Jaké je stanoviště dafnie?

Daphnia Magna je malý planktonní korýš patřící do podtřídy Listopods. Samice dosahují velikosti až 5-6 mm, muži – asi 1,5-2 mm, takže jsou jedním z největších druhů v tomto rodu. Říká se jim také vodní blechy.

Optimální podmínky pro růst a reprodukci korýšů:

• teplota vody – 18-24°C
• obsah kyslíku – 6-8 mg/l
• kyselost (pH) – 7-8
• obsah amonia – ne více než 2-3 mg/l.

Dospělé samice lze od jiných podobných druhů, jako je Daphnia pulex, odlišit přítomností zářezu na hřbetní hraně postabdomenu a krunýřem, který ve formě pruhu zasahuje na hlavový štít. Samci jsou menší než samice a mají větší první tykadla, což je diagnostický znak, který je odlišuje od malých samic.

Struktura Daphnia Magna

Tělo korýše je chráněno průsvitnou dvoucípou ulitou z chitinu, jejíž poloviny jsou upevněny na hřbetní straně a pootevřeny na břiše dafnie, kde je umístěno pět párů hrudních končetin, které slouží k usnadňují proces filtrace. Střevo je háčkovité. Hlava obsahuje dvě tykadla nebo tykadla a velké složené oko.

Rozšíření a lokalita Daphnia Magna

Daphnia Magna je rozšířena na severní polokouli a zejména v Holarktických, subpolárních oblastech a Jižní Africe. Lze jej nalézt ve sladkých a brakických vodních plochách různých velikostí, od jezer po rybníky a pomíjivé skalní jezírka u moře.

Holarktická nebo holarktická oblast – biogeografická oblast. Pokrývá většinu severní polokoule a je největší ze všech biogeografických oblastí.

Efemérní – dočasné, existující jen krátkou dobu.

Horní hranice tolerance salinity Daphnia Magna je 4 až 8 ppt. Růst a reprodukce byly nejvyšší při salinitě 4 ppt. Salinita 8 ppt způsobila kromě snížení spotřeby kyslíku a nižšího vylučování amonia významné omezení růstu a reprodukce.

Vylučování – proces osvobozování těla od konečných produktů metabolismu – exkrementů.

Daphnia Magna byla nalezena v příkopech, mělkých rybnících a malých eutrofických vodních plochách, které jsou náchylné k vysychání.

Eutrofizace— nasycení vodních útvarů živinami doprovázené zvýšením biologické produktivity vodních nádrží. Hlavními chemickými prvky, které přispívají k eutrofizaci, jsou fosfor a dusík. V některých případech se používá termín „hypertrofizace“.

Chování a ochrana před predátory

Název „vodní blechy“ pochází z typických pohybů korýšů ve vodním sloupci, charakteristických pro druhy Daphnia, které připomínají sérii skoků. Pohyb velkých druhých antén způsobí skok nahoru následovaný snížením.

Migrace ve vodních plochách

Daphnia Magna se vyznačuje vertikálními a horizontálními migracemi. Vertikální migrace spočívá v každodenním pohybu korýšů z horních vrstev vody, kde tráví noc, do hlubokých a tmavých vrstev, kde tráví den. Toto chování snižuje riziko sežrání denními predátory (jako je mnoho ryb) tím, že najde úkryt ve tmě u dna a pak se v noci tiše krmí v horních vrstvách vody bohatých na potravu. Toto chování je založeno na fototaktickém chování (pohyb celých organismů směrem ke zdroji světla nebo od něj). U D. magna má fototaktické chování vrozenou (genetickou) a indukovatelnou složku (například v přítomnosti rybích kairomonů).

Kairomon – látka stimulující adaptaci – např. látky vylučované dravými bezobratlými a způsobující tvorbu ostnů u bezobratlých kořisti (vířníci)

Při horizontální migraci ve dne nalézají dafnie útočiště v zatopených houštinách u břehu a v noci migrují do otevřených vod. Byly zdokumentovány případy zpětné migrace, kdy je riziko vizuální predace během dne vyšší v zónách dna nebo příbřežních zón (například když se tam vyskytují ryby, které se živí na ponořených rostlinných záhonech).

Zařízení proti predátorům

D. magna je základním druhem v mnoha lentických biotopech. Nachází se v jezerech a mělkých rybnících bohatých na usazeniny organické hmoty. Existuje mnoho známých přirozených predátorů, kteří mohou vyvolat plastické fenotypové reakce. Například v přítomnosti predátorů v biotopech dafnie si korýši vyvinou znatelné ochranné struktury, jako je prodloužení trnů na krunýři a zvětšení velikosti těla.

Fenotypové reakce — k variabilitě dochází pod vlivem faktorů prostředí.

Daphnia magna je díky své velikosti zranitelná vůči velkým predátorům a v jezerech s rybami je jich málo nebo jsou značně omezeny. Ale velká velikost dafnie ji chrání před malými bezobratlými predátory, i když coretras, kyklopové a mnoho dalších může lovit nedospělé korýše.

Výživa dafnie

Hlavním typem výživy Daphnia Magna je filtrace suspendovaných částic. Speciální filtrační zařízení tvořené prsními přívěsky vytváří proud vody v hrudním otvoru skořápky, což umožňuje sběr a požití malých částic (

D. magna se vyskytuje především v pelagické zóně vodních útvarů, protože se živí suspendovanými částicemi ve vodním sloupci. Ve srovnání s jinými druhy dafnií se však častěji vyskytuje ve spojení se substrátem, kde korýš může využívat bentické zdroje potravy v podobě perifytonu a sedimentů. Dafnie rozvíří sediment ze dna pomocí druhých antén, následuje filtrace suspendovaných částic, což dává druhu konkurenční výhodu oproti striktně pelagickým filtračním podavačům v některých prostředích, kde mohou primární zdroje potravy dočasně chybět.

Pelagiální nádrže – zóna nádrže, která se nenachází v těsné blízkosti dna. Pelagická zóna sahá od hladiny téměř ke dnu nádrže.

Perifyton – skupina hydrobiontů (rostlin, živočichů, mikroorganismů) vedoucích převážně připoutaný způsob života na vodopevných substrátech různého původu.

Soutěž

Při vysokých koncentracích v potravinách může D. magna vytlačit menší perloočky. Když koncentrace potravy začnou klesat, D. magna zpomalí rychlost reprodukce, což umožní menším, rychleji se rozmnožujícím organismům, aby se staly dominantními.

Reprodukce dafnie

Asexuální reprodukce

Stejně jako většina ostatních druhů rodu Daphnia se i D. magna rozmnožuje cyklickou partenogenezí. Pro tuto formu reprodukce je charakteristické střídavé jednopohlavní rozmnožování (klonální rozmnožování), to znamená rozmnožování podobných jedinců a v určitých obdobích i pohlavní rozmnožování prostřednictvím haploidních vajíček, která musí být oplodněna.

Parenogeneze – tzv. „reprodukce stejného pohlaví“ nebo „rozmnožování panen“ je jednou z forem pohlavního rozmnožování organismů, při které se v dospělém těle vyvíjejí ženské reprodukční buňky (vajíčka) bez oplodnění.

Neoplozená vajíčka (až několik desítek na snůšku) jsou diploidní a obvykle se z nich vyvinou samice a v reakci na nepříznivé podmínky prostředí samci. Neplodná vajíčka se líhnou v děložní burze samice 1 den po snesení a vylézají z plodové burzy o 3 dny později. Mláďata vyrostou během 5-10 dnů, během kterých dojde ke čtyřem až šesti línům. Dospělá samice snáší jednu snůšku, která může obsahovat až 100 vajec, každé 3-4 dny až do smrti. Dafnie žije v laboratorních podmínkách při teplotě 3 °C déle než 20 měsíce.

Sexuální reprodukce

V reakci na nepříznivé podmínky prostředí, které mohou způsobit zamrznutí nebo vyschnutí jezírka, může stejná samice produkovat klidová haploidní vajíčka (obvykle dvě najednou), která jsou po oplodnění samci pokryta ochrannou skořápkou, ephippium.

Tato klidová vajíčka vstupují do fáze diapauzy a jsou schopna dlouhodobě odolávat obdobím nepříznivých podmínek prostředí. Líhnutí se spouští v reakci na určité podněty, jako je zvýšení fotoperiody a teploty. Korýši z klidových vajíček se vyvinou výhradně v samice.

Aplikace Daphnia Magna ve výzkumu

Daphnia Magna je předmětem biologického výzkumu již od 18. století, protože při použití jako experimentální organismus nabízí mnoho výhod. Transparentnost těla umožňuje pozorování vnitřních anatomických struktur pod mikroskopem a rozmnožování prostřednictvím cyklické partenogeneze umožňuje vytváření klonů (nepohlavní rozmnožování) nebo křížení mezi kmeny (pohlavní rozmnožování). V oblasti výzkumu je D. magna považován za snadno udržovatelný v laboratoři. Některé z výhod pro experimentování jsou rychlé množení, malé chovné objemy, jednoduchá a levná výživa a nekomplikované pěstování.

D. magna se používá v různých oblastech výzkumu, jako jsou: ekotoxikologie, populační genetika, evoluce pohlaví, fenotypová plasticita, ekofyziologie (včetně biologie globální změny) a interakce parazit-hostitel.

Historicky D. magna umožnila výzkumníkům otestovat některé zajímavé teorie a provést převratný výzkum. Navíc je to oblíbené krmivo pro ryby v akvakultuře.

Dafnie – malý rak, který žije převážně ve sladkých vodách planety. Vzhledem ke své miniaturní velikosti mají poměrně složitou stavbu a slouží jako důležitý prvek ekosystému – rychlým přemnožením umožňují krmení ryb a obojživelníků, takže bez nich by byly nádrže mnohem prázdnější. Krmí také ryby v akváriu.

Původ druhu a popis

Rod Daphnia byl popsán v roce 1785 O.F. Muller. Existuje asi 50 druhů dafnií a mnohé z nich se od ostatních výrazně liší. Jako typový druh se používá Daphnia longispina, popsaná stejným Müllerem.

Dafnie se dělí na dva velké podrody – Daphnia vlastní a Ctenodaphnia. Ty se liší v řadě charakteristik, například přítomností zářezu na štítu hlavy, a obecně mají primitivnější strukturu. To ale neznamená, že k nim došlo dříve: fosilie datují vznik obou přibližně do stejné doby.

Video: Dafnie

První zástupci branchiopodů se objevili asi před 550 miliony let, mezi nimi byli předkové dafnie. Samy ale vznikly mnohem později: nejstarší fosilní pozůstatky pocházejí z období spodní jury – to znamená, že jsou staré přibližně 180–200 milionů let.

Nejsou to tak dávné časy, jak by se dalo očekávat od relativně jednoduchých organismů – například ryby a ptáci se objevili mnohem dříve. Ale stejně jako ostatní zástupci nadřádu perlooček byly i v té době dafnie podobné těm dnešním a v tom se liší od více organizovaných organismů stejného starověku.

Zároveň bychom si neměli myslet, že se dafnie nevyvíjejí: naopak mají vysokou evoluční variabilitu a přizpůsobivost a neustále dávají vzniknout novým druhům. Ke konečnému zformování rodu Daphnia došlo bezprostředně po vyhynutí na konci křídového období.

Vzhled a vlastnosti

Foto: Daphnia moina

Druhy dafnií se mohou velmi lišit: tvar jejich těla, stejně jako jeho velikost, jsou určeny podmínkami prostředí, ve kterém žijí. Některé společné rysy však lze identifikovat. Jejich tělo je tedy pokryto chitinovou skořápkou s průhlednými chlopněmi – vnitřní orgány jsou jasně viditelné. Vzhledem k průhlednosti vody jsou dafnie méně nápadné.

Skořápka nezakrývá hlavu. Má dvě oči, i když často, jak rostou, splývají v jedno složené oko a někdy má dafnie třetí, ale obvykle jasně vystupuje a je menší velikosti. Po stranách jsou antény, dafnie jimi neustále mává a s jejich pomocí se pohybují skokem.

Na hlavě je rostrum zobákovitý výrůstek a pod ním jsou dva páry tykadel, z nichž zadní jsou větší a mají štětiny, díky nimž se jejich plocha zvětšuje. Pomocí kývání těchto antén se provádí pohyb – když je pohladí, dafnie prudce letí dopředu, jako by dělala skok. Tyto antény jsou dobře vyvinuté a mají silné svaly.

Tělo je zploštělé do stran, nohy jsou zploštělé a nedostatečně vyvinuté, protože neslouží k pohybu. Používá se hlavně k vytlačení čerstvé vody do žáber a částeček potravy do úst. Trávicí soustava je na tak malého korýše poměrně složitá: je zde plnohodnotný jícen, žaludek a střeva, ve kterých se nacházejí jaterní výrůstky.

Dafnie má také srdce, které se stahuje vysokou rychlostí – 230-290 tepů za minutu, což má za následek krevní tlak 2-4 atmosfér. Dafnie dýchají celým tělem, ale především pomocí dýchacích úponů na končetinách.

Kde žije dafnie?

Foto: Daphnia magna

Zástupce rodu lze nalézt téměř po celé Zemi. Byly dokonce objeveny v Antarktidě ve vzorcích odebraných z reliktních subglaciálních jezer. To znamená, že dafnie jsou schopny žít téměř v jakémkoli přírodním prostředí na naší planetě.

Pokud se však před stoletím věřilo, že všechny jejich druhy jsou distribuovány všude, pak se zjistilo, že každý z nich má svůj vlastní rozsah. V mnoha druzích jsou poměrně široké a zahrnují několik kontinentů, ale stále neexistuje žádný, který by byl rozšířen všude.

Zemi obývají nerovnoměrně, preferují povětrnostní podmínky v subtropech a mírných pásmech. Jak na pólech planety, tak v blízkosti rovníku, v tropickém klimatu, je jich znatelně méně. Areály některých druhů prošly v poslední době významnými změnami v důsledku jejich rozšíření lidmi.

Například druh Daphnia ambigua přišel z Ameriky do Velké Británie a úspěšně zakořenil. Naopak druh Daphnia lumholtzi byl do Severní Ameriky přivezen z Evropy a ve vodních plochách tohoto kontinentu se stal běžným.

Pro stanoviště dafnií jsou preferovány vodní plochy bez proudu, jako jsou rybníky nebo jezera. Často žijí ve velkých loužích. V pomalu tekoucích řekách je jich mnohem méně a v rychle tekoucích řekách se téměř nikdy nevyskytují. Většina druhů žije ve sladké vodě.

Schopnost adaptace se ale projevila i zde: dafnie, které se kdysi ocitly v suchých podmínkách, kde jim byly k dispozici pouze slané vody, neuhynuly, ale vyvinuly si odolnost. Nyní se druhy pocházející z nich vyznačují oblibou vodních ploch s vysokým obsahem soli.

Nejlépe se jim žije v čisté vodě – ta by měla obsahovat co nejméně podzemní vody. Dafnie se totiž živí filtrováním vody, a pokud je znečištěná, dostávají se do jejich žaludku spolu s mikroorganismy i částice půdy, což znamená, že ve znečištěných vodních plochách mnohem rychleji umírají v důsledku ucpání žaludku.

Podle počtu dafnií v nádrži lze tedy posoudit, jak čistá je voda. Žijí převážně ve vodním sloupci a některé druhy žijí i u dna. Nemají rádi jasné osvětlení a jdou hlouběji, když slunce začne svítit přímo na vodu.

Čím se dafnie živí?

Foto: Dafnie v akváriu

• nálevníky;
• řasy;
• bakterie;
• detritus;
• jiné mikroorganismy plovoucí ve vodě nebo ležící na dně.

Živí se filtrováním vody, pro kterou pohybují nohama, čímž způsobují její proudění. Filtrace přiváděné vody je prováděna speciálními ventilátory na filtračních štětinach. Absorbované částice se pak shlukují v důsledku zpracování sekretu a posílají do trávicího systému.

Dafnie je pozoruhodná svou obžerstvím: za pouhý den některé druhy sežerou 6násobek své vlastní hmotnosti. Proto, když množství potravy klesá, je jich v nádrži méně – to se děje s nástupem chladného počasí, ale největší počet dafnií se objevuje na konci jara a léta.

Ty druhy dafnií, které v zimě nezimují, se živí detritem. Zimují na dně nádrže a ve vrstvách vody v její blízkosti – v potravě tam převládají detritus, tedy částice tkání nebo sekrety jiných živých organismů.

Sami se používají jako potrava pro ryby v akváriu – jsou velmi užitečné díky tomu, že jejich žaludky obsahují hodně rostlinné potravy. Dafnie jsou buď podávány suché, nebo vypouštěny živé do akvária. Poslední jmenovaný je také užitečný, pokud se voda v něm zakalí: dafnie požírá bakterie, které to způsobují, a ryby zase dafnie.

Vlastnosti charakteru a životního stylu

Foto: Dafnie korýši

Nacházejí se hlavně ve vodním sloupci, pohybují se skokem, někdy lezou po dně nádrže nebo po stěnách akvária. Často se pohybují v závislosti na denní době: když je světlo, ponoří se hlouběji do vody a v noci se ocitnou na samém okraji.

Na tyto pohyby je vynaloženo mnoho energie, takže musí mít svůj důvod. To se však zatím přesně zjistit nepodařilo. Existuje několik nejpravděpodobnějších předpokladů. Například, že velké dafnie jsou během dne nuceny klesat hlouběji, aby byly pro predátory méně nápadné – hluboké vrstvy vody jsou koneckonců méně osvětlené.

Tento předpoklad potvrzuje i fakt, že v nádržích, ve kterých nejsou ryby živící se dafniemi, k tomuto druhu migrace dochází mnohem méně často. Existuje jednodušší vysvětlení – že dafnie prostě usilují o tu vrstvu vody, kde je pro ně optimální teplota a osvětlení, a během dne se pohybuje nahoru a dolů.

Jejich životnost se u jednotlivých druhů velmi liší. Obvykle je vzor jednoduchý – ty největší žijí déle. Malé dafnie se podávají 20-30 dní, ty největší až 130-150 dní.

Zajímavost: Je zvykem testovat úroveň toxicity různých roztoků na dafniích. Reagují i ​​na malé koncentrace – mohou se například zpomalit nebo klesnout ke dnu.

Sociální struktura a reprodukce

Dafnie jsou velmi plodné a jejich rozmnožování je zajímavé ve dvou fázích – rozmnožují se nepohlavně i pohlavně. V prvním případě se jedná pouze o samice a využívá se partenogeneze. To znamená, že se sami rozmnožují bez oplodnění a jejich potomci obdrží stejný genotyp jako jediný rodič. Právě díky partenogenezi se při dobrých podmínkách jejich počet v nádrži výrazně zvýší v co nejkratším čase: obvykle se tento způsob rozmnožování u dafnií používá koncem jara a léta, kdy je pro ně nejvíce potravy.

Reprodukce v tomto případě probíhá následovně: vajíčka se kladou do speciální dutiny a vyvíjejí se bez oplodnění. Poté, co jejich vývoj skončí a objeví se plod nových dafnií, samice svleče a již po 3-6 dnech může začít nový cyklus. V té době jsou také samice, které se objevily minule, připraveny k reprodukci.

Vzhledem k tomu, že v každém plodu se objevují desítky nových dafnií, jejich počet v nádrži roste velmi rychlým tempem a za pouhých pár týdnů ji lze naplnit – to je patrné načervenalým nádechem vody. Při nedostatku potravy se v populaci objevují samci: jsou menší a rychlejší než samice a vynikají i některými dalšími strukturálními znaky. Oplodňují samičky, v důsledku čehož se vajíčka objevují v tzv. ephippii – odolné chitinózní skořápce, která jim umožňuje přežít nepříznivé podmínky.

Nevadí jim například zima nebo vysychání z nádrže, mohou být unášeny větrem spolu s prachem a neumírají při průchodu trávicím systémem zvířat. Nevadí jim ani to, že jsou v roztocích toxických solí, jejich skořápka je tak spolehlivá.

Ale zatímco rozmnožování partenogenezí je u dafnií jednoduché, bisexuální rozmnožování vyžaduje mnohem větší úsilí a u mnoha druhů samice po kladení vajíček dokonce hynou. Po vstupu do příznivých podmínek se z vajíček vylíhne další generace dafnií a znovu se rozmnoží partenogenezí. Navíc se objevují pouze samice, protože samci nepřežijí nepříznivé podmínky.

Nyní víte, jak chovat dafnie. Pojďme se podívat, jaká nebezpečí čekají na dafnie ve volné přírodě.

Přirození nepřátelé dafnie

Foto: Vajíčka dafnií

Taková malá a bezbranná stvoření mají mnoho nepřátel – predátorů, kteří se jimi živí.

• malá ryba;
• potěr;
• šneci; ;
• larvy čolků a jiných obojživelníků;
• další draví obyvatelé vodních ploch.

Velké a dokonce i středně velké ryby se o dafnie prakticky nezajímají – pro ně je to příliš malá kořist, která vyžaduje příliš mnoho k nasycení. Ale maličkosti jsou jiná věc, pro malé ryby, pokud je v nádrži hodně dafnií, slouží jako jeden z hlavních zdrojů potravy.

To platí zejména pro velké druhy, protože u malých dafnií slouží jako ochrana jejich samotná velikost – půlmilimetrového korýše neprožene ani malá rybka, ale velké exempláře o velikosti 3-5 mm jsou věc druhá. Právě ryby jsou hlavním predátorem, který ničí dafnie a živí se jimi i větší rybí potěr. Dafnie je pro ně také jedním z hlavních zdrojů potravy.

Ale i když v nádrži nejsou žádné ryby, stále jim hrozí mnoho nebezpečí: velké jedince sežerou žáby a další obojživelníci a jejich larvy požírají i malé. Hlemýždi a další draví měkkýši se živí dafniemi – i když se dafnie mohou na rozdíl od mnohem hbitějších ryb pokusit z některých z nich „vyskočit“.

Zajímavost: Dekódování genomu dafnie odhalilo vědcům spoustu zajímavých věcí: přibližně 35 % genových produktů nalezených v genomu je jedinečných a jsou velmi citlivé na jakoukoli změnu prostředí. Díky tomu se dafnie tak rychle adaptují.

Stav populace a druhů

Foto: Dafnie ve vodě

Počet dafnií žijících ve vodách světa nelze spočítat – jasné je pouze to, že je velmi velký a nic neohrožuje přežití tohoto rodu. Žijí po celé planetě, v nejrůznějších podmínkách, mění se a přizpůsobují se i těm, ve kterých dříve nemohli přežít. Dokonce i jejich vyvedení záměrně může být obtížný úkol.

Mají tedy status nejméně ohroženého a nejsou chráněni zákonem, lze je volně chytit. Dělá to například mnoho majitelů akvárií. Pokud si totiž koupíte suché dafnie ke krmení ryb, mohou skončit ulovené ve znečištěných a dokonce toxických vodních plochách.

Často jsou chyceni k prodeji ve špinavé vodě poblíž čističek odpadních vod – tam nejsou žádné ryby, a proto jsou nejaktivněji chovány. To opět ukazuje, jak jsou houževnaté, ale nutí vás to pečlivě vybírat, odkud je chytíte, jinak může dojít k otrávení ryb. Dafnie ulovené v čisté nádrži a vypuštěné do akvária se pro ně stanou vynikajícím krmivem.

Zajímavost: Generace dafnií se mohou výrazně lišit tvarem těla v závislosti na ročním období, ve kterém se vyvíjejí. Například letní generace mají často na hlavě prodlouženou přilbu a na ocase brk. K jejich pěstování je potřeba vynaložit více energie, v důsledku toho klesá plodnost jedince, což je však odůvodněno tím, že výrůstky chrání před predátory.

V létě je tu především mnoho predátorů a kvůli těmto výrůstkům je pro některé z nich obtížnější chytit dafnie, někdy se jim zlomí ocasní páteř, díky čemuž se dafnie podaří vyklouznout. Zároveň jsou výrůstky průhledné, a proto není snazší si jich kvůli nim všimnout.

Dafnie – malý a nenápadný obyvatel rybníků, jezer a dokonce i louží, vykonávající několik nezbytných funkcí najednou, navíc jejich studium je pro vědce velmi důležité. A majitelé akvárií je znají z první ruky – sušené dafnie můžete nejen dát rybám, ale také získat tyto korýše samotné, aby vyčistili vodu.