Tardigrady (niedźwiedzie wodne) — definicja i cechy
Tardigrady (niedźwiedzie wodne) — mikroskopijne, ekstremalnie odporne organizmy: budowa, tryb życia i występowanie od mchu po głębiny i najwyższe góry.
Tardigrady („niedźwiedzie wodne”) są członkami azylu taksonomicznego Tardigrada, będącego częścią supertypu Ecdysozoa. Są one również znane jako niedźwiedzie wodne lub prosięta mchowe. To zwierzęta mikroskopijne, żyjące w wodzie lub w wilgotnych środowiskach lądowych, o ciele podzielonym na segmenty.
Tardigrady zostały po raz pierwszy opisane w 1773 roku przez Johann'a August'a Ephraim'a Goeze; nazwa Tardigrada pochodzi z łaciny i oznacza „powolny stąpacz” (tardus = powolny, gradus = krok). Do dziś opisano ponad 1 300 gatunków, z czego większość żyje w środowiskach lądowych (mchy, porosty, próchnica), a część — w wodach słodkich i morskich.
Morfologia i budowa
Tardigrady mają wydłużone, cylindryczne ciało z czterema segmentami, z których każdy niesie po dwie nogi — w sumie osiem kończyn. Każda noga zakończona jest pazurami lub przyssawkami; pazury służą do uchwytu w podłożu, a przyssawki u niektórych gatunków do poruszania się po gładkich powierzchniach. W pysku posiadają układ ssąco-kłujący z styletami i gardzielą (pharyngeal bulb), pozwalający na penetrację ściany komórkowej i pobieranie treści komórek roślinnych lub soków innych organizmów.
Rozmiary tardigradów wahają się od poniżej 0,1 mm do około 1,2 mm; świeżo wyklute larwy mogą mieć mniej niż 0,05 mm. Ich ciało jest pokryte kutikulą, która okresowo linieje się podczas wzrostu.
Biologia i rozwój
Tardigrady są euteliczne, co oznacza, że dorosłe osobniki tego samego gatunku mają stałą liczbę komórek. U niektórych gatunków liczba ta może sięgać kilkudziesięciu tysięcy komórek (np. do około 40 000), podczas gdy u innych gatunków liczba komórek jest znacznie mniejsza.
Rozmnażanie może przebiegać płciowo (z zapłodnieniem) lub bezpłciowo (partenogeneza), zależnie od gatunku. Jaja są zwykle składane podczas linienia, niektóre gatunki noszą jaja przyczepione do ciała. Cykl życiowy trwa zwykle od kilku tygodni do kilku miesięcy; w sprzyjających warunkach niektóre gatunki żyją dłużej.
Odżywianie i ekologia
Większość tardigradów odżywia się sokami roślinnymi i zawartością komórek glonów lub roślin, które pobierają, penetrując ścianę komórkową i wysysając zawartość. Niektóre gatunki są drapieżnikami lub padlinożercami i polują na mniejsze bezkręgowce lub ich larwy.
Tardigrady występują w bardzo różnych środowiskach: od mchu i porostów, przez gleby i osady słodkowodne, po środowiska morskie (w tym głębokie dna oceanów). Spotykane są w Himalajach, na biegunach, w gorących źródłach i w głębinach oceanu. Około 83 procent znanych gatunków żyje na lądzie (w wilgotnych mikrośrodowiskach), pozostałe około 17 procent w wodach.
Wyjątkowa odporność
Najbardziej znaną cechą tardigradów jest ich zdolność do wchodzenia w stan kryptobiozy — zawieszenia metabolizmu, w którym organizmy stają się ekstremalnie odporne na niekorzystne warunki. Najczęściej wyróżnia się formy:
- anhydrobioza (odwodnienie) — tardigrad zwija się w tzw. tun, traci większość wody i może przetrwać wiele lat;
- kriobioza (niskie temperatury) — przetrwanie bardzo niskich temperatur;
- anoksjobia (brak tlenu) oraz chemobioza (toksyczne warunki chemiczne).
W stanie tun metaboliczne procesy spadają do praktycznie niewykrywalnego poziomu, dzięki czemu tardigrady przetrwały w eksperymentach długotrwałe susze, skrajne temperatury (od blisko −272°C do ponad +150°C w krótkich okresach), wysokie dawki promieniowania, a nawet próżnię kosmiczną — co potwierdziły eksperymenty umieszczające tardigrady na zewnątrz satelitów.
Znaczenie i badania
Tardigrady są istotne dla mikroekosystemów — uczestniczą w rozkładzie materii organicznej, wpływają na mikrobiotę mchu i gleby oraz służą jako model do badań nad ekstremofilami, mechanizmami naprawy DNA, odpornością na suszę i promieniowanie oraz możliwością przeżycia w warunkach kosmicznych. Ze względu na swoją wytrzymałość są też przedmiotem badań biotechnologicznych i astrobiologicznych.
Klasyfikacja
W obrębie Tardigrada wyróżnia się grupy takie jak Heterotardigrada i Eutardigrada (oraz sporadycznie Mesotardigrada w ujęciach historycznych). Heterotardigrady często mają pancerzyk lub bardziej zróżnicowane wyrostki głowowe, podczas gdy eutardigrady obejmują wiele gatunków lądowych i słodkowodnych.
Podsumowanie: tardigrady to mikroskopijne, segmentowane zwierzęta o ośmiu kończynach i charakterystycznych pazurkach, które żyją w bardzo różnych środowiskach i wyróżniają się niezwykłą zdolnością do przetrwania ekstremalnych warunków dzięki kryptobiozie. Są przedmiotem intensywnych badań biologicznych i ekologicznych.
Zdolność do przetrwania
Tardigrody są zdolne do życia w środowisku, które zabiłoby większość zwierząt.
W 2007 roku naukowcy odkryli, że niektóre tardigrady były w stanie przetrwać 10 dni w przestrzeni kosmicznej. Wiązało się to z trwałą próżnią i silnym promieniowaniem.
Tardigrody mogą przetrwać ponad dziesięć lat bez wody. Tardigrasy mogą przetrwać ekstremalne temperatury. Mogą żyć przez kilka godzin w temperaturach zbliżonych do zera absolutnego i powyżej temperatury wrzenia. Mogą przetrwać kilka minut w temperaturach aż do 151°C (304°F). Niektóre tardigrafy mogą przetrwać w stanie zamrożenia przez ponad 30 lat.
Tardigrady mogą również przetrwać promieniowanie, toksyczne środowiska i zdarzenia o poważnych skutkach.
W 2019 roku na księżycu rozbił się lądownik z Tardigradami na pokładzie. Uważa się, że Tardigrady przetrwały i mogły żyć na księżycu przez kilka lat.
Tardigrade spowalnia swój metabolizm, aby przetrwać w tych środowiskach.
Pytania i odpowiedzi
P: Jak nazywa się azyl, do którego należą tardigrady?
O: Tardigrady należą do taksonomicznego plemienia Tardigrada, będącego częścią nadrodziny Ecdysozoa.
P: Kiedy po raz pierwszy opisano tardigrady?
O: Tardigrady zostały po raz pierwszy opisane w 1773 roku.
P: Ile jest gatunków tardigradów?
O: Istnieje ponad 1000 różnych gatunków tardigradów.
P: Co oznacza ich nazwa?
A: Ich nazwa oznacza "powolny krok".
P: Jaki mają kształt i ile mają nóg?
O: Tardigrades mają cylindryczny kształt z czterema segmentami, z których każdy ma dwie nogi. Każda noga ma małe pazurki.
P: Jak duże mogą być dorosłe tardigrady?
O: Największe dorosłe osobniki osiągają długość ciała 1,2 mm, najmniejsze poniżej 0,1 mm. Świeżo wyklute larwy mogą być mniejsze niż 0,05 mm.
P: Gdzie można znaleźć tardigrady?
O: Tardigrades można znaleźć w wielu środowiskach, takich jak mchy, wody słodkie, Himalaje i oceany, można je również znaleźć na najwyższych górach i w najgłębszych morzach - około 83% żyje na lądzie, a 17% w wodzie.
Przeszukaj encyklopedię