Przepis na setki milionów lat sukcesu

Autor: Chip Hannum.

Weź trochė jaj, świeżą wodę, światło słoneczne i pozwól im gotować się przez zaledwie 48 godzin w 22°C…

Sukces triopsów opiera się na kilku kluczowych adaptacjach. Wiele z tych adaptacji dotyczy ich jaj. Jaja przechodzą ekstremalną formę diapauzy. Diapauza to zatrzymanie rozwoju embrionalnego, a w przypadku jaj triopsów mogą przetrwać całkowicie odwodnione bez aktywności metabolicznej przez lata, dopóki nie zostaną ponownie wystawione na korzystne warunki. Istnieją jaja, które okazały się żywotne po 27 latach i podejrzewa się, że mogą przetrwać znacznie dłużej. Jaja są zdolne do przetrwania zamrożenia i wystawienia na ekstremalne ciepło (chociaż nie wrzenie). Mogą nawet przejść bez szkody przez przewód pokarmowy innego zwierzęcia i wyjść z „drugiego końca” gotowe do wylęgu. Te małe jaja могą latać z wiatrem, gotowe do wylądowania w kałuży rowu i kolonizacji nowego terytorium z kolejnym pokoleniem triopsów.

Jakby te adaptacje nie wystarczyły, poprzez mechanizm, który nie jest jeszcze zrozumiany, triops unikają wkładania wszystkich jaj do jednego koszyka, ee, kałuży. Szczegóły różnią się w zależności od gatunku, ale ogólna strategia polega na tym, że mały procent jaj może się wylęgnąć krótko po złożeniu. W ten sposób, jeśli zbiornik pozostaje przez dłuższy czas, могą wyhodować więcej niż jedno pokolenie w jednym sezonie. Reszta jaj wymaga co najmniej jednego okresu wysychania, zanim mogą się wylęgnąć. Niektóre z tych jaj wylęgną się po tylko jednym таким wysuszeniu, ale inne nie wylęgną się, dopóki nie przejdą dwa lub więcej cykli wysychania i nawilżania. W ten sposób triops zabezpieczają się przed tym, że dany zbiornik nie będzie trwał wystarczająco długo, aby ich dzieci osiągnęły dojrzałość.

Co więcej, jaja mają więcej sztuczek, aby uniknąć wylęgu w niewłaściwych sytuacjach. To nie tylko woda wywołuje wylęg jaja, ale także ciśnienie osmotyczne tej wody, a także temperatura i światło. W typowym środowisku triopsów zbiornik wypełnia się szybko wodą deszczową lub spływem z sezonowych powodzi. W tej sytuacji woda jest stosunkowo czysta, jest niewiele rozpuszczonych minerałów lub organicznych - ma bardzo niskie ciśnienie osmotyczne.

I odwrotnie, woda w ustalonym zbiorniku ma wysoki poziom rozpuszczonych minerałów i organicznych - ma stosunkowo wysokie ciśnienie osmotyczne. Dlaczego to jest ważne? Triops, szczególnie gdy młode, brakuje mobilności, rozmiaru i biologicznej broni, aby uniknąć jakiegokolwiek drapieżnika ich rozmiaru lub większego. Ustalony zbiornik wody może zawierać ryby, owady wodne, płazy lub nawet inne triops, które szybko rozprawią się z wylęgami. Co więcej, ustalony zbiornik może być starszym zbiornikiem, który nie potrwa znacznie dłużej. Więc, chyba że warunki wodne wskazują na nowy zbiornik słodkowodny, jaja się nie wylęgną.

Lewo: nietknięte jajo L. apus lubbocki; Prawo: przekrój jaja pokazujący strukturę warstwy pęcherzykowej leżącej między zewnętrzną a wewnętrzną membraną. Poniżej możesz zobaczyć Triops cancriformis zamierzającego złożyć kilka jaj (skupisko różowych kropek blisko tyłu).

Równie ważne jak nie wylęganie się do stawu pełnego głodnych płoci, jest nie wylęganie się do 20 cm błota. Skorupa jaj triopsów ma warstwę pęcherzykową - oznacza to, że jest gąbczastą macierzą setek małych, połączonych komór, wszystkie w jaju mniejszym niż 0,5 mm! Gdy jaja są po raz pierwszy złożone, warstwa pęcherzykowa jest wypełniona płynem i jajo tonie. Tutaj jaja могą być zakopane w osadzie, gdzie могą rozpocząć swoje oczekiwanie i są mniej prawdopodobne, aby zostały zjedzone przez dorosłe triops.

Po wysuszeniu jednak warstwa pęcherzykowa jest pusta z płynu i zamiast tego wypełniona powietrzem. Gdy jaja są nawodnione, jeśli nie są zakopane w osadzie, będą unosić się na powierzchnię i być wystawione na światło słoneczne. Obecność światła告 mówi jaju, że nie jest zakopane i jest bezpieczne do wylęgu. Po okresie unoszenia się woda ponownie wypełnia warstwę pęcherzykową i jaja ponownie toną; jeśli nie wylęgną się, będą ponownie zakopane, aby czekać i unikać zjedzenia przez swoich braci, którzy się wylęgną.

Ostatnia sztuczka to wrażliwość na temperaturę środowiskową. Jaja triopsów będą generalnie wylęgać się w zakresie temperatur 15° - 30°C (59° - 86°F). Mimo to jest to wskaźnik szerokiego zakresu warunków środowiskowych, a tempo wzrostu triopsów jest bezpośrednio związane z temperaturą aż stanie się zagrażające życiu. W konsekwencji istnieje wąski zakres temperatury dla każdego gatunku, który jest wskaźnikiem idealnych warunków, ani zbyt chłodnych, ani zbyt ciepłych. Jeśli środowisko jest chłodniejsze niż optymalne, tempo wzrostu będzie dotknięte i wylęgi могą nie mieć wystarczająco dużo czasu, aby się rozwinąć, zanim zbiornik wyschnie. Jeśli środowisko jest zbyt ciepłe, wylęgi могą umrzeć, gdy zbiornik osiągnie swoją maksymalną temperaturę. Stąd im bliżej tego idealnego zakresu, tym wyższy procent jaj, które się wylęgają. Razem adaptacje dotyczące njihjaj czynią triops cudownie ostrożnymi oportunistami.

22°C (71,6°F) wydaje się być optymalną temperaturą do wylęgu.

Życie w czasowych zbiornikach

Drugi zestaw kluczowych adaptacji to miejsce, gdzie mają swój dom: czasowe zbiorniki wodne. Z wyjątkiem Lepidurus arcticus, który jest znany z czasami współistnienia z pojedynczym gatunkiem ryby w garstce głębokich norweskich jezior, żaden z większych branchiopodów nie znajduje się w stałych zbiornikach wody, chyba że istnieją ekstremalne warunki, które trzymają z dala drapieżne ryby. Małże, wróżki i kiełże (triops) przystosowały się do życia w czasowych zbiornikach słodkiej lub słonawej wody. Artemia żyje w jeziorach tak słonych, że prawie nic innego nie може tam żyć i często są również czasowe.

To jest rodzaj przyjemnego środowiska, które Triops longicaudatus i newberryi mogą nazywać domem w amerykańskim południowym zachodzie. Naturalnie utworzone dziury w kamieniu wypełniają się z pustynnych deszczy tylko na krótki czas

Wszystkie duże branchiopody cierpią z niektórych wspólnych wad. Chociaż nazywane dużymi branchiopodami, żaden z nich nie jest więcej niż kilka centymetrów rozmiaru. Są niezdolne do poruszania się bardzo szybko i są jednolicie pyszne для świata zwierząt. Ostatecznie ich strategie reprodukcyjne nie pozwalają na znoszenie tego rodzaju aktywnego drapieżnictwa, które występuje w stałym zbiorniku wody. Dawno temu triops przystosowały się do środowiska niszowego, czasowego zbiornika, gdzie generalnie nie може być drapieżników większych niż one same. Wielu dodatkowo przystosowało się do ekstremów pH, przetrwując w miejscach od kwaśnych torfowisk do alkalicznych zbiorników. Triops wzięły nieprzewidywalne i zmienne środowiska niszowe, gdzie wydaje się, że nic większego niż plankton słodkowodny nie powinno żyć, i uczyniły je jednoznacznie swoim własnym rajem.

Niewiarygodny metabolizm i wzrost

Trzecia kategoria adaptacji to то, co czyni możliwym dla nich życie całego życia w kilku litrach wody deszczowej, która може trwać tylko kilka tygodni: niewiarygodny metabolizm i tempo rozwoju. Chociaż mogły leżeć uśpione przez dziesięć lat lub dłużej, po powrocie do odpowiednich warunków jaja wylęgają się w bardzo krótkim okresie. Niektóre gatunki могą się wylęgnąć w ciągu kilku godzin do dnia. Inne могą zająć dłużej, ale żaden nie czeka więcej niż kilka tygodni - to cenny czas marnowany. Małe larwy naupilis, początkowo tylko 1/20 centymetra lub około tego długości, mogą urosnąć do kilku centymetrów w zaledwie jednym tygodniu - gdyby ludzkie niemowlę rosło w tym samym tempie, byłyby 40-stopowymi gigantami na końcu tego pierwszego tygodnia. Szczególnie w tym pierwszym tygodniu rosną i metabolizują tak absolutnie szybко, jak могą, w oparciu o temperaturę, poziomy tlenu i dostępność pożywienia.

Jak можеш sobie wyobrazić, triops potrzebują dużo jedzenia, aby osiągnąć to fenomenalne tempo wzrostu. Każdego dnia muszą zjeść około 40% masy swojego ciała w jedzeniu. Gdy wylęgujesz się do nowego i czasowego zbiornika wody, nie możesz być wybredny co do tego, skąd to jedzenie pochodzi. Dla triops, jeśli jest organiczne i mieści się w ich ustach, to jedzenie. Łatwo konsumują jakikolwiek rodzaj martwej materii roślinnej i zwierzęcej, którą znajdą. Wodna mikrofauna, która formuje się w zbiorniku, taka jak bakterie, glony i wrotki, jest dodawana do njihmenu. Skubają rośliny rosnące w zbiorniku. Jeśli komar składa swoje jaja w zbiorniku z triops, odkryje, że dostarczyła wijących się przekąsek tym pływającym ustom.

Współskorupiaki, takie jak daphnia lub wróżki, могą znaleźć się jako przekąski triopsów, jeśli mają nieszczęście wylęgnąć się w zbiorniku z triops. Płazy, które składają swoje jaja w zamieszkanym przez triops zbiorniku, odkryją, że njihjaja i młode są пожирані przez żarłoczne triops. Będą nawet jeść siebie nawzajem, jeśli poziomy innego pożywienia staną się niskie, wybierając mniejsze, słabsze triops jeden po drugim.

Larwa triops około 7 godzin po wylęgu

Zaledwie 3 godziny później segmenty brzuszne stają się zdefiniowane, a ogon zaczyna się formować

Tutaj po lewej jest typowy przedstawiciel rozmiaru młodych larw. Podczas oglądania their najlepiej umieścić czarny obiekt za nimi.

Około 15 godzin już przyjęło główne cechy formy dorosłej

Tylko 24 godziny po wylęgu to bardzo niemalże miniatura formy dorosłej

To niewiarygodne tempo wzrostu połączone з chęcią jedzenia wszystkiego i всего, со jest mniejsze niż one, pozwala им przewyższyć wszystko w zbiorniku z nimi. Przejdą od rozmiarów pyłu larw do dużych stworzeń zdolnych do drapieżnictwa других stworzeń w mniej niż tydzień. Zawsze zagrożone widmem wysychania swojego zbiornika, nie ma czasu do stracenia. Osiągają dorosłość w ciągu kilku tygodni lub mniej: gdy warunki są odpowiednie, wiele gatunków może osiągnąć dojrzałość płciową i rozpocząć składanie jaj przed upływem dwóch tygodni.

Różnorodne strategie reprodukcyjne

Czwarta kategoria adaptacji dotyczy seksualnej lub braku takowej, reprodukcji. Prawdopodobnie nigdzie w przyrodzie pojedyncza grupa gatunków nie posiada tak różnorodnego zakresu strategii reprodukcyjnych. Jest oczywisty podział samców i samic z „normalną” reprodukcją płciową w niektórych populacjach. W niektórych, таких jak T. granarius, reprodukcja płciowa jest obowiązkowa. Ekstremalnym wynikiem obowiązkowo płciowych populacji jest to, że niektóre z nich stały się przewagą samców, aż do 70% samców. Jednak większość triopsów може się reprodukować przez partenogenezę. W parthenogenezie jajo rozwија się w embrion bez zapłodnienia przez сперматозоїди samca, rodzaj dziewiczego narodzin. To позволило wielu populacjom stać się przewagą samic, gdzie samce występują rzadko, czasami mniej niż jeden samiec na każde sto samic. Ta strategia jest доведена до екстрému з niektórymi populacjami stającymi się jednopłciowymi, złożonymi całkowicie z samic.

Jeszcze inne triops są hermafrodytyczne, posiadając męskie i żeńskie organy płciowe. To jest jeszcze bardziej skomplikowane, ponieważ niektóre są zdolne do zapładniania siebie, jeszcze inne muszą krzyżowo zapładniać się z innym hermafrodytą, a oba typy могą lub nie być zdolne do reprodukcji partenogenetycznej. Niektóre populacje są technicznie hermafrodytyczne, але wydają się tylko reprodukować partenogenetycznie, możliwe ewolucyjne pośrednie do jednopłciowej populacji.

Prawdziwie oszałamiająca rzecz о tych wyraźnie różnych strategiach jest to, że większość rozpoznanych gatunków triopsów wykorzystує więcej niż jedną strategię reprodukcyjną wśród geograficznie izolowanych populacji. T. longicaudatus jest szczególnie interesujący tym, że jest znany z wykazywania wszystkich głównych kategorii: dwupłciowy (normalna dystrybucja i zarówno przewaga samców, jak i samic), jednopłciowy i hermafrodytyczny. Oczywista reprodukcyjna niekompatybilność, jak również niedawna analiza genetyczna, sugeruje, że te różnie reprodukujące się populacje pewnego dnia będą recognized jako podgatunki ich obecnej klasyfikacji.

On, Ona, To??? To nie zawsze seks jak zwykle z triops

Razem te adaptacje позволили tej małej grupie zwierząt dominować określoną klasę środowisk niszowych przez trzysta milionów lat. W czasie, gdy były tutaj na tej Ziemi, żaden owad, żadna ryba, żaden płaz, żaden gad, i z pewnością żaden ssak, nie wyparł ich jako władców przejściowego środowiska efemerycznych zbiorników.

Gdy ktoś myśli о tym, як wiele zміниło się na Ziemi w tym okresie czasu, to oszałamiające, że forma życia, która wyewoulowała tak dawно temu, jęczy dalej prawie tym samym sposobem, jak zawsze. Ich strategia służiła их dobrze dotychczas. Jeśli człowiek може powstrzymać się від niszczenia njih siedlisk, prawdopodobne jest, że będą tutaj w kolejnych trzystu milionach lat. Trzeba się zastanawiać, czy то samo można powiedzieć о nas?

Teraz przeczytaj o różnych gatunkach triopsów.