Kurkime ateitį drauge!

 

Prof. Habil. Dr. Vida Mildažienė, Kristina Rysevaitė

VDU

Gamtos mokslų fakultetas

Povandeninė Lietuvos ežerų egzotika: samangyviai

 

Nedidelėje mūsų šalyje tyvuliuoja apie 4000 didelių, mažesnių ir visai mažų ežerėlių. Jų grožis padėjo lietuviams neprarasti glaudaus ryšio su gamta, suformuoti savitą miškų, ežerų ir pelkių tautosaką. Vieni mėgsta atsigaivinti skaidriose bangose, kiti – užmesti meškerę ar parymoti prie laužo, gerėdamiesi nuostabiais ežerų kraštovaizdžiais. Poilsiaujantys žmonės domisi juos supančia gamta, nori daugiau žinoti apie augalų ir gyvūnų pasaulį. Kai kurie iš jų yra neblogi biologijos žinovai.

Tačiau tik labai nedaugelis įsivaizduoja, kas slepiasi po ežero bangų paviršiumi. Vyrauja nuomonė, kad povandeninio pasaulio grožis atsiskleidžia nuvykus į tolimų kraštų jūras. Noras pamatyti pietų jūrose knibždančius ryškiaspalvius egzotiškus padarus labai suprantamas. Lietuvos ežerų povandeninė gamta nėra tokia įspūdinga, tačiau tikrai nepakankamai atskleista ir įvertinta net tarp mokslininkų.

Viena iš labai mažai žinomų povandeninių Lietuvos ežerų gyvūnų rūšių yra samangyviai (Bryozoa). Tai yra mikroskopiniai kolonijiniai gyvūnai, kuriuos pamatyti galima šviesiniu mikroskopu. „Apsiginklavę“ tokiu šviesiniu mikrospkopu, rinkome medžiagą mokomosioms vaizdajuostėms apie mikropasaulį Platelių ežere. Taip atsitiko, kad šis gyvūnas atsidūrė indelyje kartu su kitais vandens augalais ir sutvėrimais. Norėdami nufilmuoti rastą hidrą geresniu mikroskopu, dalį mėginių pervežėme į Kauną. Ant plastmasinės kibirėlio sienelės pamatėme gal milimetro dydžio panašų į hidrą gyvūnėlį. Prikišus prie jo augalo lapelį, jis mikliai ant jo persikėlė. Pažvelgę į jį per mikroskopą, pirmiausiai pamanėme – kas čia tai hidrai per naktį atsitiko? Ar jai galėjo išaugti šitiek čiuptuvėlių? Bet gal čia visai ne hidra?

Taip susipažinome su niekada anksčiau nematytu samangyviu.  Gerai, kad šiais laikais yra interneto paieška... Gana greitai nustatėme, kokiai rūšiai priklauso šis personažas. Dabar juos matome beveik kiekviename ežere, į kurį paneriame.

Šie ne mažiau fantastiškai už šiltų kraštų gyvūnus sutvėrimai priklauso gyvūnų karalijai; Bryozoa arba kitaip Ectoprocta tipui. Jam priskiriamos kelios organizmų klasės. Visi samangyviai gyvena vandenyje. Žinoma apie 5000 Bryozoa rūšių, iš kurių daugiausiai yra jūrinių, gyvenančių tose vandens telkiniuose, kurių druskingumas didesnis kaip 30 proc. Sūriame jūrų vandenyje gyvena Gymnolaemata (jūrų ir vamzdeliniai samangyviai), o Phylactolaemata priklauso gėlavandeniai samangyviai. Tam tikros samangyvių rūšys aptiktos 8200 m. gilyje, tačiau dauguma rūšių mėgsta seklius vandenis. Viena iš Antarktinio vandenyno rūšių gyvena plūduriuodama vandenyje. Jūriniai samangyviai sudaro kietą chitino arba kalcio karbonato dangalą turinčias kolonijas, kurių randama iškasenose. Kiti samangyviai gamina gelio konsistencijos išorinę dangą. Turintys kietą dangą samangyviai sudaro plokščias struktūras, kurios dengia akmenis, kriaukles ir kitus tvirtinimosi paviršius. Nuo tvirtinimosi paviršiaus gali augti masyvios kietos kolonos, lakšto formos arba dendroidinės (šakotos ar panašios į medį), arba skylėtos struktūros su angomis  (http://www.northern.edu/natsource/INVERT1/Bryozo1.htm).

Tam tikri samangyviai nesudaro kolonijų ant kietų substratų, o gyvena tiesiog ant dugno nuosėdų. 

 

Samangyviai skirstomi į tris stambias klases:

·   Stenolaemata yra jūros samangyviai turintys vamzdelių formos  zooidus su kietomis sienelėmis. Lofoforą judina užpakaliniai raumenys.

·   Gymnolaemata daugiausiai yra jūros samangyviai su cilindriniais ar suplotais zooidais. Lofoforą judina priekiniai raumenys. Tai gausiausia samangyvių grupė.

·   Phylactolaemata yra gėlavandeniai samangyviai neturintys kieto dangalo, sudaro atsparias žiemojančias struktūras, vadinamas statoblastais. Jų žinoma apie 80 rūšių.

Bendra fiziologija ir anatomija

Visi samangyviai yra maži kolonijiniai vandens gyvūnai. Jų kolonijas sudaro nuo kelių (1A pav., Plumatella repens) iki milijonų (1B pav., Cristatella mucedo) mažiau nei 1 mm dydžio individų, kurie vadinami zooidais arba polipidais.

 

       

1 pav. A – nedidelė Plumatella repens kolonija iš Snaigyno ežero; B – Cristatella mucedo kolonijos iš Peršokšno ežero fragmentas

 

Samangyviams būdinga savotiška kūno struktūra (2 pav.). Kūną pratęsia burnos angą supantys čiuptuvėliai (jų gali būti 12-50), kurie kartu sudaro organą, vadinama lofoforu. Lofoforai gali būti pasagos (1 pav.) arba žiedo formos. Išsikišantys lofoforai kolonijos išorėje sudaro purią, panašią į samanas dangą, dėl kurios šie gyvūnai ir buvo pavadinti samangyviais.

 

   

2 pav. Samangyvio zooido anatomija

 

Zooidą sudaro virškinimo sistema, lofoforai ir raumenys kartu su kūno sienelėmis. Pro išorinių griaučių angą orifisą lofoforai iškišami į vandenį maitintis. Tarp lofoforų esanti burna (gerai matoma 1 pav. A) atsiveria į U formos virškinimo traktą, kurio apatinėje dalyje yra skrandis, o išeinamoji anga yra prie pat orifiso krašto (2 pav.). Todėl samangyviai dar vadinami ektoproktais (graikų kalba „išorinė išeinamoji anga“).

Kūno vidinėje dalyje yra mažas centrinis nervų mazgas bei lytiniai organai. Samangyviai neturi išskyrimo ir kvėpavimo organų. Samangyvio vidinė dalis gali labai greitai susitraukti, susitraukiant specializuotiems raumenims, kurie gali būti išilginiai ir sfinkterio. Tuomet lofoforas su visais čiuptuvėliais staiga įtraukiamas ir paslepiamas išorinių griaučių visuje, o sfinkterio raumenys užveria orifiso angą. Kai kurių rūšių angą dengia dangtelis. Zooidus dažnai jungia plonos audinio skaidulos.

Koloniją gali sudaryti skirtingų tipų ir funkcijų samangyviai. Besimaitinantys zooidai vadinami autozooidais, o savitų funkcijų nesimaitinantys zooidai – heterozooidais. Heterozooidų mityba priklauso autozooidų. Heterozooidų funkcija yra kiaušinėlių gamyba ir brandinimas, rečiau juose susidaro spermatozoidai. Maži heterozooidai, turintys traškančias snapo pavidalo išaugas mažiems grobuonims bauginti, vadinami Avicularia. Vibracula turi ilgus šerelius, kuriais valo koloniją. Kenozooidai yra maži heterozooidai, kurie sutvirtina ir palaiko kolonijos struktūrą.

Samangyvių kolonijai būdingas funkcinis jungimasis – kolonijos gali elgtis kaip individualūs organizmai. Manoma, kad tarp atskirų kolonijos individų nėra nervinės koordinacijos. Tačiau mikroskopu tyrinėdami Plumatella repens kolonijas, matėme zooidus jungiančius stalonus. Nors receptorių nėra matoma, lofoforai yra jautrūs šviesai. Jie greitai juda ir susitraukia atsakydami ir į mechaninį dirginimą. Kolonijos individų virškinimo sistemos yra atskirtos. Maisto medžiagos tarp jų gali būti perduodamos išorine gelio danga.

Dauginimasis

Samangyviai dauginasi lytiniu ir nelytiniu būdu. Kolonija auga nuo jos nelytiniu būdu atsipumpuruojant naujiems zooidams. Nuo kolonijos atsiskyrusi jos dalis gali sudaryti naują koloniją.

Nelytiniam dauginimuisi svarbios ląstelės vadinamos statoblastais (žr. http://www.northern.edu/natsource/INVERT1/Bryozo1.htm). Tai chitino apvalkalu apgaubtos ląstelės, kurios gali išlikti nekįsdamos ilgą laiką, yra atsparios sausrai ir šalčiui. Kolonijos zooidai šias ląsteles gamina nuolat. Sulaukę palankių sąlygų statoblastai subręsta per kelias valandas ir sudaro naujus zooidus, nuo kurių pradeda formuotis nauja kolonija.

Samangyviai sudaro dviejų pagrindinių atmainų statoblastus:

1)        floutoblastus (centrinė kapsulė su oro pripildytų ląstelių žiedu, kuris užtikrina plūduriavimą);

2)        sesoblastai neturi plūduriavimui būtino žiedo ir lieka prisitvirtinę prie kolonijos arba prie kietų paviršių rudimentinėmis išaugomis (annulus). Fredericella sudaro tik sesoblastus, visos kitos rūšys – floutoblastus.

Leptoblastu vadinamas subrendęs iš karto po atsiskyrimo iš kolonijos statoblastas.

Piptoblastas neturi annulus ir šoninių kablių, tvirtinasi prie kūno sienelės esančiais kilio pavidalo išsikišimais, neatsiskiria nuo tėvinės kolonijos.  

Galimas ir lytinis dauginimasis. Samangyviai gali būti vienalaikiai hermafroditai, vienu metu gaminantys kiaušialąstes ir spermatozoidus, kiti – protandriniai hermafroditai, arba kolonijose gali būti moteriškų ir vyriškų individų. Kai kurios rūšys leidžia kiaušinėlius ir spermatozoidus tiesiai į vandenį, o kiti brandina kiaušinėlius kūno viduje. Apvaisinti kiaušinėliai vystosi į lervas, kurios gali būti įvairios, dažniausiai cifonauto formos – trikampės su apačioje esančiu žiuželių kuokštu (žr. http://www.whoi.edu/science/B/people/khalanych/evodevo2001/Animals/Lophotrochozoa1/index.htm)

Ekspedicijos į Peršokšnio ežerą metu VDU studentai aptiko keistą organizmą, kurio vystymąsi sekėme filmuodami daugiau kaip pusę paros (3 pav.). Mikroskopinius vaizdus filmavome skaitmeninio fotoaparato objektyvą ranka sudūrę su šviesinio mikroskopo okuliaru.  Iš pradžių negalėjome suprasti, ką stebime. Buvo akivaizdu, kad 1 mm dydžio skaidrus apvalus organizmas yra gyvas, akyviai juda ir vis keičiasi. Tik praėjus kelioms valandoms tapo aišku, kad tai buvo samangyvio lerva, kurioje yra keli būsimeji zooidai  Lervos prisitvirtina prie kokio nors paviršiaus ir ima keistis, per kelias valandas virsdamos suaugėliu. Pirmasis kolonijos zooidas vadinamas ancestrula.

3:35

5:20

6:30

7:30

10:20

10:35

Gyvybinis ciklas

Samangyvių gyvybinis ciklas priklauso nuo sezoninių  temperatūros svyravimų. Daugumas samangyvių kolonijų miršta žiemą ir atsikuria vasarą. Pavasarį atšilus vandeniui ir pradėjus daugintis fitoplanktonui, aktyvėja ir samangyviai, kurių statoblastai vystosi į zooidus, ir pradeda daugintis nelytiniu arba lytiniu būdu.

Gyvenimo vieta

Samangyviai gyvena ant žolių, plūduriuojančių dumblių, medinių daiktų, šakų ir kitų prisitvirtinimui tinkamų (pavyzdžiui, net plastmasinių) daiktų. Samangyviai vengia pūvančių, riebaluotų paviršių bei stipraus bangavimo vietų.

Maitinimosi būdas

Samangyviai filtruoja vandenį, jų žiuželiai sulaiko mažiau 0.045 mm dydžio fitoplanktoną (daugiausiai vienaląsčius dumblius ir pirmuonis), taip pat bakterijas ir organines medžiagas. Intensyvaus maitinimosi laikotarpiu smulkūs organizmai per samangyvio virškinimo sistemą praeina taip greitai, kad iš anuso gali išeiti dar gyvi. Samangyviais minta žuvų mailius ir bestuburiai, kurie samangyvių kolonijose taip pat randa kirmėlių ir kitų smulkių gyvių. Vidutiniškai vienas kolonijos zooidas išvalo 8,8 ml vandens per parą. Todėl samangyviai svarbūs vandens švarai palaikyti – 1 m2 vandens augalų padengtų samangyviais gali išvalyti 184 tūkst l vandens.

 

Ekologija

Samangyviai atsparesni teršalams nei vandenį filtruojančios pintys. Tačiau jie yra jautrūs tam tikriems organiniams pesticidams.  Vandens pH turi būti daugiau kaip 6, tinkama temperatura – 5–30°C. Jie išlieka didelės pramoninės ir žemės ūkio taršos vietose. Didelės nitratų ir fosfatų koncentracijos palankios dumbliams augti. Dumbliai konkuruoja su kitais augalais, jų greita vegetacija lemia ir didelį organinių nuosėdų sluoksnį.  Tai didina deguonį suvartojančių bakterijų kiekį ir gali lemti kitų rūšių nykimą, nes mažai deguonies turinčiame vandenyje didėja toksinių jonų tirpumas. Šiomis sąlygomis samangyviai išlieka ir valo vandenį.  Taigi, jie atlieka svarbią vandens telkinių valymo ir apsaugos funkciją, taip pat yra svarbi maisto medžiagų ciklo dalis. Kita vertus, samangyvių sugebėjimas augti melioracijos, vandentiekio ir kitos paskirties vamzdžiuose gali stabdyti vandens tėkmę.

 
A B  
C D E

4 pav. A, B – Cristatella muceda kolonijos Platelių, C, D – Peršokšno ir E – Snaigyno ežeruose

Gėlavandeniai samangyvių klasę Phylactolaemata sudaro penkios šeimos (apie 80 rūšių): Cristatellidae, Fredericellidae, Lophopodidae, Pectinatellidae ir  Plumatellidae. Lietuvoje mums pasisekė aptikti dvi gėlavandenių samangyvių rūšis: Plumatella repens ir Cristatella mucedo. R. Kazlausko vadovėlyje Bestuburių zoologija(Mokslas, 1988) nurodyta, kad Lietuvos ežeruose gyvena ir Plumatella fungosa.

 

Plumatella repens (1 pav. A) gyvena ramiame ar lėtai tekančiame vandenyje. Sudaro nedideles kolonijas po apatine vandens augalų lapų dalimi. Statoblastai 0.4 mm dydžio, ovalios formos, jų centrinė kapsulė tamsi, o išorinis žiedas šviesus. Lofoforas pasagos formos.    

Cristatella  muceda yra vienintelė šeima, sudaranti kompaktiškus ovalius 2 to 5 cm darinius, kurie panašūs į sraigių kiaušinėlių masę. Kolonijas galima matyti be mikroskopo (4 pav.). Jas gali pastebėti kiekvienas pastabesnis nardytojas. Jos dažiausiai būna ant pernykščių nendrių stiebų, paskendusių senų medinių daiktų. Kolonijos primena susivijusius permatomus kirminėlius, ir kiekvienas kirminėlis yra kilęs iš vieno zooido. Pati įdomiausia šių kolonijų savybė yra tai, kad jos gali koordinuotai šliauždamos pajudėti po kelis cm per dieną. Nepasisekė aptikti detalesnio judėjimo būdo aprašymo. Tačiau esame nufilmavę labai įdomių judančios nedidelės kolonijos epizodų, kurie sukelia idėjų, kaip galėtų būti paaiškintas samangyvių kolonijos judėjimas. Stebėjome, kaip pirmoji mūsų rasta samangyvių kolonija, kuria sudarė du apatinėmis dalimis susijungę zooidai, lėtai besisukdama judėjo Petri lėkštelės krašteliu, vietoje kojelių panaudodama apatiniojo individo čiuptuvėlius, kuriais atsargiai čiupinėjo kelią (5 pav.). 

 

A                               B                               C                              D                               E

5 pav. Cristatella mucedo judėjimo Petri lėkštelės kraštu momentai. A – apatinis zooidas čiuptuvėliais atsargiai tyrinėja kelią, atkreipkite dėmesį į atstumą nuo žolės stiebelio; B – nedrąsūs žingsniai pirmyn nežymiai pasisukant; C – dar labiau pasisukus matomas naujas mažas pumpurinis zooidas; D – samangyvis visai priartėjo prie žolės stiebo; E – abu zooidai staiga susitraukė, nes į juos atsimušė pralekianti dafnija. 

 

Bandydami rasti daugiau informacijos apie samangyvius, sužinojome, kad Lietuvoje nėra biologų, kurių domėjimosi objektu būtų šie gyvūnai. 1968 m. įsteigtos Tarptautinės briozologų draugijos (The International Bryozoology Association, IBA) narių sąraše nėra nei vieno Lietuvos biologo.  

Brisdami į ežerą ir nardydami stenkitės pastebėti mūsų paslaptingų mažųjų draugų samangyvių kolonijas. Milijardai šių akimi nepastebimų gyvūnėlių gyvena šalia kitų vandens gyvių, valo ir skaidrina mūsų ežerus. Tačiau apie jų gyvenimą ir elgseną žinome labai mažai... „Behaviour: nothing is known“, - skelbia interneto šaltiniai (http://www.answers.com/topic/phylactolaemata-freshwater-bryozoans-biological-family).

Daugiau informacijos apie samangyvius rasite:

 

http://www.northern.edu/natsource/INVERT1/Bryozo1.htm

http://www.wright.edu/~tim.wood/info.htm

http://www.answers.com/topic/phylactolaemata-freshwater-bryozoans-biological-family

http://www.civgeo.rmit.edu.au/bryozoa/phylactolaemata/cristatellidae/crismuc.html

http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/accounts/classification/Phylactolaemata.

htmlhttp://www2u.biglobe.ne.jp/~gen-yu/pectinatella_e.html

 http://www.micrographia.com/specbiol/bryoz/bryo/loph0100/pectindg.htm

http://www.bryozoans.nl

http://www.emporia.edu/biosci/invert/lab7/index.htm   

http://suesswassertauchen.homepage.t-online.de/galerie.htm

http://www.ucmp.berkeley.edu/bryozoa/bryozoa.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Bryozoa

http://en.wikipedia.org/wiki/International_Bryozoology_Association

http://www.nhm.ac.uk/hosted_sites/iba/index.html

http://www.nhm.ac.uk/hosted_sites/iba/pages/bryozoa.html

http://www.bio.umass.edu/biology/conn.river/bryozoa.html

http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/indexmag.html?

http://www.microscopy-uk.org.uk/mag/articles/bryozoa.html

http://www.sms.si.edu/irlspec/IntroBryozoa.htm

http://www.civgeo.rmit.edu.au/bryozoa/orders.html#Phylactolaemata

http://www.bryozoans.nl/soorten/nl/cristatella%20mucedo.html

http://www.acadweb.wwu.edu/courses/envr429-rm/

http://biodidac.bio.uottawa.ca/thumbnails/catquery.htm

 

http://www.ub.es/crba/invertebrats9/invertebrats9.htm# 

 

http://rydberg.biology.colostate.edu/Dissections/CPfreshwaterectoprocts.htm

 

http://psteinmann.net/bryos.html

 

 

 

Wood, Timothy S., and Beth Okamura. A New Key to the Freshwater Bryozoans of Britain, Ireland, and Continental Europe. Ambleside, Cumbria, U.K.: Freshwater Biological Association, 2004.

 
 

Naturales Scientiae Omnibus