Ученые исследовали стадии развития рачков Artemia franciscana

Ученые выяснили, как проходят стадии развития яйца и личинки мелких жаброногих ракообразных Artemia franciscana — «рассольных креветок», вселившихся во многие гиперсоленые водоемы Азии. Авторы выявили, что на развитие и размножение этих рачков влияет время их нахождения в воде. Работа поможет понять, как «рассольные креветки» адаптируются к новым местам обитания, и разработать стратегии их рационального использования для развития аквакультуры. Результаты исследования опубликованы в The Journal of Experimental Zoology.

Artemia franciscana — это вид мелких ракообразных, которые до недавнего времени обитали только в гиперсоленых лагунах и озерах Северной и Южной Америк. Эти рачки были случайно занесены человеком на другие континенты (в Азию, Австралию, Европу), где стали успешно приспосабливаться к окружающей среде и размножаться, захватывая все новые и новые территории. В 2021 году этот вид был найден учеными Института биологии южных морей им. А. О. Ковалевского РАН (Севастополь) и в Крыму. Искусственным образом завезенный в нетипичную для него среду (в виде цист, используемых в аквакультуре), вид Artemia franciscana начал негативно влиять на местные виды артемий. Его стремительное распространение в новых для него экосистемах на всех континентах стало угрожать местному биологическому разнообразию.

Рачки Artemia franciscana служат основным источником пищи для многих видов водных животных и птиц. С этой точки зрения они могли бы быть полезными, если бы не конкурировали с местными видами, вытесняя их. Быстрое размножение позволяет им захватывать место своего обитания, что снижает численность местных видов. В то же время покоящиеся стадии рачков, цисты, являются ключевым ресурсом в аквакультуре как стартовые корма для личинок рыб и креветок. Цисты в сухом или замороженном состоянии могут сохранять жизнеспособность десятки — сотни лет. Это, с одной стороны, позволяет рачкам переживать любые экстремальные условия и легко расселяться, а с другой — является ценным свойством для аквакультуры.

Ученые из Института биологии южных морей РАН и Университета Мадрас (Ченнаи, Индия) исследовали стадии развития рачков Artemia franciscana и характер их распространения в одном из новых мест их обитания, в Келамбаккэме, пригороде города Ченнаи штата Тамилнад на юге Индии. Рачки были обнаружены в водоеме на солончаке у местной лагуны, прилегающей к Бенгальскому заливу.

Авторы отмечают, что в ходе лабораторных наблюдений за развитием личинок Artemia franciscana удалось четко задокументировать изменения, происходящие на различных стадиях их развития, и определить характерные особенности. До помещения в воду для гидратации и активации яйца были темно-коричневого цвета и имели биконическую форму. Примерно через час в них начал формироваться эмбрион, и они приобретали сферическую форму. Ученые также отмечают, что после двух часов в спящих яйцах клетки начинали перемещаться по часовой стрелке, что, вероятно, инициировало формирование полости зародышевого пузыря.

Различия между самцами и самками начинали проявляться через 10–11 часов нахождения в воде. После десяти часов пребывания в воде яйца переходили к новой стадии развития: ядра в яйце начинали активно перемещаться. В конце этого процесса яйцо лопалось, освобождая личинку. Личинки, называемые науплисами, меняли форму и превращались в ювенильные стадии, похожие на взрослых рачков.

В соответствии с результатами наблюдений ученые сделали вывод, что в зависимости от времени их нахождения в воде у рачков в процессе развития меняются ключевые процессы. Авторы указывают на необходимость дальнейших эмбриологических и молекулярных исследований, которые позволяют лучше понять процессы раннего развития Artemia franciscana.

«Университет Мадраса является одним из старейших в Индии, основан в 1857 году. Он старше нашего института, 150-лет которому мы недавно отмечали. В 2019 году мы с руководителем нашей лаборатории посетили университет, что и дало старт сотрудничеству, у которого есть хорошие перспективы», — рассказывает один из авторов исследования Николай Васильевич Шадрин, ведущий научный сотрудник лаборатории экстремальных экосистем Института биологии южных морей.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».