Выпуск # 253 (31 мая 2014 г.)

Здравствуйте, уважаемые аквариумисты и сочувствующие!

В этом выпуске:

1. Новости сайта "Живая вода":
    За период, прошедший со времени последней рассылки, в аквариумной части сайта появились следующие материалы:
    В разделе "Издания о природе и животных" появился анонс 3-го номера журнала "Аквариум".

    В разделе новостей и интересных фактов рекомендуем прочитать следующие материалы:
    Экспедиция по изучению европейского угря: первый этап удачно завершен
    Гипотеза о двукратном появлении нервной системы получила новые подтверждения

    Если у Вас есть замечания или пожелания относительно содержания рассылки, пишите нам. Мы постараемся учесть Ваше мнение. Ведь рассылка делается для Вас!

Оставайтесь с нами!        Anthr

Живая вода
представляет

Журнал "Аквариум"
№ 3 за 2014 г.

В номере:

Ампулярии: чем кормить

    Обязательной составляющей ухода за улитками является их кормление. Причем единого, универсального меню для этих удивительных существ нет, ведь среди моллюсков есть как растительноядные, так и всеядные виды, а некоторые уличены даже в хищническом образе жизни. Вот пример: основу рациона большинства распространенных в любительских аквариумах улиток – меланий, физ, катушек, мариз – составляют водорослевые обрастания, фрагменты растительности, бактериальный налет, а также остатки кормов для рыб и прочий мусор. В то же время предметом гастрономического интереса улиток Хелены являются преимущественно их соплеменники – другие моллюски.
    Всеобщие любимицы ампулярии традиционно считаются всеядными, потому что снедью в условиях неволи им может служить почти все, что удается проглотить или "перетереть". Таким образом, вопрос о подходящем для Ampullaria spp. меню вроде бы не актуален. Тем не менее прилежный аквариумист всегда старается обеспечить питомцев всем наилучшим, а потому, думаю, было бы небесполезно знать, какой именно корм для улиток, в том числе и ампулярий, наиболее полезен. Ведь неправильный выбор пищи приводит к снижению активности, болезням или даже гибели животных.
    Задалась подобным вопросом и я. Однако нужные мне сведения в специальной литературе и в Интернете оказались отрывочны и разобщены, и сделать достоверные выводы о том, каков именно должен быть оптимальный состав корма для аквариумных ампулярий, не удалось. Чтобы получить ответ, пришлось провести небольшое исследование.
    Я предположила, что разные компоненты пищи участвуют в разных внутренних процессах организма улитки, что в конечном счете отражается на ее поведении, росте и физическом состоянии.
    Для проведения эксперимента были взяты ампулярии, выращенные в одинаковых условиях. Я разделила их на пять групп (по десять соразмерных особей в каждой) и поместила в пять пронумерованных емкостей, заполненных отстоянной пресной водой.

    Весь эксперимент занял 55 дней. В ходе него оценивалось:

    Улитки в банке № 1 питались растительными кормами (крапива, одуванчик). Рацион моллюсков из банки № 2 состоял из серого и черного хлеба.
    Трапезой обитателей банки № 3 были продукты животного происхождения: яйцо и сыр. Улитки в банках № 4 и 5 получали смешанное питание за счет ежедневного чередования вышеуказанных кормов, при этом в банку № 5 ежедневно добавляли 0.5 таблетки (0.25 г) кальция глюконата.
    Кормление улиток производилось между 10 и 13 часами ежедневно. Через 9 часов после кормления пищевые остатки удалялись и осуществлялась полная замена воды на свежую. Причем делать это я старалась как можно осторожнее, чтобы своими неаккуратными движениями не причинить подопечным травму и не нарушить чистоту эксперимента. Тем не менее вынуждена признать, что иногда моллюски все же слегка ударялись о дно стеклянной банки, и некоторые из них при этом повреждали раковины.
    О результатах моих опытов читатель может сделать выводы по приведенным диаграммам. А тем, кто плохо воспринимает инфографику, постараюсь немного помочь.
    Улитки, обеспеченные растительными кормами (банка № 1 и соответствующая позиция на оси ординат), на протяжении всего эксперимента демонстрировали стабильно хороший, продолжительный аппетит. Неизменно высокой была и их общая двигательная активность – разница в сравнении с другими группами доходит до 2 раз на всем протяжении наблюдений. Яркой была и реакция на появление корма (увеличение активности на 93%).
    Равномерность роста: 2-е место. Вице-чемпионами они стали и в номинации "Количество повреждений раковины" (незначительное отставание от победителей, то есть пришли к финишу почти без "поломок"). Что же касается среднего размера раковины, то тут вегетарианцы – неоспоримые лидеры.
    С хлебной диетой ситуация принципиально иная. Аппетит: стабильно низкий, худший среди всех групп. Общая двигательная активность: средняя. Весьма сдержанной оказалась и реакция на внесение корма (увеличение активности на 52%).
    С другой стороны, по разбросу размеров внутри группы "хлебники" заняли 1-е место, продемонстрировав к тому же самый равномерный рост внутри группы. А вот по параметру "Средний размер раковины" они оказались, простите за тавтологию, тоже весьма средними. К тому же "победили" в малопрестижной номинации "Максимальное количество повреждений", удерживая лидерство в течение всего времени наблюдения.
    Не порадовали и моллюски, довольствующиеся животными продуктами. Аппетит у этих подопытных был так себе, да и проявлялся кратковременно. Общая двигательная активность стабильно низкая – худшая по сравнению с прочими группами. Зато бедолаги ярко реагировали на появление в банке корма (увеличение активности на 88%) – видимо, в надежде на лучшую участь.
    Диапазон размеров внутри группы – наибольший, но достигнут за счет отстающих в росте экземпляров. По среднестатистическим габаритам – опять же худший результат, и вновь из-за максимального количества улиток-недоростков.
    Зато эти моллюски не подкачали в части прочностных качеств раковины, продемонстрировав лучший результат (практически без повреждений). При этом "домики" были гладкими, блестящими, без трещин и зазубрин.
    Итоги смешанного кормления можно охарактеризовать одним словом: "средние". Это касается и аппетита, и общей двигательной активности, и прочих контролируемых в ходе эксперимента параметров, включая реакцию на появление корма (увеличение активности на 63%).
    Меня удивило, что смешанное кормление дает лишь некоторое аккумулирование эффектов, присущих каждому отдельному типу рациона, но без их ощутимого усиления или выявления каких-либо иных неоспоримо фиксируемых преимуществ.
    Особо остановлюсь на использовании глюконата кальция.
    Введение этой добавки приводило к снижению аппетита моллюсков на 20% (по сравнению с использованием корма без таблетки). В целом же аппетит фиксировался средний, но кратковременный. Однако на среднем размере улиток введение кальцийсодержащего препарата никак не сказывалось. Значит, либо пик аппетита приходился на время, когда наблюдение не проводилось, либо кальций улучшает усвоение питательных веществ.
    Общая двигательная активность подкармливаемых C₁₂H₂₂CaO₁₄ подопытных до приема пищи повышена почти на треть и сохраняется практически на том же уровне уже после внесения еды. То есть моллюски практически перестают реагировать на угощение.
    Диапазон размеров внутри группы и средний размер улиток на кальциевом "допинге" не изменяются по сравнению с меню без минеральной добавки. А вот количество повреждений раковины неожиданно возросло в полтора раза. То есть либо "домики" обрели повышенную хрупкость (что наиболее вероятно), либо существенно замедлилось восстановление ущербных участков.
    Это вроде бы нелогично, но следует учитывать, что таблетированный глюконат кальция, возможно, усваивается улитками иначе, чем кальций из корма и воды. К тому же жесткость воды у нас средняя (от 9 до 12°dGH). Видимо, поэтому результаты эксперимента не соответствуют рекомендациям некоторых авторов добавлять кальций в корм при содержании улиток в мягкой среде.
    В общем и целом ситуация выглядит так. Лучший результат дает применение растительного корма. Хуже всего для улиток рационы на основе хлеба и продуктов животного происхождения. Использование смешанного питания не оправдано, а внесение в воду таблеток глюконата кальция только ухудшает состояние животных при содержании их в воде средней жесткости.
    Надеюсь, результаты моего эксперимента будут полезны для любителей декоративных моллюсков.

Ю.Широкова

Статья иллюстрирована фотографиями и графиками.

 Подробнее>>

Новости, интересные факты
ихтиологии и аквариумистики

Экспедиция по изучению европейского угря: первый этап удачно завершен

    Корабль "Дана", крупнейшее датское исследовательское судно, занятое в морских исследованиях, в течение трех недель проводил исследования и сбор образцов в районах нереста европейского угря в Саргассовом море, между Бермудами и Вест-Индией. Первый этап датской экспедиции 2014 года, посвященной изучению угря, успешно завершен.

    Экспедиция, возглавляемая датским национальным институтом водных ресурсов "DTU Aqua" и состоящая из международной группы ученых, отправилась в Саргассово море, чтобы выяснить, что вызвало резкое сокращение популяции угря – климатические изменения в районах нереста или океанские течения, с которыми молодняк угря попадает в Европу. Кроме того, экспедиция призвана определить условия питания мальков угря, поскольку до сих пор неизвестно, чем они питаются. Недостаток информации мешает выращиванию молодняка угря в искусственных водоемах, что могло бы помочь решить проблему сокращения количества угря, который в Дании считается деликатесом.
    Отличительная черта европейского угря в том, что он нерестится вдалеке от места нагула в Европе, поэтому молодым угрям приходится проделывать 6000-километровое путешествие через Атлантику, чтобы попасть обратно "домой". Сегодня количество молодняка, возвращающегося к берегам Европы, составляет всего 2-10% от показателей 1970-х гг. В 2008 г. Международный союз охраны природы (IUCN) внес угря в список исчезающих видов.
    На первом этапе экспедиции исследовались условия в центральных районах нереста угря в Саргассовом море – 41 тщательно подобранное место встречи холодных и теплых течений (именно такие условия, как считается, благоприятны для развития мальков угря).
    Участникам экспедиции удалось предпринять уникальное 24-часовое "вертикальное исследование" района с особенно высокой концентрацией мальков. За 24 часа исследования подавляющее большинство мальков было собрано на небольшом участке на глубине 150 метров, чуть ниже самого соленого слоя воды. Ученые измерили основные показатели жизнедеятельности угрей и среды их обитания, чтобы выяснить, что именно делает этот участок столь привлекательным для них.
    Ученые нанесли на карты районы распространения "морского снега" (органических остатков) и желеобразного планктона (в основном медуз) на разной глубине в местах нагула молодых угрей. Морской снег и желеобразный планктон, например, аппендикулярии, вполне вероятно, служат источником пищи для мальков угря.
    В первом этапе экспедиции приняли участие 21 исследователь и 17 членов экипажа.
    До сих пор никому не удалось поймать взрослого европейского угря в Саргассовом море. Участники экспедиции использовали траловые сети три ночи подряд в период новолуния – считается, что в это время угри нерестятся, чтобы в темноте укрыть потомство от хищных рыб. Однако и в этот раз ни один взрослый угорь не попался в сети, хотя было поймано немало более мелкой рыбы, в частности глубоководных видов.
    За первый этап экспедиции команде "Даны" удалось значительно расширить существующие научные знания; 463 раза задействовались исследовательские инструменты, в том числе 61 раз проводился замер параметров воды с помощью зонда (CTD), 95 раз применялась крупная сеть для молодняка (диаметр сети 3.5 метра) и 49 раз использовалась мелкоячеистая сеть для сбора планктона на пяти различных уровнях. Каждый инструмент проводил в воде по часу за раз, и команда работала круглосуточно сменами по 12 часов, чтобы максимально эффективно использовать отведенное время и собрать как можно больше информации.
    На первом этапе экспедиции было отобрано более 400 мальков угря для дальнейшего ДНК-исследования. Это поможет понять, существуют ли генетические различия между популяциями, и каков процент скрещивания между двумя видами, нерестящимися в Саргассовом море – американским и европейским угрем.
    Анализ ДНК содержимого кишечника мальков угря также сравнят с 250 образцами ДНК планктона и 80 образцами морского снега, собранными на сегодняшний день. Многие из организмов, обитающих в Саргассовом море, еще не представлены в базах данных ДНК.
    После успешного завершения первого этапа "Дана" продолжит экспедицию. Основная цель второго этапа – нанести на карты восточные границы районов нереста угря, которые пока остаются неизвестными. На третьем же – и заключительном – этапе команда "Даны" отметит пути, по которым молодые угри возвращаются в Европу, и соберет образцы на всех участках этих путей.

Статья иллюстрирована фотографией.

 Подробнее>>

Гипотеза о двукратном появлении нервной системы получила новые подтверждения

    Анализ полного генома гребневика Pleurobrachia bachei и транскриптомов 10 других видов гребневиков подтвердил гипотезу, согласно которой гребневики являются самой базальной ветвью эволюционного дерева животных и, таким образом, состоят в более отдаленном родстве с нами, чем губки и трихоплакс. Новые данные также свидетельствуют в пользу двукратного независимого формирования нервной системы в эволюции животных: у гребневиков и у общих предков книдарий и билатерий.

    "Элементы" уже рассказывали о проблеме положения гребневиков на эволюционном дереве животных и о предполагаемом двукратном появлении нервной системы в эволюции животного царства: один раз у предков гребневиков, другой – у предков книдарий и билатерий. Эта революционная гипотеза сильно укрепилась после прочтения в 2013 году генома гребневика Mnemiopsis leidyi (см.: Геном гребневиков говорит в пользу двукратного возникновения нервной системы у животных).
    Новые весомые аргументы в пользу этой гипотезы получены в ходе исследования, выполненного международным научным коллективом, в состав которого входит несколько известных биологов российского происхождения, в том числе Евгений Рогаев и Федор Кондрашов, чьи работы ранее освещались на "Элементах". Авторы отсеквенировали и "вчерне" собрали полный геном еще одного гребневика, Pleurobrachia bachei, который относится к более базальной ("примитивной") ветви родословного древа гребневиков, чем Mnemiopsis (рис. 1), а также получили транскриптомы еще 10 видов гребневиков.
    Размер генома Pleurobrachia bachei – 156 млн. пар нуклеотидов (примерно как у Mnemiopsis). В геноме найдено 19523 белок-кодирующих генов, из которых лишь 44% имеют ортологи у других животных. Мобильные элементы составляют не менее 8.5% генома.
    Сравнительный анализ геномов двух гребневиков и других животных, выполненный при помощи современных методов молекулярной филогенетики, уверенно подтвердил базальное положение гребневиков на родословном дереве животных (рис. 2, f). Это значит, что губки и трихоплакс, не имеющие нервной системы и мускулатуры, являются более близкими родственниками "высших" животных (книдарий и билатерий), чем гребневики, у которых есть и то, и другое. Следовательно, нервные и мышечные клетки либо возникали дважды в ходе эволюции животных, либо они уже были у последнего общего предка всех современных животных, но предки губок и трихоплакса их утратили. По мнению авторов, полученные ими данные свидетельствуют в пользу первой версии (см. ниже).
    Одной из самых удивительных особенностей гребневиков является отсутствие многих важнейших генов, которые есть у всех (или почти всех) остальных животных. Это относится и к генам – ключевым регуляторам развития. У гребневиков, как и у губок, нет знаменитых HOX-генов, которые у других животных отвечают за передне-заднюю разметку эмбриона. Не удалось обнаружить у гребневиков и системы регуляторных микроРНК, развитие которой связывают с усложнением плана строения животных. У гребневиков полностью отсутствуют некоторые ключевые регуляторные каскады, управляющие развитием животных (Hedgehog, JAK/STAT), тогда как другие представлены уменьшенным набором генов (TGF-в, Wnt, Notch). У гребневиков также нет многих групп генов, связанных с врожденным иммунитетом (рецепторы Toll-like,Nod-like, RIG-like, транскрипционные факторы MyD88 и RHD), равно как и генов, которые у других животных отвечают за закладку мезодермы и дифференцировку мышечных клеток. При этом у гребневиков есть и мезодерма, и мышцы. Возможно, это означает, что многие ткани и органы гребневиков, похожие на таковые билатерий, на самом деле развились у них независимо и на иной генетической основе.
    Гребневики обладают рядом уникальных признаков, которые, по всей видимости, представляют собой эволюционные инновации: щупальца, плавательные гребни, аборальный орган, своеобразный онтогенез. Анализ экспрессии генов показал, что значительная часть уникальных (не имеющих аналогов у других животных) генов Pleurobrachia экспрессируются, во-первых, на ранних стадиях онтогенеза, когда формируется план строения гребневика, во-вторых – в щупальцах, аборальном органе и плавательных гребнях. По-видимому, это означает, что важнейшие новшества, появившиеся в ходе эволюции гребневиков, были связаны с массовым приобретением новых генов (напомним, что новые гены у животных крайне редко возникают "из ничего", то есть из нефункциональных последовательностей: обычно они появляются в результате дупликаций имеющихся генов с последующим изменением возникающих копий; копия может измениться до полной неузнаваемости, и тогда в геноме появляется "уникальный" ген).
    Некоторые функциональные группы генов у Pleurobrachia сильно "размножились" по сравнению с другими животными. Так, у гребневика оказалось необычайно много генов ферментов, осуществляющих редактирование РНК, и генов РНК-связывающих белков. Многие из этих генов наиболее активны на ранних этапах развития (на стадиях 8–64 клеток). Возможно, это указывает на наличие своеобразных механизмов регуляции ранней дифференцировки зародышевых клеток.
    Молекулярно-генетические основы формирования и работы нервной системы радикально различаются у гребневиков и остальных животных, имеющих нервную систему (книдарий и билатерий). Многие гены, абсолютно необходимые для развития и работы нейронов книдарий и билатерий, у гребневиков попросту отсутствуют.
    Ранее было установлено, что в нервной системе гребневиков не используется важнейший нейротрансмиттер серотонин. Новые данные показали, что дело обстоит намного серьезнее. Нервная система гребневиков обходится без большинства классических нейротрансмиттеров: в ней нет ацетилхолина, адреналина, норадреналина, глицина, дофамина, гистамина, октопамина. Нет у гребневиков и ионотропных рецепторов для всех этих веществ. По-видимому, их использование для передачи сигналов в нервной системе является эволюционной инновацией, возникшей у предков книдарий и билатерий, но не гребневиков.
    Единственным нейротрансмиттером, общим для гребневиков и других животных, оказался глутамат. Он используется у гребневиков в нервно-мышечных синапсах и вызывает сокращение мышц. В геноме Pleurobrachia обнаружилось большое разнообразие ионотропных рецепторов глутамата, заметно отличающихся от аналогичных рецепторов книдарий и билатерий.
    В организме гребневиков присутствует гамма-аминомасляная кислота (ГАМК, важнейший тормозной нейротрансмиттер других животных), но она не влияет на работу нервной системы и мышц и является, вероятно, всего лишь побочным продуктом метаболизма глутамата.
    Кроме глутамата нервная система гребневиков использует для передачи сигналов разнообразные нейропептиды, которые, впрочем, совершенно непохожи на нейропептиды других животных. Более сотни генов Pleurobrachia, не имеющих ортологов у других организмов, предположительно являются рецепторами нейропептидов.
    В нервной системе гребневиков обнаружены многочисленные электрические синапсы, более разнообразные, чем у всех остальных животных. Ключевую роль в работе этих синапсов играют белки иннексины, которых у Pleurobrachia обнаружилось целых 12. Активнее всего гены иннексинов работают там, где наиболее развита нервная регуляция, – в аборальном органе, щупальцах и гребных пластинах. В этих же органах отмечено и наибольшее разнообразие ионных каналов.
    Несколько генов, которые у других животных задействованы в развитии нервной системы (например, elav и musashi), у гребневиков экспрессируются не в нейронах, а в других типах клеток.
    Все эти факты указывают на то, что нервные системы гребневиков и остальных животных организованы совершенно по-разному. Это – весомый довод в пользу гипотезы о независимом, двукратном происхождении нервных систем. Вероятно, у последнего общего предка всех современных животных не было настоящей нервной системы, хотя имелись некие предпосылки для ее развития. Они так и не реализовались у губок и трихоплакса, а у гребневиков и предка книдарий и билатерий реализовались независимо, что привело к формированию двух фундаментально несхожих вариантов нервной системы.
    В свете новых данных о том, что гребневики – самая базальная ветвь эволюционного дерева животных, становятся более правдоподобными идеи о родстве некоторых представителей эдиакарской биоты (вендобионтов Eoandromeda и Rangea) с гребневиками (рис. 3; см.: Dzik, 2002. Possible ctenophoran affinities of the precambrian “sea-pen” Rangea; Tang et al., 2011. Eoandromeda and the origin of Ctenophora).
    В конце концов, если гребневики – самые базальные животные, то и последний общий предок всех современных животных вполне мог быть похож на гребневика. Можно даже допустить, что и другие загадочные вендобионты – не аберрантные боковые ветви, не имеющие прямого отношения к современным животным, а нормальные базальные представители животного царства, близкие к общему предку всех животных.

    По материалам: Leonid L. Moroz, Kevin M. Kocot, Mathew R. Citarella, Sohn Dosung, Tigran P. Norekian, Inna S. Povolotskaya, Anastasia P. Grigorenko, Christopher Dailey, Eugene Berezikov, Katherine M. Buckley, Andrey Ptitsyn, Denis Reshetov, Krishanu Mukherjee, Tatiana P. Moroz, Yelena Bobkova, Fahong Yu, Vladimir V. Kapitonov, Jerzy Jurka, Yuri V. Bobkov, Joshua J. Swore, David O. Girardo, Alexander Fodor, Fedor Gusev, Rachel Sanford, Rebecca Bruders, Ellen Kittler, Claudia E. Mills, Jonathan P. Rast, Romain Derelle, Victor V. Solovyev, Fyodor A. Kondrashov, Billie J. Swalla, Jonathan V. Sweedler, Evgeny I. Rogaev, Kenneth M. Halanych & Andrea B. Kohn. The ctenophore genome and the evolutionary origins of neural systems // Nature. Published online 21 May 2014.

    Александр Марков

Статья иллюстрирована фотографиями и схемами.

 Подробнее>>