Коловертки (лат. Rotifera)
Коловертки (лат. Rotifera, = Rotatoria) - тип багатоклітинних тварин, раніше віднесених до групи первічнополостних черв`яків. Основною характерною ознакою є наявність так званого коловращательний апарату - війкового освіти на передньому кінці тіла, який використовується для живлення і руху.
Відомо близько 1500 видів коловерток. В основному це прісноводні мешканці, але також вони водяться в морі і вологих ґрунтах. Більшість коловерток свободноподвіжних, але є і прикріплені форми. Переважна більшість видів свободноживущие, але зустрічаються також паразити і комменсали.
За розміром коловертки не перевищують 2 мм (в середньому набагато менше). Представник цього типу Ascomorpha minima - найдрібніше багатоклітинних тварин, розмір його становить близько 40 мікрон. У зв`язку з малими розмірами тканини часто набувають синцитіальних будову. Для типу в цілому характерна еутелія - сталість клітинного складу, тобто постійне число клітин у всіх особин одного виду. Деякі коловертки здатні впадати в криптобиоза.
Відомо, що статеве розмноження радикально прискорює пристосувальну еволюцію. Однак бделлоідние коловертки обходяться без статевого розмноження вже десятки мільйонів років. Було неясно, як їм вдається при цьому не програти «еволюційну гонку озброєнь» паразитам. Виявилося, що коловертки успішно позбавляються від паразитів завдяки своїй здатності витримувати висихання і переноситися вітром.
Бделлоідние коловертки - єдина велика група тварин, в якій втрата статевого розмноження не привела до швидкого вимирання. Всі інші групи, які відмовилися від статевого розмноження, є маленькі кінцеві гілочки (або невеликі пучки гілочок) на еволюційному дереві. Це означає, що такі групи зазвичай вимирають, не встигнувши дати початок великим таксонам (сімейств, загонів або класах). Передбачається, що важливою причиною вимирання безстатевих популяцій є паразити, що обганяють їх в еволюційній гонці і доводять до повного винищення.
Бделлоідние коловертки, проте, обходяться без статевого розмноження вже як мінімум 40 мільйонів років. За цей час вони встигли стати досить різноманітною групою, якій біологи надають ранг класу і яка включає понад 450 сучасних видів.
Мабуть, у коловерток є якесь «таємна зброя» проти паразитів, що дозволяє їм процвітати всупереч теоретичним очікуванням. Раніше вже висловлювалася ідея, що види-жертви могли б рятуватися від паразитів, що обганяють їх в еволюційній гонці в даному местообитании, якби вміли переселятися в інші, незаражені місця, не прихоплюючи з собою своїх паразитів (Ladle et al., 1993). Біологи Крістофер Вілсон (Christopher G. Wilson) і Пол Шерман (Paul W. Sherman) з Корнелловского університету (США) припустили, що бделлоідние коловертки якраз і мають таким умінням. Підставою для припущення послужили три унікальні особливості цих тварин. По-перше, бделлоідние коловертки вміють переносити повне висихання, причому життєздатність у висушеному стані у них зберігається до 9 років. По-друге, в сухому вигляді вони дуже легко переносяться вітром (саме тому багато видів бделлоідних коловерток мають глобальне поширення). По-третє, вони моментально «отмокают» і починають рости і розмножуватися, варто їм потрапити в будь-який вологе місце, будь то ефемерна маленька калюжа або пучок сирого моху.
Головними ворогами бделлоідних коловерток є паразитичні гриби роду Rotiferophthora. Це спеціалізовані паразити, що викликають смертельне захворювання у бделлоідних коловерток і ні у кого більше. Гриб вбиває коловертку, проростає назовні через її покриви і розсіює суперечки, які з`їдаються іншими коловертками і заражають їх.
Автори вирішили перевірити, чи можуть коловертки позбутися паразитів за допомогою висихання і подальшого перенесення вітром. Вони експериментували з коловертками роду Habrotrocha, які належать до одного клону, тобто генетично майже або повністю ідентичними.
Коловерток розсаджували по одній в чашки Петрі і давали їм спокійно жити і розмножуватися протягом 9 днів. За цей час кожна коловратка встигала дати початок маленької популяції з декількох десятків особин. Після цього в усі чашки, крім контрольних, додавали суперечки смертоносного гриба Rotiferophthora angustispora. Гриб починав бурхливо розмножуватися і винищував всіх коловерток в чашці за 12-15 днів. Контрольні популяції тим часом продовжували розмножуватися, і їх чисельність стабілізувалася на рівні 200-300 особин приблизно в той же самий час, коли в заражених популяціях гинули останні тварини.
Потім автори спробували висушувати заражену популяцію коловерток через три дні після зараження і залишати в сухому вигляді на тиждень. Після цього в чашку знову наливали води. Спочатку здавалося, що все йде нормально: коловертки оживали і виглядали здоровими, а вода була незаразной для інших коловерток, що свідчить про відсутність живих грибних спор. Але вже через 48 годин з тіл мертвих коловерток починали показуватися гіфи вцілілих грибів, вони розсіювали суперечки, і через 2-3 тижні популяція коловерток гинула.
Залишивши заражених коловерток у висушеному вигляді не на одну, а на два тижні, автори отримали такий самий результат: після додавання води оживали не тільки коловертки, а й гриби, і все закінчувалося плачевно.
Однак результати вийшли зовсім іншими, коли популяції висушували на довший термін - 3, 4 або 5 тижнів. У цьому випадку більшість «розмочених» популяцій залишалися вільними від грибної інфекції аж до кінця експерименту (протягом 20 тижнів). Після тритижневого висушування гриби «ожили» тільки в 40% піддослідних популяцій, після чотиритижневого - в 15%, п`ятитижневого - в 9,5%. Таким чином, коловертки витримують висихання краще, ніж їх паразити. Ясно, що ця здатність повинна допомагати їм боротися з грибною інфекцією в природі.
Чи допомагає їм в цьому також і поширення за допомогою вітру? Автори спорудили камеру, в якій дув легкий вітерець, і поставили туди чашку із зараженою і тільки що висушеної популяцією коловерток. У чашці були також природні субстрати: мох і мул. На відстані 30-40 см були встановлені 24 порожні чашки. За тиждень в ці чашки нанесло вітром в цілому 5 мг сухого матеріалу. Чашки залили водою, і в 17 з них незабаром виявилися ожилі коловертки. У семи з цих сімнадцяти популяцій незабаром з`явився гриб-паразит, який розправився з коловертками, як правило, протягом 2-3 тижнів. Однак решта 10 популяцій виявилися вільними від гриба і відчували себе нормально до закінчення експерименту.
Таким чином, без вітру коловраткам потрібно пролежати в сухому вигляді не менше трьох тижнів, щоб позбутися від інфекції. Переносяться вітром, коловертки звільнялися від гриба набагато швидше. Отже, вітер дійсно може допомагати коловраткам рятуватися від паразита. Мабуть, це пов`язано з тим, що коловертки краще пристосовані до поширення за допомогою вітру, ніж гриб. Здорові коловертки, висихаючи, перетворюються в компактні (менше 300 мкм) і дуже легкіовальні тільця, які називають «бочонками» (tuns). «Бочонки» виключно добре переносяться вітром. Гриб ж пристосований в основному до поширення через воду. У контрольному експерименті, коли заражену популяції не висушували і розселяли крапельками води, все дочірні популяції виявилися зараженими і незабаром загинули.
Очевидно, що в природі коловраткам і їх паразитам часто доводиться стикатися і з більш довгими посухами, і з перенесенням на набагато більші відстані, ніж в проведених експериментах. Отримані результати підтверджують ідею, згідно з якою коловертки примудряються вижити без статевого розмноження завдяки тому, що добре навчилися грати з паразитами в хованки.
