Loricifera: mikroskopické morské živočíchy v anoxických prostrediach

Loricifera — mikroskopické morské živočíchy žijúce v úplne anoxických prostrediach. Objavy, adaptácie a unikátne životné stratégie v morských sedimentoch.

Loricifera je nedávno objavená fyla morských živočíchov ecdysozoa. Patrí sem prvé známe živočíchy, ktoré existujú v úplne anoxickom prostredí (bez kyslíka). Toto fylium opísal v roku 1983 Reinhardt Kristensen.

Sú to veľmi malé živočíchy, ktoré žijú v sedimentoch. V súčasnosti je opísaných dvadsaťdva druhov v ôsmich rodoch. Okrem toho existuje ďalších približne 100 druhov, ktoré boli zozbierané, ale ešte neboli opísané. Ich veľkosť sa pohybuje od 100 µm do približne 1 mm.

Ich životným prostredím sú priestory medzi morským štrkom, na ktoré sa prichytávajú. Patria k najnovšie objaveným skupinám metazoí. Na štrk sa prichytávajú pomerne pevne, čo vysvetľuje, prečo zostali tak dlho neobjavené. Prvý exemplár bol zozbieraný v 70. rokoch 20. storočia a neskôr opísaný v roku 1983. Vyskytujú sa vo všetkých hĺbkach vody, v rôznych typoch sedimentov a vo všetkých zemepisných šírkach. Vo fosílnych nálezoch sa zatiaľ nenašli.

Morfológia a stavba tela

Loricifera sú mikroskopické, veľmi členité tvory s charakteristickou vonkajšou schránkou nazývanou lorica — pevný pancier tvorí niekoľko komôr alebo platničiek, ktoré chránia telo. Telá majú rozlíšené časti: introvert (vysúvateľná predná časť) vybavený radami krátkych výbežkov nazývaných scalids, hrudnú (thorax) a abdomen (opisthosoma). Introvert slúži na pohyb a príjem potravy, scalids sú dôležité pri kotvení v sedimente a manipulácii s čiastočkami. Ako príslušníci Ecdysozoa podliehajú procesu zvliekania (ecdysis).

Životný cyklus a rozmnožovanie

Životný cyklus zahŕňa niekoľko štádií vrátane špecifického larválneho štádia nazývaného Higginsova larva (podľa R. P. Higgins), ktorá má charakteristickú stavbu s ornamentovanými výbežkami. Rozmnožovanie je prevažne sexuálne, väčšina druhov je gonochoristická (s oddelenými pohlaviami). Podrobnosti o dĺžke života a reprodukčnej stratégii sú známe len čiastočne, pretože pozorovanie týchto drobných živočíchov v laboratórnych podmienkach je náročné.

Výživa a ekologická úloha

Loricifera sa živia prevažne drobnými organickými časticami, mikrobiálnymi filmami a baktériami medzi zrnkami sedimentu. Niektoré druhy môžu mať špecifické symbiotické vzťahy s mikroorganizmami, najmä tie žijúce v anoxických prostrediach, kde bežná aerobná metabolická dráha nie je možná. V sedimentoch prispievajú k recyklácii organického materiálu a ovplyvňujú mikrobiálne spoločenstvá v medzerách medzi zrnkami štrku.

Anoxické prostredia — unikátna adaptácia

Najznámejšie zistenia týkajúce sa Loricifera sú spojené s objavom jedincov žijúcich v úplne anoxickom prostredí — napríklad v hlbokomorskych hypersalinických bránach východného Stredozemia (L'Atalante a podobné basény). Výskumy publikované v roku 2010 naznačili, že tieto druhy prežívajú bez kyslíka vďaka prispôsobeniam, ako sú mitochondrie transformované na organely podobné hydrogenozómom a prítomnosť symbiotických anaeróbnych baktérií. Tieto tvrdenia vyvolali odbornú diskusiu a sú predmetom ďalšieho výskumu a overovania, no bezpochyby ukazujú schopnosť metazoí osídľovať extrémne biotopy.

Rozšírenie a zber materiálu

Loricifera sú známe z rôznych morí a oceánov, od plytčín po hlbokomorské sedimenty. Zbierajú sa hlavne metódami odoberania sedimentových vzoriek a následným preosievaním na veľmi jemných sitoach, prípadne separáciou hustotou. Ich malé rozmery, nijaké alebo nevápnité kostné tkanivá a schopnosť sa pevne prichytiť k časticiam sedimentu sťažujú nájdenie a identifikáciu, čo čiastočne vysvetľuje neskorý objav tejto fylu.

Taxonómia a vzťahy

Loricifera sú zaradené medzi Scalidophora v rámci ecdysozoa. Podobné skupiny sú Kinorhyncha a Priapulida, s ktorými zdieľajú niektoré morfologické znaky, napríklad prítomnosť scalids. Sú opísané desiatky druhov v niekoľkých rodoch, pričom popis tak malých a ťažko dostupných organizmov je náročný a stále prebieha.

Význam pre vedu

Štúdium Loricifera prispieva k pochopeniu adaptácií metazoí na extrémne podmienky, evolučných vzťahov v rámci Ecdysozoa a ekologických väzieb medzi makrofaunou a mikrobiálnymi spoločenstvami sedimentov. Zároveň predstavujú zaujímavý model pre skúmanie možnej biodiverzity v anoxických zónach a limitov životných podmienok pre viacbunkové organizmy.

Problémy a otvárané otázky

• Presné metabolické mechanizmy, ktoré umožňujú život bez kyslíka u niektorých druhov.
• Rozsah a povaha symbiózy s baktériami u anoxických populácií.
• Kompletné mapovanie druhovej diverzity a fylogenetických vzťahov v rámci fylu.
• Dôvody neprítomnosti fosílnych nálezov a možné mikrofósilie, ktoré by mohli pomôcť pri stratigrafii a evolučnej histórii.

Loricifera predstavujú fascinujúcu a stále čiastočne neznámu skupinu morských bezstavovcov. Ďalší výskum, najmä genetické a mikroskopické štúdie žijúcich populácií, prispeje k lepšiemu pochopeniu ich biológie a úlohy v morských ekosystémoch.

V anoxických prostrediach

V sedimentoch na dne povodia L'Atalante v Stredozemnom mori boli nájdené tri druhy Loricifera. Hladina tejto panvy sa nachádza v hĺbke 3 500 metrov. Sú to prvé známe mnohobunkové organizmy, ktoré strávili celý svoj život v prostredí bez kyslíka. Predpokladá sa, že sú toho schopné, pretože sa spoliehajú na organely, ktoré na rozdiel od bežných mitochondrií nepoužívajú kyslík na svoj energetický cyklus. Dokážu to preto, lebo na získavanie energie používajú hydrogenosómy a nie mitochondrie.

Novoobjavené živočíchy dokončia svoj životný cyklus v úplnej neprítomnosti svetla a kyslíka a sú menšie ako milimeter. Boli zozbierané z hlbokej panvy, kde žijú v takmer nasýtenej soľanke. Táto soľanka sa kvôli svojej hustote nemieša s vodou nad ňou. V dôsledku toho je soľanka úplne anoxická a má vysoký obsah amoniaku. V dôsledku pôsobenia reduktorov síranov obsahuje aj sulfidy vo vysokej koncentrácii. V soľanke nie je vysoký výskyt buniek. Prevládajú extrémofily vrátane členov spoločenstva archeí a baktérií z hlbokomorských hydrotermálnych prieduchov. V l'Atalante sa nachádzajú aj eukaryoty vrátane ciliátov (45 %), dinoflagelátov (21 %) a choanoflagelátov (10 %). ^p360–381

Svetelná mikroskopia nepopísaného druhu Spinoloricus, ktorý žije v anoxickom prostredí (zafarbené ružovou bengálskou). Mierka je 50 μm.

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je to Loricifera?

Otázka: Kto opísal fylofýliu Loricifera?

Otázka: Čím je Loricifera jedinečná?

Otázka: Kde Loricifera žijú?

Otázka: Aké malé sú Loricifera?

Otázka: Prečo zostali Loricifera tak dlho neobjavené?

Otázka: Boli Loricifera nájdené vo fosílnych nálezoch?

Hľadajte podľa písmena