Глобальное потепление, основной аспект изменения климата, уже вызывает широкий спектр негативных последствий для многих мест обитания на нашей планете. Таким образом, крайне важно понять, как повышение температуры может повлиять на здоровье и благополучие животных.
Исследовательская группа из факультета биологии Копенгагенского университета только что показала, что тихоходки очень уязвимы к длительному воздействию высоких температур. Крошечные животные в иссушенном состоянии больше всего известны своей необычайной устойчивостью к экстремальным условиям.
В исследовании, недавно опубликованном в журнале Scientific Reports, Рикардо Невес и Надя Мёбьерг и их коллеги с кафедры биологии Копенгагенского университета представили результаты исследования устойчивости тихоходок к высоким температурам.
Тихоходки, широко известные как водяные медведи или моховые поросята, представляют собой микроскопические беспозвоночные, распространенные по всему миру в морских, пресноводных и наземных микросредах обитания.
Рикардо Невес, Надя Мёбьерг и их коллеги исследовали устойчивость к высоким температурам у Ramazzottius varieornatus, тихоходки, часто встречающейся в изменчивых пресноводных местообитаниях.
Образцы, использованные в этом исследовании, были взяты из водосточных желобов дома, расположенного в Ниво, Дания. Мы оценили воздействие высоких температур на активных и обезвоженных тихоходок, а также исследовали влияние кратковременного период акклиматизации активных животных», - объясняет постдоктор Рикардо Невес.
Удивительно, но исследователи подсчитали, что для неакклиматизированных активных тихоходок средняя летальная температура составляет 37.1°С, хотя короткие периоды акклиматизации приводят к небольшому, но значимому повышению медианы летальной температуры до 37,6°С. Интересно, что эта температура недалеко от измеренной в настоящее время максимальной температуры в Дании, то есть 36,4°C. Что касается высушенных образцов, авторы заметили, что предполагаемая температура 50% гибели составляет 82,7 ° C после 1-часового воздействия, хотя было зарегистрировано значительное снижение до 63,1 ° C после 24-часового воздействия.
Исследовательская группа использовала логистические модели для оценки средней летальной температуры (при которой достигается 50% смертность) как для активных, так и для обезвоженных тихоходок.
На сегодняшний день описано около 1300 видов тихоходок. Тело этих крошечных животных имеет бочкообразную форму (или сжато в дорсовентральном направлении) и разделено на голову и туловище четырьмя парами ног. Длина их тела варьируется от 50 микрометров до 1,2 миллиметра. Помимо своей впечатляющей способности переносить экстремальные условия, тихоходки также очень интересны из-за их тесного эволюционного родства с членистоногими (например,г., насекомые, ракообразные, пауки).
Как водные животные, тихоходки должны быть окружены пленкой воды, чтобы находиться в активном состоянии (т.е. питаться и размножаться). Однако эти твари способны переносить периоды высыхания (ангидробиоза), вступая в криптобиоз, т. е. обратимое аметаболическое состояние, особенно распространенное среди лимно-наземных видов. Вкратце, тихоходки входят в так называемое состояние «тун», сокращая передне-заднюю ось тела, втягивая ноги и перестраивая внутренние органы. Это дает им возможность переносить суровые условия окружающей среды, включая кислородное голодание (аноксибиоз), высокие концентрации токсикантов (хемобиоз), высокие концентрации растворенных веществ (осмобиоз) и экстремально низкие температуры (криобиоз)..
Чрезвычайная устойчивость тихоходок к экстремальным условиям включает также выносливость при высоких температурах. Сообщалось, что некоторые виды тихоходок переносят температуру до 151°C. Однако время экспозиции составило всего 30 минут. Другие исследования термотолерантности высушенных (ангидробиотических) тихоходок показали, что воздействие температуры выше 80°C в течение 1 часа приводит к высокой смертности, при этом почти все особи погибают при температуре выше 103°C. До сих пор оставалось неизвестным, как ангидробиотические тихоходки справляются с воздействием высоких температур в течение длительного времени, т. е. более 1 часа.
Из этого исследования мы можем сделать вывод, что активные тихоходки уязвимы к высоким температурам, хотя кажется, что эти твари смогут акклиматизироваться к повышению температуры в своей естественной среде обитания. Высушенные тихоходки гораздо более устойчивы и могут выдерживать температуры намного выше, чем те, которые выдерживают активные тихоходки. Тем не менее, время воздействия явно является ограничивающим фактором, ограничивающим их устойчивость к высоким температурам», - говорит Рикардо Невес.
Действительно, хотя тихоходки способны переносить разнообразные суровые условия окружающей среды, их выносливость к высоким температурам заметно ограничена, и это может быть ахиллесовой пятой этих в остальном сверхустойчивых животных.