Killi: Mistrzowie przetrwania w ekstremalnych warunkach

Wciąż jest co odkrywać, co potwierdzają informacje o halančikach. Mamy na myśli zwiększanie liczby odkrytych gatunków. I tak, jeśli na przykład czytaliście czasopismo Żiva w 2013 roku (6/2013), dowiedzieliście się od autora Martina Reicharda, że u rodzajuNothobranchius, który jest uważany za najliczniejszy gatunek, jest ponad 60 znanych gatunków. Podczas gdy jeśli odwiedziłeś wykład R. Blažkaw BrnieW roku 2024 mówił tutaj już o 97 gatunkach. To jednak nie jest z daleka jedyna interesująca rzecz dotycząca halanów. Dlatego poniżej poświęcimy się bardziej szczegółowym informacjom.

Zachowanie halanczyków i ich rozmnażanie

Killi mają hierarchiczną strukturę i są najaktywniejsze w godzinach porannych, niezależnie od tego, czy chodzi o zdobywanie pokarmu, czy o rozmnażanie. Krótkiemu cyklowi życia halančików odpowiada również szybkość reprodukcji - samice dojrzewają do ikr w ciągu nocy, aby były gotowe do kolejnego tarła następnego dnia. Samce walczą ze sobą, co obejmuje zarówno przerażające (jakby imponujące) zachowanie, jak i celowe ataki, takie jak uderzenia ogonem, gryzienie aż do śmiertelnych potyczek.

Zaloty są krótkie, a celem jest zapewnienie różnorodnego potomstwa w jak największej liczbie.

Samiec rozpoczyna zaloty serią gwałtownych ruchów, którymi zbliża się do samicy. Ta może odpłynąć, co daje do zrozumienia brak zainteresowania tarłem. Jeśli nie odpłynie, samiec kontynuuje i naciskiem głowy na jej grzbiet lub głowę kieruje ją ku dnu stawu lub zbiornika. U dna za pomocą płetwy grzbietowej i odbytowej obejmuje ją i bokiem przyciska do podłoża.*

Tym jest zapewnione, że zniesienie będzie bezpiecznie przechowywane na wypadek wyschnięcia stawu lub zbiornika.

Anualne Killi są fascynującą grupą ryb, która potrafiła zaadaptować się do życia w okresowo wysychających stawach. Ich niezwykła zdolność przetrwania w tych ekstremalnych warunkach jest wynikiem szeregu ewolucyjnych przystosowań, w tym unikalnego rozwoju embrionalnego.

Wyzwania wysychających stawów i adaptacja halanów

Dla ryb wysychanie stawów stanowi ogromne niebezpieczeństwo. Dorosłe osobniki halančików bez wody giną, a ich potomstwo, ukryte w ikrze, staje w obliczu wysychania. Killi poradziły sobie z tym problemem w unikalny sposób -ich zarodki potrafią wejść w stan spoczynku, tzw. diapauzy, która przerywa ich rozwój.

Tego małe stworzenia przetrwają okres suszy jako embriony w ikrze, zakopane w błocie. Ich rozwój zatrzymuje sięw jednej z trzech faz rozwoju spokoju (diapauz), a następnie kontynuuje aż z nadejściem deszczy. Ta strategia pozwala im przetrwać w niepewnych warunkach, gdy stawy mogą napełnić się wodą na zaledwie tygodnie, ale i miesiące.

Trzy fazy diapauzy i plastyczność rozwoju embrionalnego

W trakcie okresu suszy substrat na dnie stawu w wyniku wysychania dynamicznie się zmienia, co stawia specyficzne wymagania na rozwijające się embriony. Killi wykształciły zatem unikalną kombinację trzech stadiów rozwojowych (diapauza I, II i III), która pozwala im stawić czoła tym zmianom.

• Diapauza I:Nastaje po złożeniu ikr do mułu o niskiej zawartości tlenu.
• Diapauza II:Podczas diapauzy II zarodek ma już uformowaną oś ciała i podstawę głowy. W tym stadium pozostaje przez długi czas swojego rozwoju, a jego metabolizm jest znacznie spowolniony.
• Diapauza III:Diapauza III następuje po zakończeniu diapauzy II i prawdopodobnie służy do czekania na specyficzny zewnętrzny sygnał, na przykład powtarzające się zalewanie podłoża wodą, które ostatecznie uruchomi wylęganie.

Przechod diapauzy nie jest niezbędny do prawidłowego rozwoju zarodka. Killi mogą się zatem rozwijać również bezpośrednio, bez stadium spoczynkowego.Zdolność do przechodzenia, ale także pomijania poszczególnych stadiów diapauzy, daje embrionom rocznych halančików wysoką elastyczność i umożliwia im dostosowanie się do niepewnych warunków w wysychających stawach.

Czynniki wpływające na rozwój embrionalny i szybki cykl życia

Embryonalny rozwój anuilnych halančików jest wpływany przez szereg czynników, w tym predyspozycje genetyczne, wpływ matki oraz czynniki środowiskowe, takie jak tlen, wilgotność i temperatura. Cykl życia halančików jest niezwykle szybki. Po wylęgnięciu rosną w niewiarygodnym tempie idojrzałości płci osiągają już po 17 dniach!Następnie składają ikrę praktycznie codziennie, aż staw znów wyschnie.

Znaczenie naukowe i badania

Naukowcy intensywnie zajmują się badaniem halančików, szczególnie rodzajuNothobranchiusz wschodniej Afryki.

1. Badania genetyczne i ewolucja:
   Naukowcy na przykład badali różnorodność genetyczną halanów w różnych stawach i odkryli, że nawet stawy oddalone zaledwie o kilka set metrów od siebie mogą być genetycznie izolowane. To sugeruje, żehalančicy niemal się między nimi nie przemieszczają, a każda populacja rozwija się samodzielnie.
   Badania wykazały również, że Killi mają w genomie specyficzne odcinki DNA, które są odpowiedzialne za uruchamianie i regulację diapauzy. Te geny aktywują się w odpowiedzi na sygnały środowiskowe, takie jak spadek poziomu tlenu lub wysychanie stawu.

2. Badania nad starzeniem się:
   HalančíkNothobranchius furzeristał się organizmem modelowym do badań nad starzeniem. Jego krótki cykl życia (w warunkach laboratoryjnych żyje tylko kilka miesięcy) umożliwia naukowcom badanie procesów starzenia w przyspieszonym tempie.
   Badania wykazały, żeU halančików istnieją geny, które wpływają na długość życia i szybkość starzenia.Manipulując tymi genami, naukowcom udało się wydłużyć życie halanżyków i poprawić ich stan zdrowia w podeszłym wieku.
   Interesujące jest to, że przejście przez diapauzę embrionalną może mieć wpływ na starzenie się halančików. Badania wykazały, że osobniki, które przeszły diapauzę, często mają dłuższe życie i są bardziej odporne na choroby związane z wiekiem.

3. Badania diapauzy:
   Naukowcy badają mechanizmy, które pozwalają zarodkom halančików wejść w diapauzę i ponownie się z niej obudzić. Ustalają,jak embriony przetrwają w ekstremalnych warunkach niedoboru wody i tlenu, i jakie sygnały uruchamiają ich dalszy rozwój.
   Badania diapauzy u halančików mogą mieć praktyczne zastosowanie w obszarach takich jak przechowywanie materiału biologicznego (na przykład plemników lub jaj) lub opracowywanie nowych metod leczenia chorób związanych z metabolizmem i starzeniem się.

Ciekawostką jest również istnienie kolorowych form samców u wielu gatunków. Często występują czerwone i niebieskie formy, które różnią się na tyle, że laik mógłby je uznać za dwa różne gatunki. Dlaczego te formy istnieją i jakie mają znaczenie, pozostaje dla naukowców zagadką.

Zakończenie

Anualne Killi są fascynującym przykładem żywotności i przystosowalności w nieprzewidywalnym świecie.Ich unikalna strategia przetrwania w okresowo wysychających stawach, oparta na embrionalnej diapauzie i szybkim cyklu życia, pozwala im prosperować nawet w ekstremalnych warunkach. Badanie tych ryb nie tylko odkrywa tajemnice ewolucji i biologii rozwoju, ale także dostarcza cennych informacji na temat mechanizmów starzenia się i możliwości ich wpływu. W dobie zmian klimatycznych i rosnącej presji na ekosystemy Killi pokazują nam, żei w najtrudniejszych warunkach życie potrafi się przystosować i znaleźć drogę do przetrwania.Zrozumienie tych mechanizmów adaptacyjnych może być ważne dla zapewnienia bioróżnorodności i zrównoważonego życia na Ziemi także w przyszłości.

Cytat:
*Vrtílek, M., Żak, J., Blažek, R., Polačik, M. (2024): Ryby laboratoryjne z wysychających stawów 2. Zachowanie i międzygatunkowe bariery reprodukcyjne / Laboratory Fishes from Temporary Pools 2. Behaviour and Interspecies Reproductive Barriers. Żiva, 4: s. 205.

Źródło:

• Blažek, R. (2024, 19 października). Za anualnymi halančikami do Afryki. Wykład w ramach cyklu wykładów Cyperus na spotkaniu akwarystów Akwarystyczna jesień, Brno Żebětín.
• Reichard, M. (2013): Anualne halančiki – ryby przystosowane do sezonowego wysychania ich siedlisk / Annual Killifish – Fish Adapted to Seasonal Desiccation of Their Habitats. Żywa, 6: 289.
• Vrtílek, M., Polačik, M., Blažek, R., Żak, J. (2024): Ryby laboratoryjne z wysychających stawów 3. Przetrwanie suszy i diapauza / Laboratory Fishes from Temporary Pools 3. Surviving Drought and Diapause. Życie, 6: 344.
• Vrtílek, M., Polačik, M., Blažek, R., Żak, J. (2024): Ryby laboratoryjne z wysychających stawów 1. Wprowadzenie / Laboratory Fishes from Temporary Pools 1. Introduction. Żiva, 3: 141.