Rotiferer redder sig mod parasitter ved at flyve til andre vandområder • Alexander Markov • Videnskabsnyheder om "Elementer" • Biologi

Rotiferer redder sig fra parasitter ved at flyve til andre vandområder.

Bdelloid rotiferer Habrotrocha. Billeder fra www.microscopy-uk.org.uk

Det vides, at seksuel reproduktion accelererer radikalt adaptiv evolution. Imidlertid gør bdelloidrotifere uden seksuel reproduktion i flere millioner af år. Det var uklart, hvordan de klare ikke at miste det "evolutionære våbenkapløb" til parasitterne. Det viste sig, at rotifers succesfuldt slippe af med parasitter på grund af deres evne til at modstå tørring og bæres af vinden.

Seksuel gengivelse øger dramatisk effektiviteten af ​​det naturlige udvalg, fremskynder afvisningen af ​​skadelige og akkumulering af nyttige mutationer, som beskrevet i artiklen. Eksperimenter på orme viste, at mænd er en nyttig ting (Elements, 23. oktober 2009). Dette er især vigtigt for bekæmpelse af parasitter, der med deres ofre fører et uendeligt "evolutionær våbenkapløb" (se: Moderne parasitter er farligere end fortid og fremtid, Elements, 12/12/2007). Tilsyneladende er dette en af ​​hovedårsagerne til den allestedsnærværende spredning af seksuel reproduktion i naturen.

Bdelloid rotiferer er den eneste store gruppe dyr, hvor tabet af seksuel reproduktion ikke har ført til hurtig udryddelse.Alle andre grupper, der har forladt seksuel reproduktion, er små endeafdelinger (eller små grupper af grene) på et evolutionært træ. Det betyder, at sådanne grupper normalt dør, før de giver anledning til store taxa (familier, squads eller klasser). Det antages, at en vigtig årsag til udryddelsen af ​​aseksuelle populationer er parasitter, overvinder dem i et evolutionært løb og fører til fuldstændig udryddelse.

De bdelloidrotiferer har dog været uden seksuel reproduktion i mindst 40 millioner år. I løbet af denne tid lykkedes det at blive en ret forskelligartet gruppe, hvortil biologer giver klasselokalisering og som omfatter mere end 450 moderne arter. "Elements" har allerede talt om nogle specifikke "tricks", hvormed rotifers delvis kan kompensere for manglen på seksuel reproduktion (se: Tabet af seksuel reproduktion bidrager til fremkomsten af ​​nye gener, "Elements", 10.15.2007; Horisontal genudveksling erstatter rotiferer med seksuel reproduktion, "Elements", 07.06.2008). Men disse tricks kan kun have en mærkbar positiv effekt kun i store tidsintervaller.Disse er for langsomme mekanismer til virkelig at hjælpe rotiferer i det "evolutionære race" med parasitter, som normalt går meget hurtigt.

Hovedenden af ​​bdelloid rotifer med mange cilia, der tjener til at passe fødepartikler til munden. Selvom rotiferer er multicellede dyr, ligner de i deres vaner og i størrelse ciliater. Billeder fra www.microscopy-uk.org.uk

Rotiferer har tilsyneladende en slags "hemmeligt våben" mod parasitter, så de kan trives, i modsætning til de teoretiske forventninger. Tidligere blev ideen udtrykt, at ofreartene kunne undslippe fra parasitter, der overgik dem i et evolutionært løb i et givet habitat, hvis de kunne flytte til andre uinficerede steder uden at tage deres parasitter med dem (Ladle et al., 1993). Biologer Christopher G. Wilson og Paul W. Sherman fra Cornell University (USA) har foreslået, at bdelloid rotifers har denne færdighed. Grundlaget for antagelsen var tre unikke træk ved disse dyr. For det første kan bdelloid rotifers tolerere fuldstændig tørring, og levedygtigheden i tørret tilstand opretholdes i op til 9 år.For det andet, i en tør form, er de meget let båret af vinden (det er derfor mange typer bdelloid rotiferer har en global fordeling). For det tredje suger de øjeblikkeligt op og begynder at vokse og formere sig, når de kommer ind på et hvilket som helst vådt sted, det være sig en ædel lille pølse eller en flok råmos.

De vigtigste fjender af bdelloid rotiferer er parasitiske svampe i slægten. Rotiferophthora. Disse er specialiserede parasitter, der forårsager en dødelig sygdom i bdelloid rotiferer og ingen andre. Svampen dræber rotorerne, spirer ud gennem dækslerne og spredes sporerne, der spises af andre rotiferer og smitter dem.

Forfatterne besluttede at kontrollere, om rotiferer kan slippe af med parasitter ved tørring og efterfølgende overførsel af vind. De eksperimenterede med slægter af slægten. Habrotrochatilhører den samme klon, det vil sige genetisk næsten eller helt identisk.

Rotiferer sad en efter en i petriskåle og fik dem til at leve og reproducere fredeligt i 9 dage. I løbet af denne tid lykkedes hver rotifer at give anledning til en lille befolkning på flere dusin individer. Derefter blev spor af en dødelig svamp føjet til alle koppene bortset fra kontrollerne. Rotiferophthora angustispora. Svampen begyndte at formere sig hurtigt og ødelægge alle roterer i en kop om 12-15 dage. I mellemtiden fortsatte kontrolpopulationerne at formere sig, og deres tal stabiliseres på niveauet 200-300 individer omtrent på samme tid som de sidste dyr døde i de inficerede populationer.

Forfatterne forsøgte derefter at tørre den inficerede population af rotiferer tre dage efter infektion og lade dem tørre i en uge. Derefter blev der hældt vand i koppen igen. Først syntes det, at alt gik fint: rotifers kom til liv og så sunde, og vandet var ikke-smitsomt for andre rotiferer, hvilket indikerer fraværet af levende svampesporer. Men efter 48 timer begyndte hyphae af de overlevende svampe at dukke op fra de døde rotorers kroppe, de spjældede sporerne, og efter 2-3 uger døde rovdyrpopulationen.

Forladte smittede roterer i tørret form, ikke for en, men i to uger, fik forfatterne nøjagtigt det samme resultat: Efter tilsætning af vand kom ikke kun rotiferer til liv, men også svampe, og alting endte ynkeligt.

Resultaterne var imidlertid helt forskellige, når populationerne blev tørret i en længere periode på 3, 4 eller 5 uger.I dette tilfælde forblev de fleste af de "gennemblødte" populationer fri for svampeinfektion indtil forsøgets afslutning (i 20 uger). Efter tre ugers tørring blev svampene "levet" kun i 40% af forsøgspopulationerne, efter fire uger – i 15%, fem uger – i 9,5%. Således kan roterer modstå tørring bedre end deres parasitter. Det er klart, at denne evne skal hjælpe dem med at bekæmpe svampeinfektionen i naturen.

Spredes ved hjælp af vinden også dem? Forfatterne byggede et kamera, hvor en let brise blæste, og lagde en kop med en inficeret og bare tørret rotifers der. Der var også naturlige substrater i koppen: mos og silt. I en afstand på 30-40 cm blev der installeret 24 tomme kopper. I løbet af ugen blev der blæst i alt 5 mg tørt materiale i disse kopper med vind. Koperne blev oversvømmet med vand, og i 17 af dem blev kongelige dyr snart levende. I syv af disse sytten populationer optrådte en parasitisk svamp hurtigt, som i løbet af 2-3 uger slog ned på rotiferer. De resterende 10 populationer var dog fri for svampen og følte sig normale indtil forsøgets ende.

Således, uden vind, måtte rotanterne ligge tørre i mindst tre uger for at slippe af med infektionen. Drives af vinden, frigøres rotiferer meget hurtigere fra svampen. Derfor kan vinden virkelig hjælpe rotifere undslippe parasitten. Det skyldes tilsyneladende, at roterer er bedre tilpasset til udbredelse ved hjælp af vinden end svampen. Friske rotorer, udtørring, bliver kompakte (mindre end 300 mikron) og meget lette ovale små kroppe, der kaldes "tønder" (tuns). "Kegs" tolereres exceptionelt godt af vinden. Svampen er primært tilpasset til at sprede sig gennem vandet. I kontrolforsøget, da den inficerede population ikke blev tørret og afregnet med vanddråber, blev alle datterpopulationerne smittet og døde hurtigt.

Det er klart, at rotiferer og deres parasitter i naturen ofte oplever længere tørke og overfører på langt større afstande end i de udførte forsøg. Resultaterne bekræfter tanken om, at rotiferer klarer at overleve uden seksuel reproduktion på grund af det faktum, at de har lært det godt, hvordan man spiller hide-and-seek med parasitter.

Kilde: Christopher G. Wilson, Paul W. Sherman.Forældet-seksuel tørring op og blæser væk // Bridloid Rotifers Escape Videnskab. 2010. V. 327, s. 574-576.

Se også om bdelloid rotifers:
1) Tabet af seksuel reproduktion bidrager til fremkomsten af ​​nye gener, "Elements", 15.10.2007.
2) Horisontal genbytter erstatter rotiferer seksuel reproduktion, "Elements", 07.06.2008.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: