Polipedilum vanderplanki

Polipedilum vanderplanki
clasificación cientifica
Dominio:eucariotasReino:animalesSub-reino:EumetazoiSin rango:Simetría bilateralSin rango:protostomasSin rango:mudaSin rango:PanarthropodaTipo de:artrópodosSubtipo:respiración traquealSuperclase:seis patasClase:InsectosSubclase:insectos aladosInfraclase:Nuevas alasTesoro:Insectos con metamorfosis completaSuperorden:AntilióforaEquipo:dípterosSuborden:Dípteros de bigotes largosInfraescuadrón:CulicomorfaSuperfamilia:QuironomoideaFamilia:mosquitos campanaVista:Polipedilum vanderplanki
nombre científico internacional
Polypedilum vanderplanki Hinton , 1951

Polypedilum vanderplanki   (lat.) es una especie de mosquitos anilladores del género Polypedilum , cuyo rango cubre Nigeria , Uganda [1] . La especie es famosa por el hecho de que sus larvas pueden sobrevivir en condiciones extremas, existen durante mucho tiempo en un estado de deshidratación casi completa y vuelven rápidamente a la vida cuando se dan las condiciones favorables.

Descripción

Pequeños mosquitos anilladores , longitud del ala de 1,3 a 2 mm. El color principal del cuerpo es marrón-negro, las patas son de color marrón amarillento. La especie fue descrita por primera vez en 1951 por el entomólogo británico H. Hinton (Hinton, HE; ​​​​Universidad de Bristol , Bristol , Reino Unido ). P. vanderplanki lleva el nombre del biólogo Dr. FL Vanderplank , quien fue el primero en recolectar y estudiar la serie tipo y las larvas en Nigeria en 1949 y 1950 [1] .

Supervivencia en condiciones extremas

Las larvas son capaces de vivir en aguas con una temperatura de +60…+70 °C y sobrevivir a la sequía en cuerpos de agua completamente secos [2] , cayendo en un estado de hipometabolismo  - criptobiosis [3] . En estas condiciones, el cuerpo de la larva se "seca", reteniendo solo hasta el 3% del contenido de agua del peso corporal total. Cuando se deshidratan, las larvas se vuelven inmunes a muchas condiciones ambientales extremas. Puede sobrevivir a temperaturas de -170 °C a +106 °C [4] , niveles muy altos (hasta 7000 Gray [5] ) de radiación gamma y exposición al vacío [6] [7] .

Las larvas de Polypedilum vanderplanki se encuentran entre los pocos organismos multicelulares que pueden soportar la desecación casi total ( anhidrobiosis ) para sobrevivir en condiciones ambientales adversas. Cuando las larvas se deshidratan, el agua de sus cuerpos es reemplazada por moléculas de trehalosa y algunas otras biomoléculas que ayudan a “preservar” los tejidos de las larvas cuando se secan [8] [9] . Con un secado lento (0,22 ml por día), la larva realiza una rehidratación posterior sintetizando y acumulando 38 μg de trehalosa . Las larvas que se deshidrataron 3 veces más rápido acumulan solo 6,8 μg de trehalosa, lo que les impide mantener y retomar su actividad vital después de la rehidratación (reposición de líquidos en el cuerpo) [10] [11] .

En ciencia

En febrero de 2014, en la ISS , como parte del experimento ruso-japonés Space Midge (“Mosquito espacial”), se estudió la salida de la criptobiosis en condiciones espaciales utilizando el ejemplo de las larvas de Polypedilum vanderplanki . En el transcurso del experimento, también se estudiaron los procesos de desarrollo de larvas en microgravedad y aumento de la radiación de fondo [8] . En septiembre de 2014 se publicó un artículo sobre los resultados de un estudio del genoma de Polypedilum vanderplanki . Un grupo internacional de científicos dirigido por Takahiro Kikawada determinó y reunió la secuencia completa del genoma de Polypedilum vanderplanki , así como el genoma de una especie estrechamente relacionada , Polypedilum nubifer, que no tiene la capacidad de criptobiosis. Su comparación permitió identificar genes que se activan cuando las larvas se secan y durante la recuperación después del secado. Muchos de estos genes, en particular los genes de las proteínas LEA, no son característicos de otros insectos y presumiblemente aparecieron en el genoma de Polypedilum vanderplanki como resultado de la transferencia horizontal de genes . [12]

Notas

  1. ↑ 1 2 Hinton, HE 1951. Un nuevo quironómido de África, cuya larva se puede deshidratar sin lesionarse. Actas de la Sociedad Zoológica de Londres , 121(2): 371-380. ISSN: 1469-7998
  2. ↑ Akimushkin II El mundo de los animales. Mundo animal: Insectos. Arañas. Mascotas. - M.: Pensamiento, 1993. - T. 3. - ISBN 5-244-00444-1
  3. ↑ E. I. Shagimardanova — Evolución de la criptobiosis en Polypedilum vanderplanki: el papel de la transferencia horizontal de genes de bacterias. Kazán.
  4. ↑ M. Watanabe, T. Kikawada, T. Okuda, 2003 El aumento de la concentración de iones internos desencadena la síntesis de trehalosa asociada con criptobiosis en larvas de Polypedilum vanderplanki. Revista de Biología Experimental, 206 13 (julio de 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. - Efectos biológicos de la anhidrobiosis en un africano quironómidos, Polypedilum vanderplanki sobre la tolerancia a la radiación. . Consultado el 3 de octubre de 2017. Archivado desde el original el 15 de enero de 2018.
  6. ↑ Okuda, T.; Watanabe, M.; Sychev, V.; Nóvikova, N.; Gusev, O.; Saigusa, M. Polypedilum vanderplanki : un insecto anhidrobiótico como herramienta potencial para la biología espacial  (inglés)  // 36.ª Asamblea Científica de COSPAR en Beijing: revista. - 2006. - Julio. - .
  7. ↑ Hinton HE Una larva de mosca que tolera la deshidratación y temperaturas de -270°C a +102°C  // Nature  :  journal. - 1960. - Vol. 188 , núm. 4747 . - Pág. 336-337 . -doi : 10.1038/ 188336a0 . — .
  8. ↑ 1 2 Tatiana Zimina. Los mosquitos han encontrado un punto de apoyo en el espacio. Archivado el 19 de abril de 2014 en Wayback Machine - " Ciencia y vida ".
  9. ↑ T. Kikawada, A. Saito, Y. kanamori, Y. Nakahara, K. Iwata, D. Tanaka, M. Watanabe, T. Okuda, 2007 El transportador de trehalosa 1, un transportador de trehalosa facilitado y de alta capacidad, permite la trehalosa exógena absorción en las células. Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América, 104 28 (julio de 2007), 11585 11590, 0027-8424
  10. ↑ Takahiro Kikawada, et al. Factores que inducen una anhidrobiosis exitosa en el quironómido africano Polypedilum vanderplanki   : Importancia del nido tubular larvario // Biología integrativa y comparativa : diario. - 2005. - vol. 45 , núm. 5 . - Pág. 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 y Takashi Okuda. La vitrificación es esencial para la anhidrobiosis en un quironómido africano, Polypedilum vanderplanki  (inglés)  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias  : revista. - Academia Nacional de Ciencias , 2008. - Vol. 105 , núm. 13 _ - Pág. 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, Elena Shagimardanova, Dmitry 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. La secuenciación comparativa del genoma revela la firma genómica de la tolerancia extrema a la desecación en el mosquito anhidrobiótico // Nature Communications. - 2014. - Nº 5 . - S. 4784 . -doi : 10.1038/ ncomms5784 .

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