Daphnia
. Daphnia magna z jajami
Klasyfikacja naukowa
Kingdom: Animalia Phylum: Arthropoda Subphylum: Crustacea Class: Branchiopoda Order: Cladocera Rodzina: Daphniidae Genus: Daphnia Müller, 1785
Subgenera
Subgenus Daphnia . Subgenus Hyalodaphnia Subgenus Ctenodaphnia

Daphnia to rodzaj małych, wodnych, głównie słodkowodnych skorupiaków, na ogół od .2 i 5 mm (.008 do .2 cali) długości, należące do rodziny Daphniidae rzędu Cladocera, charakteryzujące się pojedynczym okiem złożonym, dwoma podwójnie rozgałęzionymi czułkami i ogólnie półprzezroczystym pancerzem. Rozwielitki lub dafnidy są powszechnie nazywane pchłami wodnymi z powodu ich szarpanego lub skaczącego stylu pływania (chociaż pchły są owadami, a zatem te dwie grupy są tylko bardzo daleko spokrewnione jako stawonogi).

Jednakże wspólna nazwa pchła wodna jest również stosowana do innych zwierząt, w tym członków rzędu Cladocera w ogóle, jak również widłonogów z rodzajów Cyclops i Diaptomus.

Dafnidy, które są głównie planktoniczne, żyją w różnych środowiskach wodnych, od kwaśnych bagien do słodkowodnych jezior, stawów, strumieni i rzek. Nie są znani morscy przedstawiciele rodzaju Daphnia, a tylko około jeden procent Cladocerans znajduje się poza środowiskami słodkowodnymi, głównie w wodach słonawych.

Jak inne taksony, rozwielitki wykazują dwupoziomową funkcjonalność, rozwijając nie tylko własne przetrwanie, reprodukcję i rozwój, ale także odgrywając cenną rolę w ekosystemie i dla ludzi. Z ekologicznego punktu widzenia, rozwielitki są ważnymi elementami łańcuchów pokarmowych w wodach słodkich, konsumując glony i inne małe organizmy, które z kolei stają się ofiarami małych ryb i innych mięsożernych zwierząt wodnych. Dla człowieka rozwielitki są nie tylko cudem natury, ale również cennym gatunkiem do badań i jako gatunek wskaźnikowy. Ich półprzezroczysty pancerz czyni je szczególnie doskonałymi obiektami pod mikroskopem.

Rozwielitka przez mikroskop

Głowa rozwielitki

Odwłok rozwielitki

.

Opis

Anatomia Daphnia

Cladocera i Crustacea

Daphnia to skorupiaki (podtyp Crustacea), grupa stawonogów, która obejmuje znane kraby, homary, krewetki, pąkle, widłonogi, kryl i raki. Skorupiaki charakteryzują się rozgałęzione (biramous) wyrostki, egzoszkielet składa się z chityny i wapnia, dwie pary anten, które rozciągają się przed usta, i sparowane wyrostki, które działają jak szczęki, z trzema parami gryzących narządów gębowych. Dzielą się one z innymi stawonogami posiadanie segmentowanego ciała, pary połączonych wyrostków na każdym segmencie i twardego egzoszkieletu, który musi być okresowo zrzucany dla wzrostu. Większość gatunków skorupiaków jest morska, ale istnieje wiele form słodkowodnych, takich jak raki i rozwielitki, a także niektóre formy lądowe.

Porządek, do którego należą rozwielitki, Cladocera, składa się z organizmów swobodnie pływających, a większość z nich orientuje się grzbietową stroną do góry. Mają one dwuwarstwowy pancerz, zazwyczaj pokrywający większość ciała z wyjątkiem przydatków. Głowa jest zwykle oddzielona od ciała głębokim wgłębieniem, ale może też nie być oddzielona. Wystaje do przodu jako dziób lub rostrum. Na czole znajduje się niesparowane oko złożone, będące wynikiem połączenia dwóch oczu oraz, u większości gatunków, proste oko naupliarne (organ zachowany ze stadium larwalnego „naupliara”). Liczba ommatidiów tworzących oko złożone różni się u poszczególnych gatunków w zależności od ich preferencji pokarmowych. Plankton-filtrowanie Daphnia ma oko tylko 22 ommatidia, podczas gdy drapieżne Evadne i Leptodora mają 80 i 300, odpowiednio.

W Cladocera, pierwsza para anten, które zawierają narządy zmysłów jest dość mały i jest dołączony do rostrum. Druga para, jednak, jest nieproporcjonalnie duży w porównaniu do ciała. Każda z drugiej pary czułków ma dwa odgałęzienia, a oba odgałęzienia posiadają długie, pierzaste szczecinki. Druga para czułków jest podstawowym organem zarówno lokomocji, jak i chwytania pokarmu u pcheł wodnych.

Na dolnej stronie głowy znajduje się otwór gębowy, otoczony z przodu górną wargą, po bokach żuchwą, a z tyłu szczęką (szczęki). Tułów pcheł wodnych jest bardzo krótki i składa się z czterech do sześciu segmentów.

Daphnia

W Daphnia, podział ciała na segmenty jest prawie niewidoczny. Głowa jest stopiona, i jest zazwyczaj wygięta w dół w kierunku ciała z widocznym wcięciem oddzielającym dwa. W większości gatunków, reszta ciała jest pokryta przez pancerz, z brzusznej szczeliny, w którym pięć lub sześć par nóg leżą. Najbardziej widoczne cechy to oko złożone, druga para czułków i para brzusznych setae.

W wielu gatunkach, pancerz jest półprzezroczysty lub prawie tak. Serce znajduje się na szczycie grzbietu, tuż za głową, a średnia częstość akcji serca u rozwielitek wynosi około 180 uderzeń na minutę w normalnych warunkach.

Pływanie jest napędzane głównie przez drugi zestaw czułków, które są większe niż pierwszy zestaw. Działanie tego drugiego zestawu czułków jest odpowiedzialne za ruch skokowy.

Żywotność rozwielitki nie przekracza jednego roku i jest w dużej mierze zależna od temperatury. Na przykład, pojedyncze organizmy mogą żyć do 108 dni w temperaturze 3°C, podczas gdy niektóre organizmy żyją tylko 29 dni w temperaturze 28°C. Wyraźnym wyjątkiem od tej tendencji jest okres zimowy, w którym surowe warunki ograniczają populację i w którym odnotowano samice żyjące przez ponad sześć miesięcy. Samice te rosną zwykle wolniej, ale w końcu są większe niż te żyjące w normalnych warunkach.

Zachowanie żywieniowe

Niektóre rozwielitki żerują na drobnych skorupiakach i wrotkach, ale większość jest filtratorami, połykającymi głównie jednokomórkowe glony i różne rodzaje organicznego detrytusu, w tym protisty i bakterie. Żywią się również formami drożdży, ale głównie w laboratoriach lub kontrolowanych środowiskach. Dafnia może być łatwo utrzymywane na diecie drożdży.

Bicie nóg wytwarza stały prąd przez pancerz, który przynosi taki materiał do przewodu pokarmowego. Uwięzione cząstki pokarmu są formowane w bolus pokarmowy, który następnie przemieszcza się w dół przewodu pokarmowego, aż do wydalenia przez odbyt znajdujący się na brzusznej powierzchni wyrostka końcowego.

Pierwsza i druga para odnóży są wykorzystywane w karmieniu filtrującym organizmów, zapewniając, że cząstki zbyt duże, aby można je było obsługiwać, są utrzymywane na zewnątrz, podczas gdy inne zestawy odnóży tworzą strumień wody pędzącej do organizmu.

Cykl życia i rozmnażanie

Spoczywająca torebka jajowa (ephippium) i młody rozwielitka, który właśnie się z niej wykluł.

W sprzyjających warunkach środowiskowych rozwielitki rozmnażają się partenogenetycznie, zwykle wiosną do końca lata.

Jeden lub więcej młodych osobników jest pielęgnowanych w woreczku lęgowym wewnątrz pancerza. Nowo wyklute rozwielitki muszą się kilkakrotnie przepoczwarzyć, zanim zostaną w pełni rozwinięte do postaci dorosłej, zwykle po około dwóch tygodniach. Młode są małe kopie dorosłych; nie ma prawdziwych nimfalnych etapów.

W pełni dojrzałe samice są w stanie produkować nowe potomstwo młodych około co dziesięć dni w idealnych warunkach. Proces reprodukcji trwa, podczas gdy warunki środowiskowe nadal wspierają ich wzrost.

Gdy zbliża się zima, lub w warunkach suszy, lub w czasach innych trudnych warunków środowiskowych, produkcja nowych pokoleń samic ustaje i partenogenetyczne samce są produkowane. Jednak nawet w surowych warunkach środowiskowych samce mogą stanowić znacznie mniej niż połowę populacji; u niektórych gatunków samce są nieznane. Samce mają zwykle znacznie mniejsze rozmiary niż samice, a ponadto wyróżniają się większymi antenukami (Clare 2002). Zazwyczaj posiadają wyspecjalizowany wyrostek brzuszny, który jest używany podczas godów do chwytania samicy od tyłu, otwierania jej karapaksu i wprowadzania plemnika, a tym samym zapładniania jaj. Te zapłodnione jaja określane są jako jaja zimowe i posiadają dodatkową warstwę powłoki zwaną ephippium. Ta dodatkowa warstwa zachowuje i chroni jajo wewnątrz od trudnych warunków środowiskowych do bardziej sprzyjających czasów, takich jak wiosna, kiedy cykl reprodukcyjny jest w stanie odbyć się ponownie.

Oprócz produkcji jaj zdolnych do zimowania, to przejście do rozmnażania płciowego zostało również zaproponowane, aby umożliwić większą zmienność potomstwa (poprzez rekombinację genetyczną), co może być przydatne w zróżnicowanych lub nieprzewidywalnych warunkach.

Ważność

Ekologicznie, rozwielitki są ważnymi składnikami łańcuchów pokarmowych wód słodkich, konsumując glony i inne małe organizmy, a z kolei będąc ofiarami małych ryb i innych mięsożernych zwierząt wodnych, takich jak niedojrzałe stadia wodne ważek i samogłówek.

Dla ludzi, rozwielitki są również organizmami modelowymi do badań biologicznych. Półprzezroczysty pancerz czyni je doskonałymi obiektami dla mikroskopu, ponieważ można obserwować bijące serce. Nawet przy stosunkowo niewielkiej mocy można obserwować działanie mechanizmu żerowania, obserwować niedojrzałe młode poruszające się w woreczku lęgowym, obserwować oko poruszane przez mięśnie rzęskowe, a nawet obserwować ciałka krwi pompowane dookoła układu krwionośnego przez proste serce. Rozwielitki, jak wiele zwierząt, są podatne na zatrucie alkoholem i stanowią doskonałe obiekty do badania skutków depresji na układ nerwowy – ze względu na półprzezroczysty egzoszkielet i widocznie zmieniony rytm serca. Są tolerancyjne na bycie obserwowanym, żyją pod poślizgiem pokrywy i wydają się nie cierpieć żadnej szkody po powrocie do otwartej wody. Ten eksperyment może być również wykonany przy użyciu kofeiny, nikotyny lub adrenaliny i obserwując wzrost tętna.

Czasami Daphnia mogą być używane w niektórych środowiskach do testowania skutków toksyn na ekosystem. To sprawia, że Daphnia jest gatunkiem wskaźnikowym, szczególnie przydatnym do tego celu ze względu na jej krótki okres życia i zdolności reprodukcyjne.

Populacje kilku gatunków pcheł wodnych są uważane za zagrożone. Następujące rozwielitki są wymienione przez IUCN jako zagrożone: Daphnia nivalis, Daphnia coronata, Daphnia occidentalis, i Daphnia jollyi.

• Antunes, S. C., B. B. Castro, i F. Gonçalves. 2003. Przewlekłe odpowiedzi różnych klonów Daphnia longispina (pole i ephippia) do różnych poziomów żywności Acta Oecologica 24(Supp 1): S325-S332. Retrieved May 14, 2008.
• Clare, J. 2002. Daphnia: An aquarist’s guide Caudata.org. Retrieved May 14, 2008.
• Dumont, H. J., and Ș. Negrea. 2002. Branchiopoda. Guides to the Identification of the Microinvertebrates of the Continental Waters of the World, 19. Leiden: Backhuys. ISBN 9057821125.

All links retrieved November 14, 2017.

• Daphnia Images and Information at MBL Aquaculture