Тигриоп калифорнийский - Tigriopus californicus

Тигриоп калифорнийский
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Членистоногие
Подтип:
Ракообразные
Учебный класс:
Гексанауплия
Заказ:
Harpacticoida
Семья:
Harpacticidae
Род:
Тигриоп
Разновидность:
Т. калифорнийский
Биномиальное имя
Тигриоп калифорнийский
(Бейкер, 1912)[1][2]
Синонимы  [3]
  • Тигриоп треугольный Кэмпбелл, 1930 год.
  • Тисбе калифорнийская Бейкер, 1912 год.

Тигриоп калифорнийский это приливной копепода вид, который встречается на тихоокеанском побережье Северной Америки. Этот вид был предметом многочисленных научных исследований по самым разным предметам: экология и эволюция к нейробиология.

Экология и окружающая среда

Найдено из центра Нижняя Калифорния, Мексика в Аляска, США вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки, Т. калифорнийский Обитает в водоемах в скалистой приливной среде. Т. калифорнийский ограничен бассейнами в верхнем конце приливной зоны, по-видимому, хищниками,[4] но он может достигать довольно высокой плотности населения в этой среде обитания. Одно исследование показало, что плотность населения на Остров Ванкувер в среднем около 800 веслоногих рачков на литр, а в некоторых плотных бассейнах содержится до 20 000 веслоногих рачков на литр.[5]

Эти бассейны-брызги часто изолированы от сдерживающего влияния океана, и поэтому бассейны могут сильно различаться по факторам окружающей среды, таким как соленость и температура, в течение нескольких часов или дней. Т. калифорнийский имеет способность процветать в этих изменчивых условиях окружающей среды (факторы, которые ограничивают хищников, таких как рыба, более низкими водоемами в приливной зоне).[4] Температура в бассейнах, в которых обитает это веслоногое ракообразное, имеет тенденцию более точно отслеживать температуру воздуха, чем температура океана, а соленость в бассейнах может изменяться по мере испарения бассейнов, поступления пресной воды из дождя или соленой воды из-за воздействия волн.

Способность Т. калифорнийский способность выдерживать экстремально высокие температуры варьируется среди населения с южными Калифорния население, способное переносить более высокие температуры, чем те, что расположены дальше на север.[6] Этот образец более высокой термостойкости у южных популяций отражает температурные колебания, наблюдаемые в бассейнах веслоногих рачков с южными популяциями, испытывающими более экстремально высокие температуры (иногда выше 40 ° C или 104 ° F).[7] Генетическая основа этой потенциальной тепловой адаптации была изучена путем изучения геномных исследований экспрессии генов, и это исследование показало, что дифференциальная экспрессия Hsp70 гены и ряд других генов могут способствовать различиям в термостойкости между этими популяциями.[8]

Известно, что они выживали до шести месяцев в лабораторных условиях, однако их продолжительность жизни в естественных условиях еще предстоит определить.[9]

Генетика и эволюция

Популяции Т. калифорнийский вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки демонстрируют поразительную картину генетической дифференциации среди популяций. Митохондриальная ДНК показывает особенно большие расхождения между популяциями, часто превышающие двадцать процентов общего расхождения последовательностей.[10][11] Генетическая дивергенция меньшей величины простирается до более локального масштаба, и это расхождение может быть стабильным в течение более двух десятилетий для обнажений, удаленных друг от друга всего на 500 м (0,31 мили), что предполагает, что рассредоточение между обнажениями должно быть относительно редким для этого. копепода.[12] Удивительно, но генетическая дивергенция намного ниже среди популяций веслоногих ракообразных от Вашингтон на север к Аляска предполагая, что веслоногие рачки, возможно, повторно заселили эти районы с конца последнего Ледниковый период.[13] Скрещивания веслоногих рачков из разных популяций Т. калифорнийский были использованы для изучения того, как репродуктивная изоляция накапливается между расходящимися популяциями, чтобы получить представление о процессе видообразование. Для скрещиваний между многими популяциями наблюдается паттерн, который получил название гибридного распада; это означает, что первое поколение гибриды имеют высокую выживаемость и воспроизводимость (фитнес ), тогда как гибриды второго поколения имеют более низкую и более изменчивую приспособленность.[14] Вредные взаимодействия между митохондриальный геном и ядерный геном может играть большую роль в снижении приспособленности гибридов, наблюдаемом при многих из этих скрещиваний.[15]Определение пола в Т. калифорнийский не вызывается половыми хромосомами и может быть полигенным, потенциально подверженным влиянию условий окружающей среды. Соотношение самцов и самок, произведенных самками, различается в разных семьях, и в некоторых семьях, по-видимому, генетически определяется главным образом отцом в паре.[16] Еще одна интересная особенность брачной системы этого вида заключается в том, что самцы используют свои большие объятия. усики хватать самок, пока они не будут готовы к спариванию.[17] Самки спариваются только один раз в течение своей жизни, но производят несколько кладок потомства.

Физиология

Этот вид веслоногих также использовался в качестве модельной системы для рассмотрения некоторых вопросов физиологии животных, включая как нейробиология и осморегуляция. В ответ на увеличение или уменьшение солености окружающей среды Т. калифорнийский изменяет количество аминокислот в своих клетках для поддержания водного баланса.[18] Аминокислота пролин подлежит строгому регулированию в ответ на изменения солености, и это может быть общим механизмом осморегуляции через ракообразные.[19] Что касается нейробиологии, то в одном исследовании изучалась центральная нервная система этого веслоногого ракообразного, чтобы получить представление об организации центральной нервной системы предков ракообразных и ракообразных. насекомые в дополнение к нейробиологической работе, которая была проведена на группе отдаленно связанных веслоногих ракообразных ( каланоид копеподы).[20]

Рекомендации

  1. ^ Бейкер, К. Ф. 1912. [1] Заметки о ракообразных Лагуна-Бич. Анна. Представитель Laguna Marine Lab.1: 100-117
  2. ^ Сесил Р. Монк. 1941 г.[2] Морские гарпактикоидные веслоногие рачки из Калифорнии. Труды Американского общества микроскопии, Vol. 60 с. 75-99
  3. ^ Т. Чад Уолтер (2013). Уолтер Т.С., Боксхолл Дж. (Ред.). "Тигриоп калифорнийский (Бейкер, 1912) ". База данных World of Copepods. Всемирный регистр морских видов. Получено 17 декабря, 2013.
  4. ^ а б Детье, М. Ф. 1980 [3] Приливные лужи как убежища: хищничество и пределы обитания гарпактикоидных копепод Тигриоп калифорнийский (Бейкер) Журнал экспериментальной морской биологии и экологии, том 42, выпуск 2, 22 января 1980 г., страницы 99-111.
  5. ^ Powlik. J. F. 1998 [4] Сезонная численность и поток населения Тигриоп калифорнийский (Copepoda: Harpacticoida) в проливе Баркли, Британская Колумбия. J. Mar. Biol. Жопа. ВЕЛИКОБРИТАНИЯ. 78, 467-481.
  6. ^ Willett 2010 [5] Возможные компромиссы пригодности для термостойкости приливных веслоногих Тигриоп калифорнийский. Evolution 64: 2521-2534.
  7. ^ Келли, М. В., Э. Сэнфорд и Р. К. Гросберг [6] Ограниченный потенциал адаптации к изменению климата у широко распространенных морских ракообразных. Proc. R. Soc. B. 2012 279 1727 349-356doi: 10.1098 / rspb.2011.0542
  8. ^ Шовиль, С. Д., Баррето, Ф. С., Мой, Г. В., Вольф, А., Бертон, Р. С. (2012). [7] Исследование молекулярных основ локальной адаптации к тепловому стрессу: популяционные различия в экспрессии генов в транскриптоме веслоногих ракообразных. Тигриоп калифорнийский, BMC Evolutionary Biology, 12: 170.
  9. ^ "Хокинс, Б. Биология морской копеподы Tigriopus Californicus (Бейкер) (Докторская диссертация) 13-14 ". 1962.
  10. ^ Бертон Р. С., Р. Дж. Бирн и П. Д. Роусон. 2007 г. [8] Три расходящихся митохондриальных генома из калифорнийских популяций копепод Тигриоп калифорнийский. Gene 403: 53-59.
  11. ^ Willett, C. S. и J. T. Ladner. 2009 г. [9] Исследования мелкомасштабной филогеографии в Тигриоп калифорнийский выявить исторические закономерности дивергенции населения. BMC Evolution. 9: 139.
  12. ^ Бертон Р. С. 1997. [10] Генетические свидетельства долгосрочного существования популяций морских беспозвоночных в эфемерной среде. Evolution 51: 993-998.
  13. ^ Эдмандс, С. 2001. [11] Филогеография приливной копеподы Тигриоп калифорнийский показывает существенное снижение дифференциации населения в северных широтах. Молекулярная экология 10: 1743-1750.
  14. ^ Эдмандс, С. 1999. [12] Гетерозис и аутбридинговая депрессия при межпопуляционных кроссах, охватывающих широкий диапазон дивергенции. Evolution 53: 1757-1768.
  15. ^ Эллисон, К. К. и Р. С. Бертон. 2008 г. [13] Распад межпопуляционного гибрида отображается на митохондриальный геном. Evolution 62: 631-638.
  16. ^ Вурду, М. Дж., Робинсон Х. Э. и Анхольт, Б. Р. (2005) [14], Отцовское наследование первичного соотношения полов у веслоногих. Журнал эволюционной биологии, 18: 1304–1314.
  17. ^ Бертон, Р. С. (1985). [15] Система спаривания литоральной копеподы Тигриоп калифорнийский, Морская биология, 86: 247-252.
  18. ^ Бертон, Р. С. и Фельдман, М. В. (1982) [16] Изменения концентрации свободных аминокислот во время осмотической реакции у литоральной веслоногой рачки Тигриоп калифорнийский. Комп. Biochem. Physiol. 73А, 441-445.
  19. ^ Бертон, Р. С. (1992) [17] Синтез пролина при осмотическом стрессе у личинок синего краба на стадии мегалопы, Callinectes sapidus. Биол. Бык. 182, 409-415.
  20. ^ Эндрю, Д. Р., Браун, С. М. и Штраусфельд, Н. Дж. (2012), [18] Крошечный мозг веслоногого рачка Тигриоп калифорнийский поддерживает сложную наследственную структуру тетраконатной церебральной нервной системы. J. Comp. Neurol., 520: 3446–3470.