Введение
Род ракообразных
Дафния – род мелких планктонных ракообразных, длиной от 0,2 до 5 мм. Дафнии относятся к отряду Anomopoda и являются одним из нескольких небольших водных ракообразных, обычно называемых водными блохами из-за того, что их скачкообразный стиль плавания напоминает движения блох. Виды Daphnia spp. обитают в различных водных средах, от кислых болот до пресноводных озер и прудов. Два наиболее распространенных вида дафний – D. pulex (маленький и наиболее распространенный) и D. magna (крупный). Они часто встречаются вместе с близким родом из отряда Cladocera – Moina, который относится к семейству Moinidae, а не к Daphniidae, и значительно меньше D. pulex (примерно вдвое меньше максимальной длины).
Внешний вид и характеристики
Тело вида дафний обычно вытянутое и разделено на сегменты, хотя это разделение не заметно. Голова сращена и обычно согнута вниз к телу, отделенная от него видимой выемкой. У большинства видов остальная часть тела покрыта панцирем, с вентральным отверстием, в котором расположены пять или шесть пар ног.
Систематика и эволюция
Daphnia – крупный род, включающий более 200 видов и относящийся к семейству Daphniidae (кладоцерам). Современные представители подродов Daphnia и Ctenodaphnia известны с мелового периода, хотя, вероятно, сам род возник еще до начала мелового периода. Среди ракообразных рода Daphnia существует множество малоизученных и криптических видов.
Экология и поведение
Виды дафний обычно относятся к r-стратегам, что означает, что они вкладывают ресурсы в раннее размножение и поэтому имеют короткую продолжительность жизни. Продолжительность жизни отдельной дафнии зависит от таких факторов, как температура и численность хищников, но в некоторых холодных, олиготрофных озерах, свободных от рыб, она может достигать 13–14 месяцев. Однако в типичных условиях жизненный цикл значительно короче и обычно не превышает 5–6 месяцев. Взмахи ногами создают постоянный ток, проходящий через раковину, который подносит частицы пищи к пищеварительному тракту. Захваченные частицы пищи формируются в пищевой комок, который затем продвигается по пищеварительному тракту и выводится через анус, расположенный на брюшной стороне последнего придатка. Движение этой второй пары антенн обеспечивает прыжковое движение.
Жизненный цикл
Большинство видов дафний имеют жизненный цикл, основанный на "циклическом партеногенезе", чередующем партеногенетическое (бесполое) и половое размножение.
Применение
Daphnia spp. – популярный живой корм в тропическом и морском аквариумизме. Их часто скармливают головастикам или мелким видам амфибий, таким как африканская карликовая лягушка (Hymenochirus boettgeri). Daphnia spp. используются в научных исследованиях в качестве модельного организма. Их могут использовать в определенных средах для оценки воздействия токсинов на экосистему, что делает их индикаторным родом, особенно ценным благодаря короткому жизненному циклу и высокой репродуктивной способности. Благодаря почти полной прозрачности, внутренние органы легко изучать на живых экземплярах (например, для исследования влияния температуры на частоту сердечных сокращений этих эктотермных организмов). Дафнии также часто используют в экспериментах для изучения аспектов изменения климата, таких как УФ-В излучение, которое наносит серьезный вред видам зоопланктона (например, снижает активность питания). Благодаря тонким мембранам, позволяющим лекарственным веществам всасываться, их используют для мониторинга воздействия определенных препаратов, таких как адреналин или капсаицин, на сердце.
Инвазивные виды
Некоторые виды выработали постоянную защиту от поедания рыбами, такую как шипы и длинные крючки на теле, которые также приводят к тому, что они запутываются в рыболовных лесках и вызывают помутнение воды из-за своей высокой численности. Виды, такие как Daphnia lumholtzi (распространенные в Восточной Африке, на Азиатском субконтиненте Индии и в Восточной Австралии), обладают этими характеристиками, и необходимо проявлять особую осторожность, чтобы предотвратить их дальнейшее распространение в водах Северной Америки. Некоторые виды дафний, обитающие в Северной Америке, могут развивать острые шипы на концах тела и шлемовидные структуры на голове при обнаружении хищников, но эта защита обычно носит временный характер и не позволяет им полностью отпугнуть или подавить местных хищников. Хотя дафнии (Daphnia spp.) являются важным звеном в пищевой цепи пресноводных озер (и временных водоемов), они становятся проблемой, когда местные макроскопические хищники не могут их поедать, и существует опасение, что исходные дафнии без шипов и крючков оказываются вытеснены инвазивными видами. (Однако это может быть не так, и новые инвазивные виды могут представлять собой в основном проблему запутывания и засорения.) В водоемах мира насчитывается по крайней мере 15 неместных видов дафний и гибридов, многие из которых представляют серьезную угрозу для водных экосистем.