Тихоходки

Тихоходки

Систематика

Научная классификация

Домен: Эукариоты

Царство: Животные

Подцарство: Эуметазои

Надтип: Лобоподы

Тип: Тихоходки

Международное научное название

Tardigrada
Spallanzani, 1777

Систематика на Викивидах

Изображения на Викискладе

ITIS (155166) • NCBI (42241) • EOL (3204) • FW (272408)

Тихоходки (Тардиграды, лат. Tardigrada) — тип беспозвоночных животных из группы линяющие^[1].

Общие сведения[править]

Тихоходок открыл в 1773 году германский исследователь Иоганн Август Эфраим Гёце.

Тело этих животных микроскопических размеров: от 0,1 до 1,5 мм (обычно около 0,5 мм). Укорочение тела связано с потерей Hox-генов, которые обычно управляют дифференциацией отделов тела сегментированных животных.^[2] Тело тихоходок полупрозрачное, состоит из четырёх сегментов и головы, снабжено 4 парами коротких и толстых ног с одним разветвлённым коготком (у некоторых видов тихоходок коготки практически отделены друг от друга) на конце. Последняя пара конечностей направлена назад. 3 пары ног находятся по бокам, четвертая пара расположена на заднем конце тела. Ноги у тихоходок короткие, имеют вид мускулистых бугорков с кутикулярными подвижными коготками (2−9 штук) на конце. У тихоходок рода Microlyda ноги более длинные, двухчлениковые.

В передней части тела тихоходок расположена пара глаз в виде пигментных пятен. У морских форм, кроме этого, имеется несколько пар чувствительных придатков.

Ротовые органы тихоходок — пара острых стилетов, предназначенных для прокалывания оболочек клеток водорослей и мхов, которыми эти животные питаются. узкая глотка тихоходок снабжена сосательным расширением.

Имеют пищеварительную, выделительную, нервную и половую системы; дыхание кожное, кровеносной системы также нет: роль крови у тихоходок выполняет заполняющая полость их тела жидкость.

Некоторые органы тихоходок состоят из крупных, постоянных по числу клеток, а общее количество клеток их тела незначительно.

Тело тихоходок покрыто хитинизированной кутикулой, как правило очень тонкой, однако иногда зернистой или уплотненной в виде посегментных щитков.

Русское название этих животных подчёркивает тот факт, что они передвигаются со скоростью всего 2−3 мм в минуту.

Тихоходки в основном растительноядны (питаются жидкостями растений и водорослей, высасывает хлорофиллоносные клетки мхов, водоросли, входящие в состав лишайников), хотя некоторые поедают бактерий, но известно среди них и хищничество, при котором тихоходки поедали более мелких тихоходок (например, Milnesium tardigradum), некоторые виды тихоходок охотятся на коловраток и нематод.

Тихоходками питаются клещи и ногохвостки.

Особенно многочисленны тихоходки во мхе, где их может насчитываться сотни, даже тысячи особей в 1 г высушенного мха. Благодаря микроскопическим размерам и способности переносить неблагоприятные условия тихоходки распространены необычайно широко, от Гималаев (до 6 км) до морских глубин (ниже 4 км). Их находили в горячих источниках, подо льдом (в том числе, на Шпицбергене) и на дне океана. Распространяются тихоходки пассивно — ветром, водой и различными животными. Тихоходки в некоторой степени являются водными животными. Около 10 % тихоходок — морские животные. Тихоходки встречаются в пресноводных водоёмах, однако большинство населяет моховые и лишайниковые подушки на земле, деревьях, скалах, обитают в капельной влаге, скопляющейся на мхах, лишайниках, во влагалищах листьев растений и пр.

Описано свыше 900 видов тихоходок (на территории РФ — 120 видов).

Систематическое положение[править]

Первоначально тихоходок считали отрядом паукообразных или хелицеровых — благодаря наличию четырёх пар ног и толкованию ротовых стилетов как видоизменённых хелицер.

На явное родство тихоходок с членистоногими указывают наличие кутикулы, рост с линьками, отсутствие ресничек, выделительные придатки кишечника и т. д. Поэтому, иногда тихоходок помещают в число членистоногих^[3].

Ныне тихоходки обычно рассматриваются как отдельный тип (или подтип, или класс) животных, включаемый в группы лобоподы и панантроподы^[4].

Существует гипотеза, что тихоходки — сестринская группа членистоногих, с которыми в этом случае тихоходок объединяют в группу Tactopoda^[5].

Некоторые учёные полагают, что кембрийская Aysheaia — сестринская группа предков членистоногих и тихоходок^[6].

По другой версии, тихоходки ближе к нематодам.

Предполагается, что тихоходки происходят от лобопод группы луолишанииды (Luolishaniidae)^[7].

Размножение[править]

Тихоходки — раздельнополые животные. Самцы мельче самок и встречаются редко, поэтому у этих организмов возможен партеногенез (размножение самок без оплодотворения). Половые железы тардиград непарные, мешковидные. Семепроводы самцов и яйцеводы самок открываются в клоакальное расширение кишечника.

В период размножения у самки созревает от 1 до 30 яиц. Оплодотворение может быть внутреннее или внешнее, когда самец откладывает сперму на кладку яиц. Яйца округлые, в плотной оболочке. У одних видов Tardigrada яйца откладываются в грунт, в мох или воду, у других — в сброшенную при линьке шкурку.

Только что вылупившихся тихоходки достигают в длину 0,05 мм.

Развитие тихоходок прямое, молодые особи отличается от взрослых лишь более маленькими размерами. Рост сопровождается несколькими линьками.

Водные тихоходки[править]

Морские виды обитают в основном в прибрежной полосе, на водорослях и на литоральных грунтах. Batillipes minis встречается в песчаных грунтах до глубины 8 м по атлантическим берегам Америки, в Ла Манше и в Балтийском море. Actinarctus doryphorus, имеющая уплощенное тел, вооружённые по краям игольчатыми выростами, обитает в литоральных песков Северного моря. Некоторые виды тихоходок были обнаружены на более значительных глубинах. Bathyechiniscus petroпух найден в Антарктике на глубине 380 м. Среди морских тихоходок описаны паразиты — род Tetrakentron, живущий на буккальных щупальцах голотурии Synapta.

В пресных водоемах встречаются виды нескольких родов тихоходок. Thermozodium esakii обнаружена в горячих источниках (+40°С) в Японии.

Адаптивные способности[править]

Tardigrada — экстремофилы.

При неблагоприятных условиях тихоходки могут на годы впадать в состояние анабиоза (16 февраля 2016 года тихоходка пробудилась после того, как в течение более 30 лет находилась в замороженном состоянии); а при наступлении благоприятных условий — довольно быстро оживать. Тихоходки выживают главным образом за счёт ангидробиоза, высушивания. При высыхании тихоходки втягивают в тело конечности, уменьшаются в объёме и принимают форму бочонка. Поверхность тихоходок покрывается восковой оболочкой, препятствующей испарению. При анабиозе их метаболизм у данных животных падает до 0,01%, а содержание воды может упасть до 1% от нормы.

В анабиозе эти животные выносят экстремальные нагрузки:

Атмосфера: по нескольку месяцев способны не терять жизнеспособности в газах, абсолютно непригодных для активной жизни, например, в чистом водороде, могут подолгу выживать в атмосфере сероводорода, углекислого газа.
Температура: тихоходки выдерживают пребывание в течение 20 месяцев в жидком кислороде при −193 °C, восьмичасовое охлаждение жидким гелием до −271 °С; нагрев до 60−65 °С в течение 10 часов и до 100°С в течение 1 часа. Выдерживают кратковременное прогревание до +150° С.
Давление: «спящих» тихоходок помещали в герметичный пластиковый контейнер и погружали его в заполненную водой камеру высокого давления, постепенно доведя его до 600 МПа (~ 6 тысяч атмосфер). При этом неважно, какой жидкостью был заполнен контейнер: водой или нетоксичным слабым растворителем перфторуглеродом C₈F₁₈ — результаты по выживаемости тихоходок совпадали.
Влажность: когда мох, взятый из пустыни спустя около 120 лет после его иссушения, поместили в воду, через некоторое время на нём обнаружилось множество ползающих тихоходок. Правда, ни одна тихоходка, подавшая признаки жизни, в итоге не выжила.
Ионизирующее излучение: 570 000 рентген убивает около 50% тихоходок (для человека смертельная доза радиации составляет 500 рентген).

Столь необычные способности к выживанию заставили учёных проверить, смогут ли тихоходки выжить в условиях Космоса^[8].

В эксперименте исследователей из Швеции тихоходок Richtersius coronifer и Milnesium tardigradum разделили на 3 группы, которые провели на борту российского беспилотного аппарата «Фотон-М3» 10 дней. Одна группа по прибытии на орбиту оказалась в условиях вакуума и была подвергнута воздействию космической радиации. Другая группа кроме того подверглась облучению ультрафиолетом A и B (280—400 нм). Третья группа тихоходок испытала воздействие полного спектра ультрафиолета (116—400 нм). Все тихоходки находились в состоянии анабиоза. После 10 суток, проведённых в открытом Космосе, практически все тихоходки были иссушены, однако на борту космического аппарата эти животные вернулись к нормальному состоянию. Бо́льшая часть тихоходок, подвергшихся облучению ультрафиолетом с длиной волны 280—400 нм, выжили и оказались способны к воспроизводству. Но ультрафиолетовое облучение оказало критическое воздействие, только 12% тихоходок третьей группы выжили (все — Milnesium tardigradum). В тоже время, выжившие животные сумели дать нормальное потомство, хотя их плодовитость оказалась ниже, чем у контрольной группы, находившейся на Земле. Все тихоходки из третьей группы погибли спустя несколько дней после приземления^[9].