Тихоходка

Тихоходка или  водный медведь – это вид свободноживущих крошечных беспозвоночных, принадлежащих к типу членистоногих. Тихоходка годами сбивала с толку ученых своей способностью выживать во всем, что было до сих пор – даже в космосе. От дна океана до навесов тропического леса, от тундр Антарктиды до поверхности вулкана – везде можно встретить тихоходок.

Тихоходка — водяной медведь

Тихохо́дка (с лат. Tardigrada) — тип микроскопических беспозвоночных, близкий к членистоногим. Тихоходки обнаружены в 1773 году Иоганном Августом Эфраимом Гозе, немецким зоологом. Они представляют собой членистоногих микрометазоидов с четырьмя парами лап (лобопод). Известны своей способностью выживать в различных экстремальных условиях. Тихоходки считаются близкими родственниками членистоногих (например, насекомых, ракообразных).

Происхождение вида и описание

На сегодняшний день исследования определили три основных класса типов тихоходок. Каждый из трех классов состоит из нескольких порядков, которые, в свою очередь, состоят из нескольких семейств и родов.

Таким образом, тип тихоходок состоит из нескольких сотен (более 700) известных видов, которые были классифицированы по следующим категориям:

Класс Heterotardigrada

По сравнению с двумя другими, этот клас является самым разнообразным классом в типе тихоходок. Далее он разделен на два порядка (Arthrotardigrada и Echiniscoide) и далее на семейства, которые включают Batillipedidae, Oreellidae, Stygarctidae и Halechiniscidae среди нескольких других. Эти семьи делятся на более чем 50 родов.

Класс Mesotardigrada

По сравнению с другими классами, этот класс делится только на один порядок (Thermozodia), семейство (Thermozodidae) и один вид (Thermozodium esakii). Thermozodium esakii был обнаружен в термальном источнике в Японии, но ни один вид в классе не был идентифицирован.

Класс Eutardigrada

Делится на два порядка, которые включают Parachela и Apochela. Два порядка далее делятся на шесть семейств, в которые входят Mineslidae, Macrobiotidae, Hypsibidae, Calohypsibidae, Eohypsibidae и Eohypsibidae. Эти семейства далее делятся на более чем 35 родов с различными типами видов

Как выглядит тихоходка

Общие особенности тихоходки:

• Она двусторонне-симметрична.
• Имеет цилиндрическое тело и тенденцию к сплющиванию.
• Длина взрослой особи от 250 до 500 микрометров. Иногда вырастают до 1,5 миллиметра.
• Различаются по цвету: красные, желтые, черные и т. д.
• Дыхание достигается за счет диффузии.
• Тихоходка многоклеточный организм.

Тело тихоходки разделено на несколько частей: туловище, ноги, сегмент головы. Есть пищеварительная система, рот, нервная система, мышцы, глаза. И относительно хорошо развитый большой мозг!

Интересный факт: В 2007 году обезвоженные тихоходки были выведены на орбиту и подвергались воздействию вакуума и космического излучения в течение 10 дней. По возвращении на Землю более двух третей из них были успешно восстановлены. Многие умерли относительно скоро, но все же перед этим смогли размножиться.

Некоторые из особей, связанные с классом Heterotardigrada, включают гондукты, головные отростки и отдельные когти на ногах.

Характеристики класса Heterotardigrada:

• Сенсорный сосок и позвоночник.
• Зубчатый воротник на задних парах лап.
• Толстая кутикула.
• Образцы пор, которые варьируются между видами.

Характеристики класса Mesotardigrada:

• На каждой лапе шесть когтей.
• Thermozodium esakii является промежуточным звеном между особями Heterotardigrada и Eutardigrada.
• Колючки и когти похожи как у класса Heterotardigrada.
• Их макроплакоиды напоминают найденные у Eutardigrada.

Характеристика класса Eutardigrada:

• По сравнению с двумя другими классами, тихоходка Eutardigrada не имеет боковых придатков.
• У неё гладкая кутикула.
• Нет спинных пластинок.
• Гондукты открываются в прямую кишку.
• Обладает двойными когтями.

Где живут тихоходки?

Тихоходка является водным организмом, учитывая, что вода обеспечивает благоприятные условия для таких процессов, как газообмен, размножение и развитие. По этой причине чаще тихоходки обитают в морской и пресной воде, а также в наземных средах с небольшим количеством воды.

Но также тихоходки живут во многих других средах, включая песчаные дюны, почву, камни. Они могут выживать в пленках воды на лишайниках и мхах и, таким образом, часто встречаются в этих организмах.

Яйца, кисты и отростки тихоходок также легко распространяются ветром в различные среды, позволяя организмам колонизировать новые среды. Исследователи обнаруживали обитания тихоходок в различных отдаленных местах. Например на вулканических островах, это свидетельствует о том, что ветер и птицы широко рассеивают и распространяют эти организмы.

Интересный факт: Тихоходки обитают в различных экстремальных средах — до -80 градусов по Цельсию. Благодаря своей способности выживать и даже размножаться в критических условиях, тихоходки встречаются практически во всех средах по всему миру.

Тихоходки были описаны как полиэкстремофилы из-за их способности выживать в различных экстремальных факторах окружающей среды.

Теперь Вы знаете где водится и как выглядит тихоходка под микроскопом. Давайте теперь узнаем, что употребляет в пищу это существо.

Чем питается тихоходка?

Тихоходка питается клеточной жидкостью, прокалывая стенки клеток своими пероральными стилетами. Их рацион включает в себя — бактерии, водоросли, простейшие, мохообразные, грибы и разлагающиеся вещества растений. Они сосут соки из водорослей, лишайников и мхов. Известно, что более крупные виды питаются простейшими, нематодами, коловратками и мелкими тихоходками.

Во рту у тихоходок есть стилеты, которые в основном представляют собой маленькие острые зубы, используемые для прокалывания растений или мелких беспозвоночных. При прокалывании они пропускают жидкости. Тихоходки питаются этими жидкостями, всасывая их, используя специализированные сосущие мышцы в их глотке.

Стилет тихоходки заменяется, когда она линяет.

В некоторых средах тихоходки могут быть первичным потребителем нематод, в значительной степени влияя на размеры их популяций. Некоторые виды могут переносить протозойные виды Pyxidium tardigradum. Многие виды тихоходок, обитающие в мшистых средах, переносят грибковых паразитов.

Интересный факт: Некоторые виды тихоходок могут обходиться без пищи более 30 лет. В этот момент они высыхают и становятся бездействующими. Если тихоходка обезвоживается и теряет до 99% содержания воды, ее жизненные процессы могут быть почти приостановлены на несколько лет, прежде чем она вернется к жизни.

Внутри клеток дегидратированных тихоходок тип белка, называемый «специфический для тихоходок белок с внутренним нарушением», заменяет воду. Это образует стеклообразное вещество, которое сохраняет структуры клеток нетронутыми.

Преимущества выживания тихоходок

Во время активности в благоприятных условиях, тихоходки приняли ряд стратегий, которые позволяют им выживать.

Эти преимущества — покой и криптобиоз и включают в себя:

• Аноксибиоз – относится к криптобиотическому состоянию, которое стимулируется очень низким или отсутствием кислорода среди водных тихоходок. Когда уровень кислорода значительно низок, тихоходка реагирует, становясь жесткой, неподвижной и вытянутой. Это позволяет им выжить от нескольких часов до нескольких дней без кислорода и в конечном итоге стать активными, когда условия улучшаются.

  

• Криобиоз – это форма криотобиоза, на которую влияют низкие температуры. Когда температура окружающей среды падает до уровня замерзания, тихоходки реагируют, образуя бочкообразные бочки для защиты мембраны.
• Осмобиоз– в водном растворе с высокой ионной силой (такой как высокий уровень соли) некоторые организмы не могут выжить и, таким образом, отмирают. Тем не менее, большое количество тихоходок, обнаруженных в пресноводных средах и наземных средах обитания, выживают в форме криптобиоза, известного как осмобиоз.
• Ангидробиоз – это реакция выживания на потерю воды в результате испарения. Для различных организмов вода важна для таких процессов, как газообмен и другие внутренние механизмы. Для большинства пресноводных тихоходок выживание во время обезвоживания невозможно. Тем не менее, для большого количества Eutardigrada выживание в таких условиях достигается за счет сокращения и втягивания головы и лап. Затем организмы превращаются в бочки, способные выживать после высыхания.

Тихоходка — размножение 

Размножение и жизненный цикл среди представителей тихоходок в значительной степени зависит от их среды обитания. Учитывая, что жизнь этих организмов в значительной степени характеризуется бездействием и периодической бездеятельностью, исследователи пришли к выводу. Для быстрого размножения важно, когда условия благоприятны.

В зависимости от окружающей среды, тихоходки могут размножаться бесполым путем (самооплодотворение) в процессе, известном как партеногенез, или половым путем, когда самцы оплодотворяют яйца (амфимиксис).

Половое размножение у тихоходок распространено среди двудомных видов (у самцов и самок с их соответствующими половыми органами). Большинство этих организмов встречаются в морской среде и, следовательно, размножаются в морской среде.

Хотя форма и размер (морфология) гонад тихоходок в значительной степени зависят от вида, пола, возраста и т. д. организмов, микроскопические исследования выявили следующие половые органы у самцов и самок:

Самец:

• Пара семявыносящих протоков, открывающихся в клоаки (задняя кишка).
• Внутренние семенные пузырьки.

Самка и гермафродит:

• Пара яйцеводов, которые открываются в клоаки.
• Семенные сосуды (у Heterotardigrada).
• Внутренняя сперматека (у Eutardigrada).

Во время полового размножения среди некоторых членов классов Heterotardigrada и Eutardigrada яйца самки оплодотворяются прямо или косвенно. А во время прямого полового оплодотворения самец тихоходки откладывает сперму в семенной сосуд самки. Это позволяет транспортировать сперму к яйцеклетке для оплодотворения.

Ну а во время непрямого оплодотворения самец откладывает сперму в кутикулу самки, когда самка линяет. Когда самка сбрасывает кутикулу, яйца уже оплодотворяются и со временем развиваются. Во время линьки самка сбрасывает кутикулу, а также некоторые другие структуры, такие как когти.

В зависимости от вида, яйца либо оплодотворяются внутри (например, у L. granulifer, где происходит яйцекладка). Либо снаружи (у большинства представителей Heterotardigrada). Или просто выпускаются наружу, где они развиваются без оплодотворения.

Хотя родительский уход за яйцами встречается редко, но всё же у некоторых видов он наблюдался. Их яйца остаются прикрепленными к хвостовой части самки. Таким образом гарантируя, что самка заботится о яйцах до того, как они вылупятся.

Естественные враги тихоходок

Хищниками для тихоходок можно считать нематод, тихоходок других видов, клещей, пауков, хвостиков и личинок насекомых. «Разрушители экосистем», такие как пресноводные ракообразные, дождевые черви и членистоногие, также устраняют популяции этих животных.

В свою очередь, тихоходки используют свой щёчный аппарат для питания детритом или различными организмами. В том числе бактериями, водорослями, простейшими и другой мейофауной.

Буккальный аппарат состоит из буккальной трубки, пары пронзительных стилетов и мускулистой сосущей глотки. Содержимое кишечника часто содержит хлоропласты или другие компоненты клеток водорослей, мхов или лишайников.

Множество видов наземной микробиоты пытались наживаться на простейших, нематодах, коловратках и мелких видах Eutardigrades (например, Diphascon и Hypsibius), даже всасывая весь организм. В челюстях этих хищных поздних тихоходок были обнаружены коловратки, когти тихоходок и их ротовые аппараты. Предполагается, что тип щёчного аппарата коррелирует с типом потребляемой пищи, однако, мало что известно о конкретных потребностях в питании морских или лимано-наземных видов.

Интересный факт: Несмотря на то, что тихоходки способны противостоять космическому вакууму, чрезвычайно низким температурам и огромной герметичной среде, живут они максимум около 2,5 лет.

Популяция водяных медведей

Изменения плотности популяции тихоходок коррелировали с различными условиями окружающей среды. Включая температуру и влажность, загрязнение воздуха и наличие продовольствия. Значительные различия как в плотности популяции, так и в видовом разнообразии происходят в смежных, казалось бы, идентичных микробитах.

Приспосабливаясь к широкому диапазону внешних условий, появилось большое количество родов и видов тихоходок. При наступлении неблагоприятных условий они способны на годы впадать в состояние анабиоза. А при наступлении благоприятных условий — довольно быстро оживать. Выживают тихоходки в основном за счёт так называемого ангидробиоза, высушивания. При высыхании они втягивают в тело конечности, уменьшаются в объёме и принимают форму бочонка. Поверхность покрывается восковой оболочкой, препятствующей испарению. При анабиозе их метаболизм падает до 0,01 %, а содержание воды способно доходить до 1 % от нормального. В состоянии анабиоза тихоходки выносят невероятные нагрузки. Они могут выживать в виде бочёнков годами или даже десятилетиями.

Интересный факт: Тихоходки выживают в условиях, которые могут уничтожить большинство других организмов. Они делают это, удаляя воду из своих тел и генерируя восковое соединение, которое герметизирует и защищает структуру их клеток. Существа могут оставаться в этом так называемом состоянии тунца в течение нескольких месяцев и потом опять оживать в водной среде.

Есть данные, что загрязнение может отрицательно сказаться на популяциях тихоходки. Учёные говорят, что  плохое качество воздуха, кислотные дожди и концентрации тяжелых металлов в местах их обитания приводят к снижению их популяций..

Интересные факты о тихоходках — водяных медведях

При сроке жизни 2,5-3 года — тихоходка может жить тысячи лет!!!

У водяных медведей есть нервная, половая и выделительная системы, но нет крови. Её функции выполняет другая биологически активная жидкость. Органы дыхания тоже отсутствуют, тихоходки поглощают кислород из воздуха или воды непосредственно через кожу.

Однажды в руки ученых попал кусок высушенного мха, пролежавший в пустыне не менее 120 лет. Не предпринимая никаких усилий, а лишь немного увлажнив его, они вернули к жизни целую колонию уснувших в нем более века назад водяных медведей.

Интересный факт: Яйца водяных медведей сказочно красивы. Они напоминают роскошные микроскопические абажуры. Правда, практической пользы в этом нет никакой. Возможно, матушка-природа просто решила, что негоже таким удивительным существам появляться на свет из заурядных горошин и комков?

Личная колония тихоходок

Водяные медведи необычайно просты в содержании. Некоторым любителям природы нравится наблюдать за их неторопливой возней с помощью микроскопа. Кстати, дорогостоящее оборудование для этого не понадобится, можно купить простейший детский аппарат с увеличением в 10-15 раз.

С большой долей вероятности можно обнаружить тихоходок медведей в кусочке мха. Размочите его в воде, затем слейте ее в прозрачную емкость и рассмотрите под микроскопом. Обычно даже уже первая попытка оказывается успешной.

Содержать малышей можно в чашке Петри или любой аналогичной емкости. Уложите туда кусочек мха и регулярно смачивайте его водой. Не забывайте менять мох почаще, чтобы в нем не завелась плесень. Наблюдение за тихоходками может стать очень интересной забавой для юных натуралистов.

Тихоходка – возможно самое удивительное животное на земле. Ни одно существо в мире не прошло столько испытаний, сколько прошла тихоходка. Достаточно не убиваемая для путешествий в открытом космосе и достаточно приспосабливаемая, чтобы пережить десятилетия в спячке, тихоходка может с легкостью пережить нас всех… Ведь ей не страшны — холод, жара, голод, радиация, вирусы  — да неверно вообще ничто.