Кіріспе
Артемия – сулы шаяндар туысы. Бұл Artemiidae тұқымдасының жалғыз туысы. Артемияның бар екендігі туралы алғашқы тарихи жазба Иранның Урмия көлінен 10 ғасырдың бірінші жартысына дейін сақталып қалған, онда ирандық географ оны «су иті» деп атаған. Алайда, алғашқы нақты жазба – 1757 жылы Шлоссердің Англияның Лаймингтон қаласынан кездесетін жануарлар туралы жасаған есебі мен суреттері. Артемия популяциялары бүкіл әлемде кездеседі, көбінесе ішкі тұзды көлдерде, бірақ кейде мұхиттарда да. Артемиялар өте жоғары тұздылықтағы (25%-ға дейін) суларда тіршілік етуге қабілетті болғандықтан, балықтар сияқты көптеген жыртқыштармен бірге тіршілік етуден аулақ бола алады. Артемияның циста деп аталатын ұйықтайтын жұмыртқаларды өндіру қабілеті, оны аквакультурада кеңінен пайдалануға мүмкіндік берді. Цисталарды шексіз сақтауға болады және қажет болғанда ұрықтандырып, балық және қабықшалылардың дернәсілдері үшін ыңғайлы тірі жем беруге болады. Сонымен қатар, Артемияның төзімділігі оны биологиялық уыттылықты зерттеу үшін өте қолайлы жануар етеді және ол химиялық заттардың уыттылығын тексеру үшін қолданылатын үлгілік организмге айналды. Артемияның түрлері «Теңіз маймылдары» деген атпен жаңалық сыйлықтары ретінде сатылады.
Artemia is a genus of aquatic crustaceans also known as brine shrimp or sea monkeys. It is the only genus in the family Artemiidae. The first historical record of the existence of Artemia dates back to the first half of the 10th century AD from Lake Urmia, Iran, with an example called by an Iranian geographer an "aquatic dog", although the first unambiguous record is the report and drawings made by Schlösser in 1757 of animals from Lymington, England. Artemia populations are found worldwide, typically in inland saltwater lakes, but occasionally in oceans. Artemia are able to avoid cohabiting with most types of predators, such as fish, by their ability to live in waters of very high salinity (up to 25%). The ability of the Artemia to produce dormant eggs, known as cysts, has led to extensive use of Artemia in aquaculture. The cysts may be stored indefinitely and hatched on demand to provide a convenient form of live feed for larval fish and crustaceans. In addition, the resilience of Artemia makes them ideal animals for running biological toxicity assays and it has become a model organism used to test the toxicity of chemicals. Breeds of Artemia are sold as novelty gifts under the marketing name Sea Monkeys.
Сипаттама
Арал тұздарындағы Артемия – жеті-тоғыз түрден тұратын топ, олар Жерорта теңізі аймағында өмір сүрген ата-бабаларынан шамамен Мессиан тұздылық дағдарысы кезінде бөлініп шыққан болуы мүмкін. Гент университетінің Аквакультура және Артемия анықтама орталығының зертханасында әлемнің әртүрлі аймақтарынан жиналған 1700-ден астам Артемия популяциясының үлгілерін қамтитын ең ірі Артемия цистасы жинағы сақталған. Артемия – сегменттелген денесі және кең жапырақ тәрізді қосымшалары бар ерекше примитивті буынты жануар. Денесі әдетте 19 сегменттен тұрады, олардың алғашқы 11-іне жұп қосымшалар бекітілген, келесі екеуі көбінесе бірігіп, көбею мүшелерін ұстайды, ал соңғы сегменттер құйрыққа жалғасады. Ересек еркектің және аналықтың жалпы ұзындығы шамамен , ал екі жыныстың да ені (аяқтарын қоса есептегенде) шамамен құрайды. Артемия денесі бас, кеуде және құрсақ бөліктерінен тұрады. Бүкіл дене кітиннен жасалған жұқа, икемді экзоскелетпен жабылған, оған ішкі жағынан бұлшықеттер бекітіледі және ол мерзімімен түзеледі. Аналық Артемияда әр овуляция алдында түлеу жүреді. Тұздалған шаянның көптеген функциялары – жүзу, ас қорыту және көбею ми арқылы емес, жергілікті жүйке жүйесінің ганглиялары арқылы реттеледі және синхрондалады. Физиологиялық тұрғыдан алғанда, тұздылықтың оңтайлы деңгейі 30–35‰ шамасында, бірақ осы тұз деңгейіндегі хищниктердің болуына байланысты, тұздалған шаян табиғи ортада 60–80‰-ден төмен тұздылықта сирек кездеседі. Қозғалыс екі-екіден жұмыс істейтін қосымшалардың ритмикалық қозғалысы арқылы жүзеге асырылады. Тыныс алу аяқтардың бетіндегі талшықты, қауырсын тәрізді пластиналар (ламеллярлық эпиподиттер) арқылы жүреді. Ересек аналық тұздалған шаян шамамен 140 сағат сайын овуляция жасайды. Қолайлы жағдайда аналық тұздалған шаян бірден қатып қалатын жұмыртқаларды туады. Ал қанағаттанарлық емес жағдайда, мысалы, оттегінің төмен деңгейі немесе тұздылығы 150‰-ден жоғары болғанда, аналық тұздалған шаян қоңыр түсті хорион қабығы бар жұмыртқаларды туады. Бұл жұмыртқалар, цисталар деп те аталады, метаболизмдік белсенді емес және құрғақ, оттегісіз жағдайда екі жылға дейін толыққанды тоқтау күйінде қалуы мүмкін, тіпті температура нөлден төмен болғанда да. Бұл қасиет криптобиоз деп аталады, яғни "жасырын өмір" дегенді білдіреді. Криптобиоз кезінде тұздалған шаян жұмыртқалары сұйық ауа температурасында (-190 °C) және тіпті қайнау температурасынан жоғары (-105 °C) екі сағатқа дейін тірі қалуы мүмкін. Мейоздың екі гаплоидты өнімінің орталық бірігуі (суретті қараңыз) геномның анадан ұрпаққа берілуінде гетерозигоздылықты сақтауға және инбридинг депрессиясын азайтуға көмектеседі. Мейоз кезіндегі төмен кроссовер рекомбинациясы гетерозигоздықтан гомозигоздыққа көшуді келесі буынға дейін шектеуі мүмкін.
The body of Artemia is divided into head, thorax, and abdomen. The entire body is covered with a thin, flexible exoskeleton of chitin to which muscles are attached internally and which is shed periodically. In female Artemia, a moult precedes every ovulation. For brine shrimp, many functions, including swimming, digestion and reproduction are not controlled through the brain; instead, local nervous system ganglia may control some regulation or synchronisation of these functions. with an optimal range of 60‰–100‰, Physiologically, optimal levels of salinity are about 30–35‰, but due to predators at these salt levels, brine shrimp seldom occur in natural habitats at salinities of less than 60–80‰. Locomotion is achieved by the rhythmic beating of the appendages acting in pairs. Respiration occurs on the surface of the legs through fibrous, feather like plates (lamellar epipodites). Adult female brine shrimp ovulate approximately every 140 hours. In favourable conditions, the female brine shrimp can produce eggs that almost immediately hatch. While in extreme conditions, such as low oxygen level or salinity above 150‰, female brine shrimp produce eggs with a chorion coating which has a brown colour. These eggs, also known as cysts, are metabolically inactive and can remain in total stasis for two years while in dry oxygen free conditions, even at temperatures below freezing. This characteristic is called cryptobiosis, meaning "hidden life". While in cryptobiosis, brine shrimp eggs can survive temperatures of liquid air ( 190 °C ( 310 °F)) and a small percentage can survive above boiling temperature (105 °C (221 °F)) for up to two hours. Central fusion of two of the haploid products of meiosis (see diagram) tends to maintain heterozygosity in transmission of the genome from mother to offspring, and to minimise inbreeding depression. Low crossover recombination during meiosis likely restrains the transition from heterozygosity to homozygosity over successive generations.
Диета
Артемияның дамуының алғашқы кезеңінде олар тамақтанбай, цистада сақталған өз энергия қорын пайдаланады. Табиғаттағы тұзды көлде мекендейтін шараптар микроскопиялық планктондық балдырлармен қоректенеді. Шараптарды өсіру кезінде оларды дрожжи, бидай ұны, соя ұнтағы немесе жұмыртқа сарысы сияқты ұсақталған азықтармен де тамақтандыруға болады.
Генетика, геномика және транскриптомика
Артемия жыныстық көбейетін диплоидты түрлерден және әртүрлі клондар мен плоидтардан тұратын бірнеше міндетті партеногенетикалық Артемия популяцияларын қамтиды (2n > 5n). Артемияның бірнеше генетикалық карталары жарияланған. Соңғы жылдары Артемияның биологиялық жауаптарын анықтау үшін, мысалы, тұз стрессіне, токсиндерге, инфекцияға және диапаузаның аяқталуына реакциясын зерттейтін түрлі транскриптомдық зерттеулер жүргізілді. Бұл зерттеулер әртүрлі толық құрастырылған Артемия транскриптомдарын тудырды. Жақында Артемия геномы құрастырылып, түсіндірілді, нәтижесінде 58% бесұстамалық қайталанулар, ерекше ұзын интронға ие гендер және Артемияның экстремалды тұзды және оттегі аз ортадағы экстремофильді табиғатына тән бейімделулер анықталды. Бұл бейімделулерге өсімдіктердің тұз шығару стратегиясын еске алатын, энергияға көп талап ететін эндоцитозға негізделген тұз шығарудың ерекше стратегиясы, сондай-ақ экстремалды ортада тіршілік етудің бірнеше стратегиясы жатады, олар экстремофильді тардградпен ортақ. Қоршаған ортаны ластану зерттеулерінде Артемия, тұзды шаян, кеңінен сынақ организмі ретінде қолданылады және кейбір жағдайларда зертханада сүтқоректілердің уыттылығын тексеруге қанағаттанарлық балама болып табылады. Миллиондаған тұзды шаяндарды оңай өсіру мүмкіндігі жақсы бақыланатын тәжірибелік жағдайларда көптеген қоршаған орта ластағыштарының шаянға тигізетін әсерін бағалауда маңызды көмек болды.
Қорғау
Жалпы, тұздалған креветкалар көптеп таралған, бірақ кейбір популяциялар мен жергілікті түрлер қауіп төңкеріліп отыр, әсіресе жаңадан әкелінген түрлердің тіршілік ортасын жоғалтуы салдарынан. Мысалы, Американың *A. franciscana* түрi өзiнiң табиғи ареалынан тыс жерлерге кеңінен таратылып, көбінесе жергілікті түрлермен бәсекелеседі, мысалы, Жерорта теңізі аймағындағы *A. salina* түрiмен. Өте шектеулі таралған түрлердің қатарында Иранның Урмия көлінен табылған *A. urmiana* бар. Бұрын көптеп кездесетін бұл түр құрғақшылықтың салдарынан күрт азайып, жойылып кету қаупі туды. Алайда, жақында Қырым түбегіндегі Кояшское тұзды көлінде осы түрдің екінші популяциясы табылды. *A. monica*, әдетте Моно көлінің тұздалған креветкасы деп аталатын түр, Калифорния штатының Моно округіндегі Моно көлінде кездеседі. 1987 жылы Стэнфорд университетінің профессоры Деннис Д. Мерфи АҚШ-тың Балық және жабайы табиғат қызметіне 1973 жылғы Құрып кету қаупі бар түрлер туралы заңға сәйкес *A. monica* түрiн құрып кету қаупі бар түрлер тізіміне қосу туралы өтініш берді. Лос-Анджелес су және энергетика департаментінің суды басқа бағытқа бұруы Моно көлінде тұздылықтың және натрий гидроксидінің концентрациясының артуына әкелді. Көлде триллиондаған тұздалған креветкалар болғанына қарамастан, өтініште pH деңгейінің жоғарылауы оларды қауіпке ұшырататыны айтылды. Көлдің су деңгейіне төнген қауіп Калифорния штатының Су ресурстарын бақылау жөніндегі кеңесінің саясатын қайта қарау арқылы шешілді, ал АҚШ Балық және жабайы табиғат қызметі 1995 жылдың 7 қыркүйегінде Моно көлінің тұздалған креветкасын тізімге енгізу қажет емес деп шешті.
Ғарыш эксперименті
Ғалымдар радиацияның тіршілікке әсерін тексеру үшін тұзды суда өмір сүретін шаянның жұмыртқаларын ғарышқа алып кетті. Шаянның цисталары АҚШ-тың Biosatellite 2, Apollo 16 және Apollo 17 миссияларында, сондай-ақ Ресейдің Bion 3 (Cosmos 782), Bion 5 (Cosmos 1129), Foton 10 және Foton 11 рейстерінде ұшырылды. Ресейлік рейстердің кейбіреулерінде Еуропалық ғарыш агенттігінің эксперименттері жүргізілді. Apollo 16 және Apollo 17 миссияларында цисталар Айға барып қайтты. Жұмыртқа арқылы өткен ғарыш сәулелері контейнеріндегі фотопленкада анықталды. Кейбір жұмыртқалар сынақтардың бақылау тобы ретінде Жерде сақталды. Ғарыш кемесінің ұшыру кезінде үлкен діріл мен үдеу болатындықтан, жұмыртқа цисталарының бір бақылау тобы гравитация күшінің жеті еселенген күшімен үдетілді және бірнеше минут бойы механикалық түрде оңнан солға дірілдетілді, осылайша ракетаның ұшыру кезіндегі соққыны сезінді. Әрбір тәжірибелік топта шамамен 400 жұмыртқа болды. Эксперименттегі барлық жұмыртқалар содан кейін тұзды суға салынып, ең қолайлы жағдайда жарылды. Нәтижелер A. salina жұмыртқаларының ғарыш радиациясына өте сезімтал екенін көрсетті; зақымдалған жұмыртқалардан дамуға итермеленген эмбриондардың 90% әртүрлі даму сатыларында қырылды.