Polypedilum vanderplanki

Polypedilum vanderplanki
videnskabelig klassifikation
Domæne:eukaryoterKongerige:DyrUnderrige:EumetazoiIngen rang:Bilateralt symmetriskIngen rang:protostomerIngen rang:FyldningIngen rang:PanarthropodaType:leddyrUndertype:Tracheal vejrtrækningSuperklasse:seksbenetKlasse:InsekterUnderklasse:vingede insekterInfraklasse:NewwingsSkat:Insekter med fuld metamorfoseSuperordre:AntliophoraHold:DipteraUnderrækkefølge:Langskåret DipteraInfrasquad:CulicomorphaSuperfamilie:ChironomoideaFamilie:KlokkemygUdsigt:Polypedilum vanderplanki
Internationalt videnskabeligt navn
Polypedilum vanderplanki Hinton , 1951

Polypedilum vanderplanki   (lat.) er en art af ringmyg fra slægten Polypedilum , hvis udbredelse dækker Nigeria , Uganda [1] . Arten er berømt for det faktum, at dens larver er i stand til at overleve under ekstreme forhold, eksisterer i lang tid i en tilstand af næsten fuldstændig dehydrering og hurtigt vender tilbage til livet, når gunstige forhold opstår.

Beskrivelse

Små ringende myg , vingelængde fra 1,3 til 2 mm. Kroppens hovedfarve er brunlig-sort, benene er gulbrune. Arten blev første gang beskrevet i 1951 af den britiske entomolog H. Hinton (Hinton, HE; ​​University of Bristol , Bristol , UK ). P. vanderplanki er opkaldt efter biologen Dr. FL Vanderplank , som var den første til at indsamle og studere typeserierne og larverne i Nigeria i 1949 og 1950 [1] .

Overlevelse under ekstreme forhold

Larverne er i stand til at leve i farvande med en temperatur på +60…+70 °C og overleve tørke i fuldstændigt udtørrende vandområder [2] og falde i en tilstand af hypometabolisme  - kryptobiose [3] . Under disse forhold "tørrer larvens krop op" og bevarer kun op til 3% af vandindholdet af den samlede kropsvægt. Når de er dehydreret, bliver larverne immune over for mange ekstreme miljøforhold. Kan overleve ved temperaturer fra -170 °C til +106 °C [4] , meget høje (op til 7000 Gray [5] ) niveauer af gammastråling og udsættelse for vakuum [6] [7] .

Larverne af Polypedilum vanderplanki er blandt de få flercellede organismer , der kan modstå næsten total udtørring ( anhydrobiose ) for at overleve under ugunstige miljøforhold. Når larverne dehydrerer, erstattes vandet i deres kroppe af trehalosemolekyler og nogle andre biomolekyler, der hjælper med at "bevare" larvevævet, når de tørres [8] [9] . Ved langsom tørring (0,22 ml pr. dag) udføres efterfølgende rehydrering af larven ved at syntetisere og akkumulere 38 μg trehalose . Larver, der blev dehydreret 3 gange hurtigere, akkumulerer kun 6,8 μg trehalose, hvilket forhindrer dem i at opretholde og genoptage deres vitale aktivitet efter rehydrering (genopfyldning af væske i kroppen) [10] [11] .

I videnskab

I februar 2014, på ISS , som en del af det russisk-japanske Space Midge-eksperiment ("Space Mosquito"), blev udgangen fra kryptobiose under rumforhold undersøgt ved at bruge eksemplet med larverne fra Polypedilum vanderplanki . I løbet af forsøget blev processerne for udvikling af larver i mikrogravitation og øget baggrundsstråling også undersøgt [8] . I september 2014 blev der publiceret en artikel om resultaterne af en undersøgelse af genomet af Polypedilum vanderplanki . En international gruppe af videnskabsmænd ledet af Takahiro Kikawada bestemte og samlede den komplette genomsekvens af Polypedilum vanderplanki , såvel som genomet af en nært beslægtet art , Polypedilum nubifer, som ikke har evnen til kryptobiose. Deres sammenligning gjorde det muligt at identificere gener , der aktiveres, når larverne tørrer ud og under genopretning efter tørring. Mange af disse gener, især generne for LEA-proteiner, er ikke karakteristiske for andre insekter og dukkede formodentlig op i genomet af Polypedilum vanderplanki som et resultat af horisontal genoverførsel . [12]

Noter

  1. ↑ 1 2 Hinton, H.E. 1951. En ny chironomid fra Afrika, hvis larve kan dehydreres uden skader. Proceedings of the Zoological Society of London , 121(2): 371-380. ISSN: 1469-7998
  2. ↑ Akimushkin I.I. Dyrenes verden. Dyreverden: Insekter. Edderkopper. Kæledyr. - M .: Tanke, 1993. - T. 3. - ISBN 5-244-00444-1
  3. ↑ E. I. Shagimardanova — Udvikling af kryptobiose i Polypedilum vanderplanki: rollen af ​​horisontal genoverførsel fra bakterier. Kazan.
  4. ↑ M. Watanabe, T. Kikawada, T. Okuda, 2003 Forøgelse af intern ionkoncentration udløser trehalosesyntese forbundet med kryptobiose i larver af Polypedilum vanderplanki. Journal of Experimental Biology, 206 13 (juli 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. - Biologiske effekter af anhydrobiose i en afrikansk chironomid, Polypedilum vanderplanki om strålingstolerance. . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. januar 2018.
  6. ↑ Okuda, T.; Watanabe, M.; Sychev, V.; Novikova, N.; Gusev, O.; Saigusa, M. Polypedilum vanderplanki : et anhydrobiotisk insekt som et potentielt værktøj til rumbiologi  (engelsk)  // 36. COSPAR Scientific Assembly i Beijing: tidsskrift. - 2006. - Juli. - .
  7. ↑ Hinton HE En fluelarve, der tåler dehydrering og temperaturer på -270°C til +102°C  // Nature  :  journal. - 1960. - Bd. 188 , nr. 4747 . - s. 336-337 . - doi : 10.1038/188336a0 . — .
  8. ↑ 1 2 Tatyana Zimina. Myg har fundet fodfæste i rummet. Arkiveret 19. april 2014 på Wayback Machine - " Science and Life ".
  9. ↑ T. Kikawada, A. Saito, Y. kanamori, Y. Nakahara, K. Iwata, D. Tanaka, M. Watanabe, T. Okuda, 2007 Trehalosetransporter 1, en lettet trehalosetransporter med høj kapacitet, tillader eksogen trehalose optagelse i celler. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104 28 (juli 2007), 11585 11590 , 0027-8424
  10. ↑ Takahiro Kikawada, et al. Faktorer, der inducerer succesfuld anhydrobiose i det afrikanske chironomid Polypedilum vanderplanki   : Betydningen af ​​larvereden // Integrativ og komparativ biologi : journal. - 2005. - Bd. 45 , nr. 5 . - S. 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. Forglasning er afgørende for anhydrobiose i et afrikansk chironomid, Polypedilum vanderplanki  (engelsk)  // Proceedings of the National Academy of Sciences  : tidsskrift. - National Academy of Sciences , 2008. - Vol. 105 , nr. 13 . - P. 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, Takashi Matsumoto, Eldanova, El. 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. Sammenlignende genomsekventering afslører genomisk signatur af ekstrem udtørringstolerance i den anhydrobiotiske myg // Nature Communications. - 2014. - Nr. 5 . - S. 4784 . - doi : 10.1038/ncomms5784 .

Links