Polypedilum vanderplanki

Polypedilum vanderplanki
vědecká klasifikace
Doména:eukaryotaKrálovství:ZvířataPodříše:EumetazoiŽádná hodnost:Oboustranně symetrickéŽádná hodnost:protostomyŽádná hodnost:LínáníŽádná hodnost:PanarthropodaTyp:členovciPodtyp:Tracheální dýcháníSupertřída:šestinohýTřída:HmyzPodtřída:křídlatý hmyzInfratřída:NovokřídlíPoklad:Hmyz s plnou metamorfózousuperobjednávka:Antliophoračeta:DipteraPodřád:Dvoukřídlí s dlouhými vousyInfrasquad:CulicomorphaNadrodina:ChironomoideaRodina:Zvonkoví komářiPohled:Polypedilum vanderplanki
Mezinárodní vědecký název
Polypedilum vanderplanki Hinton , 1951

Polypedilum vanderplanki   (lat.) je druh zvonivých komárů z rodu Polypedilum , jehož areál pokrývá Nigérii , Ugandu [1] . Tento druh je známý tím, že jeho larvy jsou schopny přežít v extrémních podmínkách, existovat po dlouhou dobu ve stavu téměř úplné dehydratace a rychle se vrátit k životu, když nastanou příznivé podmínky.

Popis

Malí zvoniví komáři , délka křídel od 1,3 do 2 mm. Hlavní barva těla je hnědočerná, nohy jsou žlutohnědé. Tento druh byl poprvé popsán v roce 1951 britským entomologem H. Hintonem (Hinton, HE; ​​​​University of Bristol , Bristol , UK ). P. vanderplanki je pojmenován po biologovi Dr. FL Vanderplankovi , který jako první shromáždil a studoval typové řady a larvy v Nigérii v letech 1949 a 1950 [1] .

Přežití v extrémních podmínkách

Larvy jsou schopny žít ve vodách s teplotou +60…+70 °C a přežít sucho ve zcela vyschlých vodních plochách [2] , upadajících do stavu hypometabolismu  – kryptobiózy [3] . Za těchto podmínek tělo larvy „vyschne“, zadrží pouze do 3 % obsahu vody z celkové tělesné hmotnosti. Při dehydrataci se larvy stávají imunními vůči mnoha extrémním podmínkám prostředí. Může přežít při teplotách od -170 °C do +106 °C [4] , velmi vysokých (až 7000 Gray [5] ) úrovních gama záření a vystavení vakuu [6] [7] .

Larvy Polypedilum vanderplanki jsou jedny z mála mnohobuněčných organismů , které vydrží téměř úplné vysušení ( anhydrobióza ), aby přežily v nepříznivých podmínkách prostředí. Při dehydrataci larev je voda v jejich tělech nahrazena molekulami trehalózy a některými dalšími biomolekulami, které pomáhají „zakonzervovat“ tkáně larev při sušení [8] [9] . Při pomalém sušení (0,22 ml za den) provádí larva následnou rehydrataci syntézou a akumulací 38 μg trehalózy . Larvy, které byly dehydratovány 3x rychleji, akumulují pouze 6,8 μg trehalózy, což jim po rehydrataci (doplnění tekutin v těle) brání v udržení a obnovení jejich vitální aktivity [10] [11] .

Ve vědě

V únoru 2014 byl na ISS v rámci rusko-japonského experimentu Space Midge („Space Mosquito“) studován únik z kryptobiózy ve vesmírných podmínkách na příkladu larev Polypedilum vanderplanki . V průběhu experimentu byly také studovány procesy vývoje larev v mikrogravitaci a zvýšené radiační pozadí [8] . V září 2014 vyšel článek o výsledcích studie genomu Polypedilum vanderplanki . Mezinárodní skupina vědců vedená Takahiro Kikawadou určila a sestavila kompletní sekvenci genomu Polypedilum vanderplanki a také genom blízce příbuzného druhu , Polypedilum nubifer, který nemá schopnost kryptobiózy. Jejich srovnání umožnilo identifikovat geny , které se aktivují při vysychání larev a při obnově po usušení. Mnohé z těchto genů, zejména geny pro proteiny LEA, nejsou charakteristické pro jiný hmyz a pravděpodobně se objevily v genomu Polypedilum vanderplanki v důsledku horizontálního přenosu genů . [12]

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Hinton, H.E. 1951. Nový chironomid z Afriky, jehož larva může být dehydratována bez zranění. Proceedings of the Zoological Society of London , 121(2): 371-380. ISSN: 1469-7998
  2. ↑ Akimushkin I.I. Svět zvířat. Svět zvířat: Hmyz. Pavouci. Domácí mazlíčci. - M .: Myšlenka, 1993. - T. 3. - ISBN 5-244-00444-1
  3. ↑ E. I. Shagimardanova — Evoluce kryptobiózy u Polypedilum vanderplanki: role horizontálního přenosu genů z bakterií. Kazaň.
  4. ↑ M. Watanabe, T. Kikawada, T. Okuda, 2003 Zvýšení vnitřní koncentrace iontů spouští syntézu trehalózy spojenou s kryptobiózou u larev Polypedilum vanderplanki. Journal of Experimental Biology, 206 13 (červenec 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. - Biologické účinky anhydrobiózy v Africe chironomid, Polypedilum vanderplanki na radiační toleranci. . Získáno 3. října 2017. Archivováno z originálu 15. ledna 2018.
  6. ↑ Okuda, T.; Watanabe, M.; Sychev, V.; Novíková, N.; Gusev, O.; Saigusa, M. Polypedilum vanderplanki : anhydrobiotický hmyz jako potenciální nástroj pro vesmírnou biologii  (anglicky)  // 36. COSPAR Scientific Assembly in Beijing: journal. - 2006. - Červenec. - .
  7. ↑ Hinton HE Muší larva, která snáší dehydrataci a teploty -270°C až +102°C  // Nature  :  journal. - 1960. - Sv. 188 , č.p. 4747 . - str. 336-337 . - doi : 10.1038/188336a0 . — .
  8. ↑ 1 2 Taťána Zimina. Komáři našli oporu ve vesmíru. Archivováno 19. dubna 2014 na Wayback Machine - " Věda a život ".
  9. ↑ T. Kikawada, A. Saito, Y. kanamori, Y. Nakahara, K. Iwata, D. Tanaka, M. Watanabe, T. Okuda, 2007 Trehalózový transportér 1, usnadněný a vysokokapacitní transportér trehalózy, umožňuje exogenní trehalózu příjem do buněk. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104 28 (červenec 2007), 11585 11590, 0027-8424
  10. ↑ Takahiro Kikawada a kol. Faktory indukující úspěšnou anhydrobiózu u afrického Chironomida Polypedilum vanderplanki   : Význam larválního tubulárního hnízda // Integrativní a srovnávací biologie : deník. - 2005. - Sv. 45 , č. 5 . - str. 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 & Takashi Okuda. Vitrifikace je nezbytná pro anhydrobiózu u afrického chironomida, Polypedilum vanderplanki  (anglicky)  // Proceedings of the National Academy of Sciences  : journal. - Národní akademie věd , 2008. - Sv. 105 , č. 13 . - S. 5093-5098 . - doi : 10.1073/pnas.0706197105 . - . — 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, D. Shamitomar, Elena Takashi Mat. 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. Komparativní sekvenování genomu odhaluje genomový podpis extrémní tolerance vůči vysychání u anhydrobiotických pakomárů // Nature Communications. - 2014. - č. 5 . - S. 4784 . - doi : 10.1038/ncomms5784 .

Odkazy