинка, магния или калия в водной среде может оказаться для них губительным. Так, незначительное увеличение количества меди снижает активность дафний, а фосфор может вызвать гибель молодых особей.

Аэрация

Дополнительное обогащение воды кислородом желательно при выращивании отдельных видов. Аэрация способствует развитию фитопланктона и препятствует образованию пленки на поверхности воды. Поток воздуха должен быть средней интенсивности, чтобы не причинять неудобства.

Чем кормить

В естественных условиях дафния питается микропланктоном, бактериями и дрожжами.

Для получения бактерий следует замочить банановые корки в теплой воде и настоять в течение 6-7 дней. Когда вода помутнеет, питательную среду можно добавить в аквариум из расчета 0,5 литра на 20 литров воды.

Для подкормки можно использовать сухие или влажные пекарские дрожжи, богатые питательными веществами. Корм вносится из расчета 28 граммов на 20 литров воды ежедневно.

В качестве микроскопических водорослей используется хлорелла, которая населяет практически все водоемы. Чтобы развести такие водоросли, достаточно поместить небольшое количество воды из аквариума в теплое хорошо освещенное место. В таких условиях водоросли начинают активно размножаться.

Чтобы разнообразить рацион рачков, рекомендуется добавлять в воду небольшое количество сока свеклы, капусты или моркови, которые послужат дополнительным источником витаминов.

Как повысить продуктивность выращивания

Выращивание дафний в домашних условиях не вызывает затруднений даже у новичков.

Для повышения продуктивности следует воспользоваться следующими рекомендациями:

• для аэрации емкости при размножении рачков следует использовать эрлифтный фильтр, применяемый в садках с мальками;
• подмена воды осуществляется с учетом используемого корма и объема емкости; если аквариум большой, то заменяют до 30% воды один раз в 7-10 дней;
• регулярно собирать дафнию; это поможет поддерживать постоянное размножение и прирост рачков;
• продолжительность светового дня должна составлять не менее 18 часов; идеальным является круглосуточное обеспечение светом.

Паразиты

Жизненный цикл Пастеурия рамоса
бактериальный паразит кладоцера
Дафния великая
.

На диаграмме слева показан жизненный цикл Пастеурия рамоса

бактериальный паразит
Дафния
. Восприимчивые хозяева заражаются инфекцией от спор в осадке или во взвешенном состоянии. Паразит развивается в основном в полости тела и мышечной ткани хозяина, увеличиваясь в плотности и в конечном итоге расширяясь, чтобы занять всего хозяина. Типичные последствия для хозяина — бесплодие и гигантизм. Споры высвобождаются в основном после того, как хозяин умирает и опускается на землю, а иногда и прямо в воду в результате неуклюжего хищника.
Дафния великая
заражен
Пастеурия рамоса

Размножение особей

Дафнии отличаются особенностью — разводить потомство без оплодотворения. Самки этого вида имеют выводковую камеру. Она защищена краем раковины и находится на спине. При благоприятных условиях взрослая особь может отложить от 50 до 100 неоплодотворенных яиц. В полости они развиваются, причем только самки, и самостоятельно покидают ее. У самочек после этого начинается линька.

Через несколько дней процесс размножения начинает повторяться. К такому циклу подключаются уже подросшие особи, поэтому все происходит очень быстро. Одна самка за весь период жизни способна дать потомство до 25 раз. Из-за этого в летнее время можно наблюдать в водоемах, где обитают дафнии, красноватый цвет воды. Она просто кишит от огромного количества планктона.

С наступлением осени к процессу размножения подключаются самцы. После оплодотворения оболочка на яйцах становится более плотной. Будущее потомство способно выдерживать морозы, а также высыхания водоемов, и разноситься с пылью. Когда наступает весна, цикл размножения начинает снова повторяться, поскольку появляются самки. Новая популяция особей в разное время года может отличаться формой тела.

Использует

Дафния

виды популярный живой корм в тропических и морских рыбоводство. Их часто кормят головастиками или небольшими видами амфибий, такими как Африканская карликовая лягушка (
Гименохирус Boettgeri
).

Дафния

может использоваться в определенных средах для проверки воздействия токсины на экосистема, что делает их индикаторный род, особенно полезен из-за его короткой продолжительности жизни и репродуктивных возможностей. Поскольку они почти прозрачны, их внутренние органы легко изучать на живых образцах (например, изучать влияние температуры на частоту сердечных сокращений). экзотермический организмов).
Дафния
также обычно используется для экспериментов по проверке изменение климата аспекты, как ультрафиолетовая радиация (UVR), которые серьезно повреждают зоопланктон виды (например, снижение активности кормления[14]).

Из-за их тонкой мембраны, которая позволяет наркотики чтобы абсорбироваться, они используются для контроля воздействия на сердце определенных лекарств, таких как адреналин или капсаицин.

Инвазивные виды

Рыболовный крючок waterflea (выше) и Bythotrephes longimanus (колючая водяная блоха) (внизу)
У некоторых видов дафний выработались постоянные, временные защиты от поедания рыб, такие как шипы и длинные крючки на теле, которые также заставляют их запутываться в леске и облачной воде из-за их большого количества. Такие виды, как Дафния люмгольц

[15][16][17][18] (родом из Восточной Африки, азиатского субконтинента Индии и восточной Австралии) обладают этими характеристиками, и следует проявлять большую осторожность, чтобы не допустить их дальнейшего распространения в водах Северной Америки.

Некоторые виды дафний, произрастающих в Северной Америке, при обнаружении хищников могут развить острые шипы на конце тела и шлемоподобные структуры на голове.[19][20] но в целом это временно для таких видов дафний, и они не полностью подавляют или препятствуют тому, чтобы местные хищники поедали их. Хотя дафнии являются важной основой пищевой цепи в пресноводных озерах (и весенних водоемах), они становятся неприятностью, когда их не могут съесть местные макроскопические хищники, и есть некоторые опасения, что исходные бесхребетные и бескрюковые водяные блохи и дафнии заканчиваются. превзошли агрессивных. (Однако это может быть не так, и новые захватчики могут в основном быть помехой для запутывания и засорения.)

Места и условия обитания

Этих ветвистоусых рачков можно встретить во всех прудах и озерах в разных частях света.

Характер и образ жизни

Большие скопления ракообразных наблюдаются во временных водоемах – канавах, лужах, небольших озерцах с непроточной стоячей водой. Попадая в воду даже со слабым течением, дафнии фильтруют взвешенные частички грунта и засоряют кишечник. Это затрудняет его передвижение и вызывает их гибель.

Большую часть жизни рачки проводят в толще воды. Одни виды, фильтруя воду, питаются микроскопическими водорослями, другие – обитают около дна и поедают отмершие частички растений и беспозвоночных. Некоторые разновидности, галофилы, легко переносят засуху, впадая в спячку.

Эти существа очень прожорливы. Суточный объем поглощаемой пищи может достигать 600% от их собственного веса. Основной рацион дафнии составляют бактерии, дрожжи и сине-зеленые водоросли. Наибольшее скопление рачков наблюдается в водоемах с «цветущей» водой, где они размножаются особенно интенсивно.

Дафния остро реагирует на освещение. При ярком свете она старается находиться ближе ко дну водоема.

использованная литература

1. ^ аб
   А. Котов; Л. Форро; Коровчинский Н. М.; А. Петрусек (2 марта 2012 г.). «Контрольный список ракообразных-Cladocera» (PDF).
   Всемирный список пресноводных видов Cladocera
   . Бельгийская платформа по биоразнообразию. Получено 29 октября, 2012.
2. Н. Н. Смирнов (2014). Физиология Cladocera
   . Амстердам: Academic Press.
3. ^ абcdежг
   Дитер Эберт (2005). «Введение в
   Дафния
   биология».
   Экология, эпидемиология и эволюция паразитизма в
   Дафния. Bethesda, MD: Национальный центр биотехнологической информации. ISBN 978-1-932811-06-3 .
4. ^ абcdеж
   «
   Дафния
   «.
   Образовательная инициатива озера Онейда
   . Университет Стоуни-Брук. Получено 9 октября, 2013.
5. ван Берген, Ифке (2004). «ДАФНИЯ ДЫХЕТСЯ ЛЕГКО». biological.org
   . Получено 2018-04-11.
6. Найлс Леман; Майкл Э. Пфрендер; Филипп А. Морин; Тереза ​​Дж. Криз; Майкл Линч (1995). «Иерархическая молекулярная филогения в пределах рода Дафния
   «.
   Молекулярная филогенетика и эволюция
   .
   4
   (4): 395–407. Дои:10.1006 / mpev.1995.1037. PMID 8747296.
7. Дерек Дж. Тейлор; Пол Д. Н. Хеберт; Джон К. Колборн (1996). «Филогенетика и эволюция Дафния длинная
   группа (ракообразные) на основе последовательности 12S рДНК и вариации аллозима » (PDF).
   Молекулярная филогенетика и эволюция
   .
   5
   (3): 495–510. Дои:10.1006 / mpev.1996.0045. PMID 8744763. Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-04-18.
8. Сара Дж. Адамович; Пол Д. Н. Хеберт; Мария Кристина Мариноне (2004). «Видовое разнообразие и эндемизм в Дафния
   Аргентины: генетическое исследование «.
   Зоологический журнал Линнеевского общества
   .
   140
   (2): 171–205. Дои:10.1111 / j.1096-3642.2003.00089.x.
9. ^ аб
   Барбара Петрзак; Анна Беднарская; Магдалена Марковская; Мацей Ройек; Ева Шиманска; Мирослав Слюсарчик (2013). «Поведенческие и физиологические механизмы чрезвычайно долгой жизни в
   Дафния
   «.
   Гидробиология
   .
   715
   (1): 125–134. Дои:10.1007 / s10750-012-1420-6.
10. ^ абc
    З. Мацей Гливич (2008). «Зоопланктон». В Патрике О’Салливане; К. С. Рейнольдс (ред.).
    Справочник по озерам: лимнология и лимнетическая экология
    . Джон Уайли и сыновья. С. 461–516. ISBN 978-0-470-99926-4 .
11. ^ аб
    Стэнли Л. Додсон; Карла Э. Касерес; Д. Кристофер Роджерс (2009). «Cladocera and other Branchiopoda». В Джеймсе Х. Торпе; Алан П. Кович (ред.).
    Экология и классификация пресноводных беспозвоночных Северной Америки
    (3-е изд.). Академическая пресса. С. 773–828. ISBN 978-0-08-088981-8 .
12. Кристьяни, Марк (2016). «Фенотипическая пластичность трех генотипов дафний в ответ на кайромон хищника: доказательства участия хитиндеацетилаз». Журнал экспериментальной биологии
    .
    219
    (Pt 11): 1697–704. Дои:10.1242 / jeb.133504. PMID 26994174. S2CID 36557263.
13. К. Майкл Хоган (2008). «Макгадикгади
    «.
    Мегалитический портал
    .
14. Фернандес, Карла Элоиза; Рейас, Дэнни (2017-04-05). «Воздействие УФ-В излучения на выпас двух кладоцер с высокогорных Андских озер». PLOS ONE
    .
    12
    (4): e0174334. Дои:10.1371 / journal.pone.0174334. ISSN 1932-6203. ЧВК 5381789. PMID 28379975.
15. USGS: Неаборигенные водные виды: Daphnia lumholtzi
16. Центр пресноводной биологии — Университет Нью-Гэмпшира: Дафния люмгольц
17. ISSG: Глобальная база данных по инвазивным видам: Daphnia lumholtzi (рачок)
18. Джеймс А. Стокел, Исследование естественной истории штата Иллинойс: Daphnia lumholtzi: следующая экзотика Великих озер? В архиве 2016-12-20 в Wayback Machine
19. Элизабет А. Колберн (2004), Весенние бассейны: естественная история и сохранение
    , стр. 118 второго издания в мягкой обложке от 2008 г.
20. Патрик Лавенс и Патрик Соргелоос, Руководство по производству и использованию живого корма для аквакультуры: Дафния и Мойна