Большая дафния

Большая дафния (лат. Daphnia magna) – небольшое планктонное ракообразное, относящееся к семейству Дафниевые (Daphnidae) из подкласса Листоногих (Phyllopoda) и класса Жаброногих (Branchiopoda).

Ее называют пресноводной или водяной блохой и часто используют в качестве корма для аквариумных рыбок.

Она постоянно фильтрует большое количество воды и очень чутко реагирует на любые загрязнения.  С 1980-х она используется для определения токсичности химических веществ и их наличия в водной среде.

Для экспресс-теста пресноводных блох помещают в сосуд с пробой воды. Если в ней есть токсины, двигательная активность животных резко снижается или вовсе прекращается. Подобные экспресс-тесты были разработаны еще в 1930-е годы для быстрого выявления загрязнений. Результат можно получить уже в течение 15-30 секунд.

Большие дафнии являются подопытными животными для исследований в различных областях биологии и медицины уже с XVIII века. Их использование показало высокую эффективность в экотоксикологии, популяционной генетике и экофизиологии.

Распространение

Ареал обитания находится в Европе, Азии, Северной Америке и Африке. Наибольшие популяции обитают в голарктической области северного полушария.

Большие дафнии селятся в пресных и солоноватых водоемах. Они переносят более высокую соленость воды по сравнению с другими представителями рода Daphnia. Эти ракообразные встречаются преимущественно там, где имеется много плавающих водорослей, бактерий и мертвого органического вещества (детрита).

Они могут существовать в местах скопления микроорганизмов и прочих примитивных водных обитателей, живущих на дне или любом другом твердом субстрате (перифитон). Большие дафнии отличаются высокой толерантностью к колебаниям температуры воды, поэтому выживают в самых разнообразных климатических зонах.

Поведение

Идеальным местом для поселения дафнии считаются деревенские пруды, в которых много навоза и воды, обедненной кислородом. Водяные блохи устойчивы к изменению количества кислорода в воде. Это объясняется тем, что они способны самостоятельно синтезировать гемоглобин.

При понижении концентрации кислорода уровень гемоглобина в организме больших дафний повышается. Их окрас приобретает ярко-красный оттенок, а интенсивность размножения увеличивается. При нормальном содержании кислорода ракообразные окрашены в желто-розовый цвет.

Большие дафнии населяют различные типы водоемов, отдавая явное предпочтение мелководным озерам, придорожным канавам и лужам, где температура воды близка к температуре воздуха.

Многие из них передвигаются по дну или листьям водных растений, а некоторые снуют по поверхности, периодически взмахивая своими антеннами. Их передвижение в водной среде напоминает прыжки блох. Сначала следует подъем, а потом спуск.

Миграция в горизонтальном и вертикальном направлении наблюдается значительно реже по сравнению с другими родственными видами.

Ежедневно ночью большая дафния поднимается в верхние слои, а днем опускается ближе ко дну. Так ей удается избежать контактов с хищниками, охотящимися в светлое время суток.

Размножение

Большая дафния размножается посредством циклического партеногенеза. Эта форма размножения характеризуется чередующимся появлением бесполого, однополого и раздельнополого потомства в зависимости от условий окружающей среды.

Самки откладывают гаплоидные яйца, которые необходимо оплодотворить, и диплоидные яйца, не требующие оплодотворения. В одной кладке бывает несколько десятков диплоидных яиц. При неблагоприятных условиях из них обычно развиваются самцы.

В случае замерзания или пересыхания водоема гаплоидные яйца оплодотворяются самцами и покрываются защитной оболочкой. Они могут находиться в состоянии диапаузы очень продолжительное время. Их развитие начинается под воздействием оптимальных значений влажности и температуры. Из спящих (латентных) яиц развиваются исключительно самки.

Часть больших дафний производит только гомозиготное потомство женского пола. Преобладание такого механизма размножения может привести к постепенному вырождению отдельно взятой колонии.

Размножение водяных блох сопровождается процессом гетерогонии. В случае благоприятных условий в виде выпадения дождя и заполнения всех впадин пресной водой из оплодотворенных яиц выходят одни самки. Через неделю они становятся половозрелыми и сами приступают к продолжению рода.

В выводковой камере самки откладывается до сотни яиц. Чем выше температура окружающей среды, тем быстрее они развиваются. Молодые дафнии появляются на свет в выводковой камере.

Затем самка линяет и откладывает следующую порцию яиц. Через одну неделю новое поколение молоди готово к размножению. За это время оно претерпевает до 6 линек.

Через два месяца вода в луже уже кишит водяными блохами. Такое перенаселение часто приводит к массовой гибели больших дафний. Выжившие самки начинают откладывать яйца, из которых развиваются особи разного пола.

Оплодотворенные яйца покрываются сверху хитиновой оболочкой и помещаются в выводковой камере в своеобразные капсулы (эфиппий). Они снабжены повышенным запасом питательных веществ и выглядят крупнее обычных яиц.

Защитная оболочка помогает пережить им длительную засуху или морозную зиму, оставаясь в течение нескольких месяцев замороженными в глыбе льда.

Такие яйца легко прилипают к шерсти млекопитающих, перьям птиц или к водным насекомым. С их помощью они перемещаются в другие водоемы, что способствует быстрому распространению водяных блох.

Они размножаются в геометрической прогрессии. Если бы потомство одной самки полностью выживало и продолжало размножение, то за один сезон поголовье этих ракообразных достигло численности более 30 млн особей.

Большие дафнии считаются основным кормом для многих видов рыб и личинок, развивающихся в водной среди. По этой причине увеличение их численности эффективно сдерживается различными хищниками.

Описание

Длина тела самок 4-6 мм, а самцов около 2 мм. Тело овальной формы. Оно защищено полупрозрачным двустворчатым панцирем из хитина и прозрачных полисахаридов. Оно имеет вентральное отверстие и 5 пар двуветвистых грудных конечностей, используемых для процесса фильтрации.

На каждой конечности расположен эпиподит (дыхательный придаток). На третьей и четвертой паре находятся веера фильтрующих щетинок.

Заднюю часть панциря защищают несколько рядов шипов. Кишечник имеет крючкообразную форму и две пищеварительные слепые кишки.

На голове расположены 2 пары антенн, клювовидный вырост (рострум) и большой сложный глаз.  Первые антенны у самцов длиннее, чем у самок.

При температуре около 20°С и обилии корма большая дафния способна прожить до 3 месяцев.

.