Tardígrados

tardígrados

Tardigrade de la clase Eutardigrada ,
longitud corporal de solo 200 micrones / peso 23 microgramos
clasificación cientifica
Dominio:eucariotasReino:animalesSub-reino:EumetazoiSin rango:Simetría bilateralSin rango:protostomasSin rango:mudaSin rango:PanarthropodaSupertipo:LobopodosTipo de:tardígrados
nombre científico internacional
Tardigrada Spallanzani , 1777
Clases

Tardígrados ( lat.  Tardigrada ) - un tipo de invertebrados microscópicos , cerca de los artrópodos .

Por primera vez, un representante de estos animales fue descrito en 1773 por el pastor alemán J. A. Götze como kleiner Wasserbär (del  alemán  -  "pequeño oso de agua"). En 1777, el científico italiano Lazzaro Spallanzani les dio el nombre de il tardigrado (del  italiano  -  "tardígrados"), cuya forma latinizada es el nombre Tardigrada (desde 1840 ).

Morfología y fisiología

El cuerpo de los tardígrados tiene un tamaño de 0,1-1,5 mm, translúcido, consta de cuatro segmentos y una cabeza. Dotado de cuatro pares de patas cortas y gruesas con una garra ramificada en el extremo (en algunas especies, las garras están casi separadas entre sí), con el último par de patas dirigidas hacia atrás. Los tardígrados se mueven realmente muy lentamente, a una velocidad de solo 2-3 mm por minuto. Las piezas bucales son un par de " estiletes " afilados que se utilizan para perforar las membranas celulares de las algas y los musgos de los que se alimentan los tardígrados. Los tardígrados tienen sistemas digestivo, excretor, nervioso y reproductivo; sin embargo, carecen de los sistemas respiratorio y circulatorio: la respiración de la piel , y el papel de la sangre lo realiza el líquido que llena la cavidad del cuerpo. La posición sistemática de los tardígrados es discutible. La mayoría de los autores los acercan a los verdaderos artrópodos (Euarthropoda). Además, pueden juntarse con nematodos (Nematoda) o con anélidos (Annelida).

Reproducción

Los tardígrados son dioicos. Los machos tardígrados son más pequeños que las hembras y son raros, por lo que es posible la partenogénesis , es decir, las hembras se reproducen sin fecundación. Durante la temporada de reproducción, la hembra madura de 1 a 30 huevos. La fertilización es interna o externa, cuando el macho deposita esperma en una nidada de huevos. En algunas especies, los huevos se depositan en el suelo, en musgo o agua, en otros, en la piel que se desprende durante la muda . El desarrollo es directo, el tardígrado joven se diferencia del adulto solo en tamaños más pequeños.

Estilo de vida

Actualmente, se conocen más de 1000 especies de tardígrados (al menos 120 especies en Rusia) [1] [2] . Debido a su tamaño microscópico y su capacidad para soportar condiciones adversas, se distribuyen por todas partes, desde el Himalaya (hasta los 6000 m) hasta las profundidades del mar (por debajo de los 4000 m). Se han encontrado tardígrados en aguas termales, bajo el hielo (como en Svalbard ) y en el fondo del océano. Se propagan pasivamente, por el viento, el agua, varios animales. Todos los tardígrados son acuáticos hasta cierto punto. Aproximadamente el 10% son habitantes marinos, otros se encuentran en embalses de agua dulce, sin embargo, la mayoría habita en cojines de musgo y líquenes en el suelo, árboles, rocas y paredes de piedra. La cantidad de tardígrados en el musgo puede ser muy grande: cientos, incluso miles de individuos en 1 g de musgo seco.

Los tardígrados se alimentan de líquidos de algas y otras plantas de las que viven. Algunas especies comen animales pequeños: rotíferos , nematodos y otros tardígrados. A su vez, sirven de presa para garrapatas y colémbolos .

Resistencia

Los tardígrados atrajeron la atención de los primeros investigadores con su asombrosa resistencia. Lazzaro Spallanzani , al observar el renacimiento de los tardígrados después de un año de animación suspendida, describió este fenómeno como "resurrección de entre los muertos". Cuando se dan condiciones adversas, son capaces de caer en un estado de animación suspendida durante años , y cuando se dan condiciones favorables, reviven rápidamente. Sin embargo, a pesar de la capacidad de sobrevivir durante décadas en un estado de animación suspendida, la vida activa de los tardígrados no es muy grande y suele oscilar entre tres y cuatro meses y dos años en diferentes especies [3] [4] [5] . Los tardígrados sobreviven principalmente debido a la llamada anhidrobiosis , la desecación. Cuando se secan, atraen las extremidades hacia el cuerpo, disminuyen de volumen y toman la forma de un barril. La superficie está cubierta con una capa de cera que evita la evaporación. Durante la anabiosis , su metabolismo cae al 0,01 % y el contenido de agua puede alcanzar hasta el 1 % de lo normal.

En estado de animación suspendida , los tardígrados soportan cargas increíbles.

Temperatura

Resiste 30 años a -20 °C [6] ;

Durante 20 meses en oxígeno líquido a -193 °C , ocho horas de helio líquido enfriándose hasta -271 °C [7] ;

Dentro de 420 horas a una temperatura de 10 micras K [8] ;

Resiste el calentamiento a 60-65 °C durante 10 horas y hasta 100 °C durante una hora [7] .

Radiación ionizante

Una dosis de radiación ionizante de 570 000 rem mata aproximadamente al 50 % de los tardígrados irradiados. Para los humanos, la dosis semiletal de radiación es de solo 500 rem.

Atmósfera

Mucho tiempo puede estar en la atmósfera de sulfuro de hidrógeno , dióxido de carbono .

Presión

En un experimento realizado por biofísicos japoneses, se colocaron tardígrados "dormidos" en un recipiente de plástico sellado y se sumergieron en una cámara de alta presión llena de agua, llevándola gradualmente hasta 600 MPa (alrededor de 6000 atmósferas). No importa con qué líquido se llenó el recipiente: agua o perfluorocarbono C 8 F 18 solvente débil no tóxico  : los resultados de supervivencia fueron los mismos.

Espacio exterior

En un experimento realizado por científicos suecos, los tardígrados de las especies Richtersius coronifer y Milnesium tardigradum se dividieron en tres grupos. Uno de ellos, al llegar a la órbita, se encontró en el vacío y quedó expuesto a la radiación cósmica. El otro grupo, además, también estuvo expuesto a ultravioleta A y B (280-400 nm). El tercer grupo de animales fue expuesto al espectro completo de ultravioleta (116-400 nm). Todos los tardígrados estaban en un estado de animación suspendida. Después de 10 días en el espacio exterior, casi todos los organismos se secaron, pero a bordo de la nave espacial, los tardígrados volvieron a la normalidad. La mayoría de los animales expuestos a la radiación ultravioleta con una longitud de onda de 280-400 nm sobrevivieron y pudieron reproducirse. Sin embargo, la irradiación ultravioleta fuerte tuvo un efecto crítico, solo sobrevivió el 12% de los animales del tercer grupo, todos ellos pertenecientes a la especie Milnesium tardigradum . Sin embargo, los sobrevivientes pudieron producir descendencia normal, aunque su fertilidad fue menor que la del grupo de control que estaba en la Tierra. Todos los animales del tercer grupo murieron unos días después de regresar a la Tierra.

Humedad

A menudo se menciona un caso en la literatura cuando el musgo, tomado de un museo después de unos 120 años de almacenamiento en forma seca, se colocó en agua y, después de un tiempo, "se encontraron muchos tardígrados rastreros". De hecho, la fuente original dice que un individuo comenzó a dar señales de vida, pero no llegó a vivir. Según datos modernos, los tardígrados pueden cobrar vida después de unos diez años de animación suspendida [9] .

Transferencia horizontal de genes

El genoma de los tardígrados es relativamente grande para su tamaño y posición en el árbol evolutivo: contiene alrededor de 215 millones de nucleótidos , que es aproximadamente el doble que el de los nematodos , cuyo genoma se considera típico en tamaño para pequeños invertebrados.

Durante algún tiempo se creyó que más de 6500 segmentos de ADN (alrededor del 17%) de los 38 mil genes fueron "prestados" de otros organismos, incluidas las bacterias extremófilas [10] [11] . Los tardígrados pueden tolerar formas extremas de deshidratación, cuando la proporción de agua en su cuerpo cae al 1-2% de la norma. Se suponía que, al secarse, el ADN de Hypsibius dujardini se descompone en grandes fragmentos y, cuando regresa a las condiciones de vida con un contenido normal de agua, proteínas especiales se “entrecruzan” y restauran el ADN dañado. En este momento, gracias a los poros dilatados, supuestamente pueden ingresar fragmentos de ADN extraño en las células, que se "cosen" en el genoma y permanecen en él, si su aparición no tiene consecuencias fatales para el tardígrado y lo ayuda a sobrevivir. Dado que muchas de estas regiones eran genes responsables de la respuesta al estrés, la reparación del ADN y la resistencia a varios factores extremos, se asumió que los tardígrados adquirieron la capacidad de sobrevivir en el espacio gracias a los genes prestados. [12]

También se ha sugerido que la razón de las conclusiones sobre el préstamo masivo de genes extraños fue la contaminación ( contaminación ) de muestras de ADN de tardígrados con ADN bacteriano extraño [13] [14] .

Estudios recientes muestran que solo el 1,2% de los genes tardígrados son tomados por transferencia horizontal de otros reinos de seres vivos [14] [15] [16] .

Clasificación

La mayoría de los tardígrados pertenecen a las clases Heterotardigrada y Eutardigrada , la única especie Thermozodium esakii (Japón) pertenece a la clase Mesotardigrada . En 2017, se identificó la cuarta clase Apotardigrada , que incluía unas 45 especies [17] .

Paleontología

Se encontraron formas cercanas a los tardígrados ancestrales en el Cámbrico Medio de Siberia [18] . Se considera que el tardígrado verdadero más antiguo es Milnesium swolenskyi , encontrado en el ámbar del Cretácico Superior de Nueva Jersey [19] . También se han encontrado tardígrados en ámbar dominicano [20] .

Véase también

Notas

  1. ↑ Taxones superiores de animales: datos sobre el número de especies para Rusia y el mundo entero . Consultado el 13 de julio de 2009. Archivado desde el original el 1 de noviembre de 2011.
  2. ↑ AM Avdonina. Ecología de los tardígrados terrestres (Tardigrata): aspecto autoecológico // Zoología de invertebrados. - 2011. - T. 8, núm. 1.- S. 11-22.
  3. ↑ Stone, J. y Vasanthan, T. (2020). Rasgos de la historia de vida de la especie Tardigrade de agua dulce Hypsibius exemplaris criada en condiciones de laboratorio. Revista de Vida Silvestre y Biodiversidad, 4(2), 65-72. doi : 10.22120/jwb.2020.96855.1037
  4. ↑ Glime, Janice. Tardígrados // Ecología de briofitas: Volumen 2, Interacción briológica. — 2010.
  5. ↑ Hengherr, S., Brümmer, F. y Schill, RO (2008). Anhidrobiosis en tardígrados y sus efectos sobre los rasgos de longevidad. Revista de Zoología, 275(3), 216-220. doi : 10.1111/j.1469-7998.2008.00427.x
  6. ↑ Megumu Tsujimoto, Satoshi Imura, Hiroshi Kanda. Recuperación y reproducción de un tardígrado antártico recuperado de una muestra de musgo congelada durante más de 30 años  //  Criobiología: revista. - 2016. - Vol. 72 , núm. 1 . - P. 78-81 . -doi : 10.1016/ j.cryobiol.2015.12.003 .
  7. ↑ 1 2 ¿Qué debe suceder para destruir toda la vida en la Tierra? Copia archivada del 21 de julio de 2017 en Wayback Machine " BBC Russian Service ", 18/07/2017
  8. ↑ [https://web.archive.org/web/20211228201804/https://arxiv.org/abs/2112.07978 Archivado el 28 de diciembre de 2021 en Wayback Machine [2112.07978] Enredo entre qubits superconductores y un tardígrado]
  9. ↑ Realidad y ficción sobre la supervivencia a largo plazo en tardígrados . Fecha de acceso: 25 de enero de 2015. Archivado desde el original el 4 de marzo de 2015.
  10. ↑ El 17,5 % de los genes de los tardígrados son extraterrestres, lo que les permite sobrevivir incluso en el espacio exterior . Copia de archivo del 8 de diciembre de 2015 en Wayback Machine .
  11. ↑ Thomas C. Boothby, Jennifer R. Tenlen, Frank W. Smith, Jeremy R. Wang, Kiera A. Patanella. Evidencia de una extensa transferencia horizontal de genes del borrador del genoma de un tardígrado  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias  . - Academia Nacional de Ciencias , 2015-12-29. — vol. 112 , edición. 52 . - Pág. 15976-15981 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . -doi : 10.1073/ pnas.1510461112 . Archivado desde el original el 21 de julio de 2017.
  12. ↑ Los genetistas han revelado el secreto de los animales que pueden vivir en el espacio exterior . Rambler.Noticias. Consultado el 23 de noviembre de 2015. Archivado desde el original el 24 de noviembre de 2015.
  13. ↑ Tardígrados absueltos del cargo de "plagio" masivo. Archivado el 1 de agosto de 2017 en Wayback Machine .
  14. ↑ 1 2 Georgios Koutsovoulos, Sujai Kumar, Dominik R. Laetsch, Lewis Stevens, Jennifer Daub. No hay evidencia de una extensa transferencia horizontal de genes en el genoma del tardígrado Hypsibius dujardini  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias  . - Academia Nacional de Ciencias , 2016-05-03. — vol. 113 , edición. 18 _ - Pág. 5053-5058 . - ISSN 1091-6490 0027-8424, 1091-6490 . -doi : 10.1073/ pnas.1600338113 . Archivado desde el original el 20 de julio de 2017.
  15. ↑ Oleg Lischuk. Se han encontrado razones genéticas para la invulnerabilidad de los tardígrados . nplus1.ru. Consultado el 27 de julio de 2017. Archivado desde el original el 1 de agosto de 2017.
  16. ↑ Takuma Hashimoto, Daiki D. Horikawa, Yuki Saito, Hirokazu Kuwahara, Hiroko Kozuka-Hata. Genoma tardígrado extremotolerante y radiotolerancia mejorada de células cultivadas humanas por proteína única tardígrada  //  Nature Communications. — 2016-09-20. — vol. 7 . — P. ncomms12808 . -doi : 10.1038/ ncomms12808 . Archivado desde el original el 10 de julio de 2017.
  17. ↑ Degma P., Bertolani R., Guidetti R. Lista de verificación real de las especies de Tardigrada. — 36th ed .. — Archivio della ricerca dell'Università di Modena e Reggio Emilia , 2019 .
  18. ↑ Klaus J. Müller, Dieter Walossek, Arcady Zakharov. Preservación de tegumentos blandos fosfatados tipo 'Orsten' y un nuevo registro de la Formación Kuonamka del Cámbrico Medio en Siberia  //  Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie - Abhandlungen. — 1995-07-14. — pág. 101–118 . -doi : 10.1127 / njgpa/197/1995/101 .
  19. ↑ Roberto Bertolani, D. Grimaldi. Un nuevo eutardígrado (Tardigrada: Milnesiidae) en ámbar del Cretácico Superior (Turoniano) de Nueva Jersey . - Editorial Backhuys, 2000. - ISBN 978-90-5782-060-1 . Archivado el 15 de marzo de 2022 en Wayback Machine .
  20. ↑ Marc A. Mapalo, Ninon Robin, Brendon E. Boudinot, Javier Ortega-Hernández, Phillip Barden. Un tardígrado en ámbar dominicano  // Actas de la Royal Society B: Ciencias biológicas. — 2021-10-13. - T. 288 , n. 1960 _ - S. 20211760 . -doi : 10.1098/ rspb.2021.1760 . Archivado desde el original el 10 de octubre de 2021.

Literatura

Enlaces

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