TARDIGRADES: ĐẶC ĐIỂM, LOẠI, MÔI TRƯỜNG SỐNG, DINH DƯỠNG - SINH HỌC - 2026

Các gấu nước là vi động vật chiều dài giữa 0,05 và 0,5 mm, nhưng đã được báo cáo "khổng lồ" 1.7mm. Chúng là động vật không xương sống, sinh vật đơn bào phân đoạn, có ngoại hình giống như những con gấu nhỏ với bốn cặp chân dày có móng vuốt và sự di chuyển từ bên này sang bên kia với sự nặng nề.

Chúng được Johann A. Ephrain Goeze mô tả lần đầu tiên vào năm 1773 và được Lázzaro Spallanzani làm lễ rửa tội thành gấu nước vào năm 1777. Mặc dù chúng còn ít được nghiên cứu, hiện nay đã có hơn 800 loài được mô tả, là cư dân của môi trường nửa nước, ở hầu hết tất cả các loại môi trường.

Hình 1. Tardigrade trưởng thành. Nguồn: Phòng thí nghiệm Goldstein - tardigrades, qua Wikimedia Commons

Mặc dù các mối quan hệ phát sinh loài của chúng vẫn còn tranh chấp vì chúng biểu hiện các đặc điểm kết hợp giữa chân đốt và chân đốt, chúng có thể được coi là thuộc họ Tardigrada.

Giống như động vật chân đốt, bọ rùa có lớp biểu bì bảo vệ bên ngoài mỏng, lớp biểu bì này rụng theo chu kỳ (một quá trình qua trung gian của hormone ecdysome pro-steroid), cho phép chúng tồn tại trong khô hạn. Tuy nhiên, chúng có phần phụ không khớp với các kẹp, không giống như động vật chân đốt, chúng có khớp.

Đặc điểm chung

Thân hình

Tardigrades có cơ thể đối xứng hai bên, nhìn chung với phần lưng tròn và dẹt, với bốn cặp chân bụng mà đỉnh cao là móng vuốt có hình dạng đặc trưng rất quan trọng để phân loại chúng.

Sự phân chia cơ thể không phân biệt được ở bên ngoài, nhưng phần đầu được theo sau bởi ba đoạn thân, mỗi đoạn có một đôi chân, ngoài đoạn đuôi cuối cùng, với cặp chân thứ tư nhô ra phía sau.

Cơ thể được bao phủ bởi một lớp biểu bì mỏng mà chúng rụng ra và nhiều loài có tấm lưng và tấm bên.

Tardigrades trưởng thành không ở biển có thể có nhiều màu sắc, thể hiện các sắc thái hồng, xanh lá cây, tím, vàng, đỏ, xám và đen.

Cơ bắp

Tardigrades có cơ trơn và cơ vân, với hầu hết các dải cơ bao gồm một tế bào đơn lẻ hoặc một vài tế bào lớn. Những cơ này tạo thành các nhóm cơ đối kháng kiểm soát từng bước vận động của bạn.

Trao đổi khí

Sự trao đổi khí, như oxy, phụ thuộc vào sự khuếch tán qua cơ thể bạn.

Hệ thống tiêu hóa

Hệ thống tiêu hóa của bọ rùa bao gồm một ống buccal, một yết hầu cơ bắp và một cặp vòi vôi mà chúng sử dụng để đâm xuyên thực vật hoặc cơ thể động vật nhỏ khác, sau đó hút chất bên trong của chúng.

Rắn đuôi ngựa ăn thịt và ăn tạp có miệng tận cùng phía trước, trong khi động vật ăn cỏ và thú ăn cỏ có miệng bụng.

Hầu thông với thực quản, lần lượt mở ra ruột già giữa và ruột già ngắn (cloaca hoặc trực tràng), cuối cùng dẫn đến hậu môn cuối cùng.

Hình 2. Tardigrade. Nguồn: Frank Fox tại http://www.mikro-foto.de

Hệ thần kinh

Hệ thần kinh của tardigrades là hệ mét, tương tự như hệ thần kinh của loài chân đốt và chân đốt.

Họ biểu hiện một hạch não ở lưng có thùy lớn, được kết nối với một hạch dưới thực quản. Đến lượt nó, kéo dài thành một cặp dây thần kinh não thất sau, nối một chuỗi bốn đôi hạch chạy qua chân.

Tardigrades thường có một cặp mắt cảm giác, mỗi điểm chứa năm tế bào, một trong số đó nhạy cảm với ánh sáng.

Các chiến lược thích ứng

Anabiosis và hình thành u nang

Tardigrades có khả năng đi vào trạng thái tiềm ẩn ngụ ý hoạt động trao đổi chất rất giảm, trong điều kiện môi trường không thuận lợi cho sự tồn tại của chúng.

Trong thời kỳ khô hạn, khi thảm thực vật sinh sống trên cạn khô kiệt, chúng cuộn tròn lại bằng cách co chân lại, mất nước khỏi cơ thể và tiết ra một lớp vỏ dạng thấu kính hai vách bao phủ toàn bộ cơ thể nhăn nheo của chúng.

Những nang này duy trì sự trao đổi chất cơ bản rất thấp (nhưng vẫn có thể phát hiện được), một trạng thái được gọi là anabiosis.

Tardigrades cũng đã được báo cáo là hình thành u nang trong điều kiện CO ₂ , hydro sulfide và kali xyanua cao bất thường .

Cryptobiosis và giai đoạn thùng

Cryptobiosis là một trạng thái cực đoan của quá trình anabiosis, trong đó tất cả các dấu hiệu của hoạt động trao đổi chất hoàn toàn không có. Do khả năng đi vào trạng thái này, nhiều loài bọ rùa sống sót trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt, bọ rùa chân co lại và tạo thành một loại u nang đơn vách đặc biệt, có hình dạng giống như một “thùng rượu” (tiếng Anh gọi là “tun”).

Ở trạng thái thùng này, sự trao đổi chất của cơ thể không thể phát hiện được, được coi là cryptobiotic. Do đó, chúng tự bảo vệ mình khỏi những điều kiện cực kỳ bất lợi, che phủ cơ thể và giảm bề mặt tương tác với môi trường.

Anhydrobiosis

Anhydrobiosis là một chiến lược chống chịu khô hạn cho phép nhiều loài bọ rùa (và các động vật không xương sống khác, luân trùng và tuyến trùng) chống lại tình trạng mất nước do điều kiện bên ngoài là nước đóng băng hoặc hạn hán.

Tiếp xúc với điều kiện khô hạn, nó mất nước (ở trạng thái hoạt động chiếm 85% trọng lượng của nó), cho đến khi đạt dưới 2% trọng lượng cơ thể và hoạt động trao đổi chất của nó giảm đến mức gần như không thể nhận thấy, có thể đi vào giai đoạn thùng.

Khả năng chống lại các điều kiện khắc nghiệt

Trong số các điều kiện vật chất khắc nghiệt mà nhiều loài tardigrades tồn tại ở giai đoạn cuối thùng, là:

• Nhiệt độ rất cao (149 ° C) và rất thấp (-272 ° C).
• Áp suất khí quyển cao (lên đến 6000 atm).
• Mức độ bức xạ ion hóa mạnh.
• Tiếp xúc với chân không.
• Thời gian dài hoàn toàn không có oxy.

Ngoài ra, một số loài đã hồi phục sau khi ngâm thùng của chúng trong các chất độc hại như nước muối, ête, cồn tuyệt đối và thậm chí cả heli lỏng.

Sau khi các điều kiện thuận lợi cho trạng thái hoạt động của chúng được thiết lập lại (đặc biệt là sự sẵn có của nước), động vật sẽ phình to và kích hoạt lại quá trình trao đổi chất của chúng trong vòng vài giờ.

Vai trò sinh thái của giai đoạn đóng gói và thùng

Các giai đoạn hình trụ và thùng thể hiện chiến lược sinh tồn trong không gian và thời gian.

Về khía cạnh thời gian, nhiều năm có thể trôi qua trong các giai đoạn đóng băng này cho đến khi các điều kiện môi trường (đặc biệt là độ ẩm) trở lại thuận lợi.

Trong lĩnh vực không gian, encystment cũng đại diện cho một phương tiện để phân tán địa lý của nó, hoặc do tác động phân tán của gió, hoặc do bùn khô bám vào chim nước di chuyển.

Do sự luân phiên giữa thời kỳ hoạt động và thời kỳ đóng băng, tuổi thọ của tardigrades có thể thay đổi từ dưới một năm đến hơn 100 năm.

Hình 3. Tardigrade trưởng thành đang hoạt động (a) và dạng bao gói của nó (b). Nguồn: Takuma Hashimoto, Daiki D. Horikawa, Yuki Saito, Hirokazu Kuwahara, Hiroko Kozuka-Hata, Tadasu Shin-I, Yohei Minakuchi, Kazuko Ohishi, Ayuko Motoyama, Tomoyuki Aizu, Atsushi Enomoto, Koyuki Kondoichi, Sae Tanaraka, Yuroichi Shigeyuki Koshikawa, Hiroshi Sagara, Toru Miura, Shin-ichi Yokobori, Kiyoshi Miyagawa, Yutaka Suzuki et al. , qua Wikimedia Commons

Môi trường sống

Tardigrades là loài động vật sống tự do hoặc cộng sinh (thậm chí là ký sinh) với sự phân bố địa lý rộng, cư dân của các môi trường khắc nghiệt hoặc có nhiều biến động như các ao nước ngọt tạm thời.

Nước có sẵn

Yếu tố hạn chế đối với những vi sinh vật này là sự sẵn có của nước, mặc dù khi thiếu nước (trong điều kiện đóng băng hoặc khô hạn), tardigrades mất nước, hình thành các nang hoặc giai đoạn thùng, như đã đề cập trước đây.

Các loài trên cạn chia sẻ môi trường sống vi sinh của chúng với các sinh vật khác như luân trùng, giun tròn, vi khuẩn, động vật nguyên sinh, ve và ấu trùng côn trùng nhỏ.

Phân bố địa lý rộng

Thông tin về sự phân bố địa lý của các loài tardigrades bị hạn chế do thiếu nghiên cứu mở rộng của chúng, và sự khan hiếm của các bộ sưu tập mẫu vật từ các khu vực quan trọng khác nhau của hành tinh.

Tuy nhiên, phân bố địa lý rộng của nó được ưa chuộng bởi sự phân tán của nó qua các nang, giai đoạn thùng và trứng của chúng.

Tất cả những cấu trúc này đều rất nhẹ và có khả năng chống vận chuyển xa (bằng gió hoặc cát, bùn bám vào côn trùng, chim và các động vật khác).

Tardigrades đã được tìm thấy từ Bắc Cực đến Nam Cực, từ cát bãi biển đến độ sâu vực thẳm (sâu 3000 m), trong các khối nước tự nhiên và nhân tạo (hồ bơi, sông, hồ, biển và suối nước nóng), môi trường sống bán thủy sinh, chẳng hạn như lớp nước mỏng bao phủ mặt đất, thảm mục, rêu, loài sống trong gan, địa y, tảo và một số thực vật có mạch.

Một số loài sống xen kẽ (chúng sống giữa các hạt cát), một số loài khác là thực vật biểu sinh (chúng sống trên bề mặt tảo và thực vật), và những loài khác là biểu sinh hoặc sống chung (chúng sống trên hoặc trong các động vật không xương sống ở biển khác, chẳng hạn như lớp vỏ của trai).

Ví dụ về các loài tardigrade

Hầu hết các loài tardigrade đều phân bố rộng rãi trên hành tinh Trái đất và nhiều loài sống ngoài vũ trụ, chẳng hạn như Milnesium tardigradum (chế độ ăn thịt).

Các loài sinh vật biển khác như Halobiotus crispae, thường được tìm thấy trên tảo nâu của Greenland. Các loài sống trong vải, chẳng hạn như Echiniscoides sigismundi ở Đan Mạch, cũng đã được nghiên cứu.

Tuy nhiên, rõ ràng có thể có các loài đặc hữu như Isohypsibius cameruni, chỉ được tìm thấy (cho đến nay) ở Cameroon (Châu Phi), mặc dù giả thiết này có thể là do thực tế là nó chưa được tìm thấy ở các khu vực khác.

Các loài biểu sinh khác, chẳng hạn như Styraconyx qivitoq, sống trên các động vật thủy sinh ngoại sinh hoặc bryozoan.

Mật độ dân số thấp

Tardigrades là một phần của chuỗi thức ăn, nhưng nhìn chung chúng có số lượng quần thể thấp. Đôi khi chúng có thể đạt mật độ lên tới 300.000 con / m ² trong đất và hơn 2.000.000 con / m ² trong rêu.

Các loại tardigrades

Phylum Tardigrada

Phylum Tardigrada bao gồm tám họ theo ba thứ tự được xác định dựa trên các chi tiết của phần phụ trên đầu của chúng, bản chất của các móng vuốt trên chân và sự hiện diện (hoặc không có) của các ống Malpighi.

Ba thứ tự của phylum này là: Heterotardigrada, Mesotardigrada, Eutardigrada.

Hình 4. Tardigrade trưởng thành. Nguồn: Willow Gabriel, Goldstein Lab, qua Wikimedia Commons

Dinh dưỡng

Chế độ ăn

Chúng thường ăn chất lỏng tế bào của thực vật và động vật, xuyên qua các tế bào bằng cặp miệng của chúng.

Tardigrades sống ở nước ngọt, nằm giữa thảm thực vật đang phân hủy, ăn các mảnh vụn hữu cơ, thành phần tế bào thực vật (đặc biệt là rêu), vi tảo, động vật nguyên sinh và các động vật không xương sống nhỏ khác như luân trùng.

Các loài Tardigrade sống trên mặt đất, ăn vi khuẩn, tảo và xác thực vật thối rữa, hoặc là động vật ăn thịt động vật không xương sống nhỏ.

Quy trình cho ăn

Khi ăn, bọ rùa hút thức ăn của chúng và tiết ra nước bọt trong thực quản, trộn lẫn với chất ăn vào. Chúng cũng tạo ra dịch tiêu hóa thải ra khoang miệng.

Thức ăn đi từ hầu đến thực quản, từ đó mở ra ruột già ở giữa, nơi diễn ra quá trình tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng. Cuối cùng, phần ruột già ngắn (ống ruột già hoặc trực tràng) dẫn đến một hậu môn cuối.

Sinh sản

Tardigrades là đơn bào, biểu hiện một tuyến sinh dục duy nhất trên ruột ở cả hai giới và tuyến sinh dục gần hậu môn hoặc trong trực tràng (trong trường hợp của một số phụ nữ).

Con cái có một hoặc hai ống chứa tinh nhỏ mở vào trực tràng, gần ống dẫn tinh.

Ở một số chi, con đực chưa được biết đến, nhưng hầu hết các loài rùa cạn được nghiên cứu đều giao phối và đẻ trứng.

Tardigrade phát triển từ lớp biểu bì lột xác và chúng đạt đến sự trưởng thành về mặt sinh dục sau ba đến sáu giai đoạn.

Tình dục

Ở một số loài, con đực gửi tinh trùng trực tiếp vào túi chứa tinh của con cái hoặc vào khoang cơ thể bằng cách xâm nhập qua các lỗ cắt. Trong trường hợp sau, sự thụ tinh xảy ra trực tiếp trong buồng trứng.

Ở các loài tardigra khác, một hình thức thụ tinh gián tiếp đặc biệt diễn ra: con đực đặt tinh trùng dưới lớp biểu bì của con cái trước khi lột xác, và sự thụ tinh xảy ra khi con cái đặt trứng sau đó vào lớp biểu bì đã rụng.

Con cái đẻ từ 1 đến 30 trứng một lần (tùy theo loài). Sự phát triển của nó là trực tiếp, không có các giai đoạn ấu trùng.

Vô tính bằng sinh sản sinh sản

Quá trình sinh sản (từ tiếng Hy Lạp, partheno: trinh nữ và nguồn gốc: sinh ra) là một chiến lược sinh sản trong đó trứng chưa được thụ tinh phát triển thành những con trưởng thành có thể sống được.

Chiến lược này có lợi thế ngắn hạn là cho phép tái sản xuất nhanh chóng. Tuy nhiên, về lâu dài nó thể hiện một bất lợi so với họ hàng cùng giới, vì sự đa dạng di truyền của chúng cho phép chúng linh hoạt hơn và thích nghi hơn với các biến đổi của điều kiện môi trường.

Ở hầu hết các sinh vật, quá trình sinh sản xen kẽ với các giai đoạn sinh sản hữu tính.

Trứng

Nhìn chung, trứng có các lỗ chân lông trên bề mặt đặc trưng ngoài các hình nón.

Hình 5. Chi tiết về trứng Macrobiotus shonaicus. Nguồn: Stec, Daniel; Arakawa, Kazuharu; Michalczyk, Łukasz, qua Wikimedia Commons

Một số loài được xác định chỉ dựa trên mẫu trứng của chúng. Ví dụ, các loài thuộc chi Macrobiotus và Minibiotus.

Ngoài ra, kích thước và hình dạng của các lỗ chân lông ở các tấm lưng của trứng cũng cho phép phân tách các loài, như trường hợp của chi Echiniscus.

Người giới thiệu

1. Edward, RE và Robert D. Barnes, RD (1996). Động vật không xương sống. McGraw - Hill Interamericana. Mexico. trang 1114.
2. Guidetti, R. và Jönsson, KI (2002). Anhydrobiotic tồn tại lâu dài trong các vi sinh vật sống bán cạn. Tạp chí Động vật học 257 (2): 181-187. doi: 10.1017 / S095283690200078X
3. Miller, SA và Harley, JP (2004). Động vật học. Phiên bản thứ sáu. Giáo dục Đại học MacGraw-Hill. trang 538.
4. Suzuki, AC (2003). Lịch sử sống của Milnesium tardigradum Doyere (tardigrada) trong môi trường nuôi. Khoa học động vật học 20: 49–57.
5. Watanabe và Masahiko (2006). Anhydrobiosis ở động vật không xương sống Appl. Entomol. Zool., 41 (1): 15–31.
6. Wright, J. (2001). Cryptobiosis 300 năm kể từ van Leuwenhoek: Chúng ta đã học được gì về Tardigrades? Zoologischer Anzeiger 240: 563–582.