stringtranslate.com

Mesenchytraeus solifugus

M. solifugus на леднике Нискуолли , гора Рейнир

Mesenchytraeus solifugus , обычно называемый ледяным червем , является видом олигохет , который обитает в прибрежных ледниках на северо-западе Северной Америки. M. solifugus темно-коричневого цвета и вырастает примерно до 15 мм в длину и 0,5 мм в ширину. Он имеет высокую плотность популяции и распространен в подходящей среде обитания. Он может выживать только при температуре приблизительно от –7 °C до 5 °C. Ледяной червь изучается на предмет его способности выживать при низких температурах. Он имеет сильный пигмент , поглощающий большинство цветов; однако он зарывается в ледник, чтобы избежать сильного солнечного света.

История и таксономия

Этот вид был впервые обнаружен на леднике Мьюир на Аляске. [1] Карло Эмери назвал его solifugus в 1898 году, что означает «бегущий от солнца». [2] Филогения предполагает, что он произошел от водного предка. [2]

Описание

Ледяные черви — единственные известные психрофильные кольчатые черви. [3] Взрослые ледяные черви имеют длину около 1,5–2,5 сантиметра (0,6–1,0 дюйма). [1] Они живут всю свою жизнь в снегу или льду. Темная пигментация ледяных червей помогает им защищаться от солнечного ультрафиолетового излучения. [4] Их жидкие и гибкие тела способны протискиваться через воздушные отверстия и крошечные трещины во льду. Считается, что продолжительность их жизни составляет от пяти до десяти лет.

У ледяных червей удлиненная головная пора [2] , а органы чувств расположены на их простомиуме и брюшной поверхности. [1] Эти органы отвечают за хемо-, термо- и фоторецепцию. [5] Однако у червей нет глаз или глазных пятен. [2] У них есть щетинки, которые изогнуты на концах, в отличие от щетинок родственных организмов. [2]

Мало что известно о жизненном цикле ледяного червя; считается, что он необычайно медленный. Для успешного размножения ему требуется температура 0 °C. Коконы разносят птицы. [6] О рационе ледяного червя известно немного, но считается, что он питается снежными водорослями, а также некоторыми бактериями. [4]

Место обитания

Ледяные черви обитают в ледниках и могут быть найдены в снежных полях, конусах схода лавин, ледниковых реках и бассейнах. [1] Эти среды имеют температуру, близкую к точке замерзания, и бедны питательными веществами. [7] Организмам требуется постоянная ледниковая среда для выживания и размножения. [8]

Помимо северо-запада США, ледяные черви были обнаружены в ледниках южной Аляски и некоторых частях Британской Колумбии. [4] Они могут быть многочисленны, с типичной плотностью около 100 на квадратный метр и пиковой зарегистрированной плотностью до 6000 на квадратный метр. [9] Хотя они встречаются в снежных полях, реках и прудах, их не найти на грязном снегу или камнях. [1]

Экология и поведение

M. solifugus имеют очень узкий приемлемый температурный диапазон. Их метаболизм адаптировался к холодным температурам., [7] и они являются единственными известными червями, которые проводят всю свою жизнь при температуре около 0 C (32 °F), где они наиболее активны [3] и их способность вырабатывать аденозинтрифосфат (АТФ) находится на пике. [10] [11] [12] Они замерзают при температуре около −6,8 °C (19,8 °F), а их тела разлагаются после постоянного воздействия температур выше 5 °C (41 °F). Этот процесс разложения, известный как автолиз , происходит, когда клетки вырабатывают пищеварительные ферменты и самоуничтожаются. Тело, образно говоря, тает.

Даже если в других местах так же холодно, ледяные черви никогда не рискуют переселяться на другие территории. Они питаются обильными снежными водорослями и пыльцой , переносимой ветром.

Ледяные черви наиболее активны поздней весной. [8] Летом они следуют суточному циклу — с первыми лучами солнца они погружаются в ледник. За несколько часов до заката они высовываются из снега. [1] В этом отношении они напоминают некоторых других олигохет, которые избегают сильной радиации, но которых привлекает тусклый свет. [1]

Мало что известно о ледяном черве зимой, поскольку недоступность ледников препятствует дальнейшему изучению. Поскольку зимой температура поверхности ледника может достигать −40 °C (−40 °F), черви, скорее всего, остаются под поверхностью. Они могут зарываться на глубину до нескольких футов в ледник в поисках области с благоприятной температурой. [13] Снегопад обеспечивает изоляцию, а температура внизу остается стабильной 0 C (32 °F). Ледяные черви все еще могут найти много водорослей в слое фирна, слое слежавшегося снега, переходящего в лед.

В ледниковых прудах или небольших ручьях ледяных червей можно встретить средь бела дня. Замерзающая вода обеспечивает червям комфортную температуру, противодействуя любому нагреванию их темных тел от солнца. В быстрых ледниковых ручьях ледяные черви цепляются за поверхность льда. [2] Исследователи наблюдали, как черви вращают головами в ручье, возможно, ловя водоросли и пыльцу, переносимые водой. В стоячих прудах ледяные черви собираются в пучки. Исследователи предполагают, что это репродуктивное поведение. Ледяные черви не пасутся группами на поверхности, поэтому контакт в стоячих прудах дает редкую возможность для размножения.

Ледяные черви движутся по поверхности льда со скоростью около 3 м/ч (метров в час) и перемещаются по снегу, протискиваясь между зернами. [2] Боковое движение обычно происходит вдоль поверхности ледника, и они проникают в ледник вертикально. [1]

Научные исследования и медицинское применение

Исследователи изучают, что не дает червю замерзать при температуре ниже 0 °C (32 °F), и изучают эволюционные этапы, посредством которых ледяной червь отделился от родственных видов. [ требуется ссылка ] Понимание физиологии ледяного червя может подсказать способы сохранения органов для трансплантации [4] и может помочь в понимании потенциальной внеземной жизни на холодных планетах, а также видов на Земле, которые выживают в климате более холодном, чем считалось возможным ранее. [14]

Ссылки

  1. ^ abcdefgh Hartzell, Paula L.; Nghiem, Jefferson V.; Richio, Kristina J.; Shain, Daniel H. (2011-02-15). «Распределение и филогения ледниковых ледяных червей (Mesenchytraeus solifugus и Mesenchytraeus solifugus rainierensis)». Canadian Journal of Zoology . 83 (9): 1206–1213. doi :10.1139/z05-116.
  2. ^ abcdefg Shain, Daniel H.; Carter, Melissa R.; Murray, Kurt P.; Maleski, Karen A.; Smith, Nancy R.; McBride, Taresha R.; Michalewicz, Lisa A.; Saidel, William M. (2000). "Морфологическая характеристика ледяного червя Mesenchytraeus solifugus". Journal of Morphology . 246 (3): 192–197. doi :10.1002/1097-4687(200012)246:3<192::AID-JMOR3>3.0.CO;2-B. ISSN  1097-4687. PMID  11077431.
  3. ^ ab Napolitano, Michael J.; Nagele, Robert G.; Shain, Daniel H. (2004-01-01). «Ледяной червь Mesenchytraeus solifugus повышает уровень аденилата при низкой физиологической температуре». Сравнительная биохимия и физиология, часть A: Молекулярная и интегративная физиология . 137 (1): 227–235. doi :10.1016/j.cbpb.2003.10.005. ISSN  1095-6433. PMID  14720608.
  4. ^ abcd "Ледяные черви – Проект по климату ледника Северный Каскад" . Получено 2021-04-06 .
  5. ^ Фаррелл, Анджела Х.; Хохенштейн, Кристи А.; Шайн, Дэниел Х. (2004). «Молекулярная адаптация у ледяного червя Mesenchytraeus solifugus: расхождение энергетически-ассоциированных генов». Журнал молекулярной эволюции . 59 (5): 666–673. Bibcode : 2004JMolE..59..666F. doi : 10.1007/s00239-004-2658-z. ISSN  0022-2844. PMID  15693622. S2CID  22139929.
  6. ^ Хоталинг, Скотт; Шайн, Дэниел Х.; Лэнг, Ширли А.; Бэгли, Робин К.; Тронстад, Луша М.; Вайсрок, Дэвид У.; Келли, Джоанна Л. (2019-06-26). «Распространение на большие расстояния, динамика ледяного покрова и изоляция вершин гор лежат в основе генетической структуры ледниковых ледяных червей». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 286 (1905): 20190983. doi :10.1098/rspb.2019.0983. PMC 6599980. PMID  31213183 . 
  7. ^ аб Мураками, Такуми; Сегава, Такахиро; Бодингтон, Дилан; Циферблат, римский; Такеучи, Нозому; Кошима, Сиро; Хонго, Юичи (01 марта 2015 г.). «Перепись бактериальной микробиоты, связанной с ледниковым ледяным червем Mesenchytraeus solifugus». ФЭМС Микробиология Экология . 91 (3). дои : 10.1093/femsec/fiv003 . ISSN  1574-6941. ПМИД  25764456.
  8. ^ ab Dial, Роман Дж.; Беккер, Мелисса; Надежда, Эндрю Г.; Дайал, Коди Р.; Томас, Джозеф; Слободенко Катарина А.; Голден, Тревор С.; Шейн, Дэниел Х. (2016). «Роль температуры в распространении ледникового ледяного червя Mesenchytraeus solifugus (Annelida: Oligochaeta: Enchytraeidae)». Арктические, антарктические и альпийские исследования . 48 (1): 199–211. дои : 10.1657/AAAR0015-042 . ISSN  1523-0430. S2CID  130333586.
  9. ^ Доутон, Сэнди. «Секреты выживания ледяных червей могут помочь людям». chicagotribune.com . Получено 06.04.2021 .
  10. ^ Лэнг, Ширли А.; Макилрой, Патрик; Шайн, Дэниел Х. (28.02.2020). «Структурная эволюция комплекса АТФ-синтазы ледникового червя». The Protein Journal . 39 (2): 152–159. doi :10.1007/s10930-020-09889-x. ISSN  1572-3887. PMID  32112190. S2CID  211554768.
  11. ^ Napolitano, MJ; Shain, DH (2004-08-07). "Четыре королевства на ледниковом льду: конвергентные энергетические процессы повышают уровень энергии по мере падения температур". Труды Лондонского королевского общества. Серия B: Биологические науки . 271 (suppl_5): S273-6. doi :10.1098/rsbl.2004.0180. ISSN  0962-8452. PMC 1810069. PMID 15503992  . 
  12. ^ Лэнг, Ширли А.; Саглам, Наим; Каваш, Джозеф; Шайн, Дэниел Х. (2017). «Пунктуированное вторжение сегментированных червей (Oligochaeta: Enchytraeidae: Mesenchytraeus) в водные, ледяные, снежные и наземные экозоны». Труды: Биологические науки . 284 (1864): 1–10. doi :10.1098/rspb.2017.1081. ISSN  0962-8452. JSTOR  44685478. PMC 5647291. PMID  29021169 . 
  13. ^ Napolitano, Michael J.; Nagele, Robert G.; Shain, Daniel H. (2004-01-01). «Ледяной червь, Mesenchytraeus solifugus, повышает уровень аденилата при низкой физиологической температуре». Сравнительная биохимия и физиология, часть A: Молекулярная и интегративная физиология . 137 (1): 227–235. doi :10.1016/j.cbpb.2003.10.005. ISSN  1095-6433. PMID  14720608.
  14. ^ Mauri, Pelto. "North Cascade Glacier Climate Project". Nichols College . Архивировано из оригинала 9 февраля 2009 года . Получено 17 ноября 2016 года .

Источники

Внешние ссылки