معلومة

كيف يتجنب Booklice Dessication؟

كيف يتجنب Booklice Dessication؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

غالبًا ما أجد قمل الكتب (المعروف أيضًا باسم psocids) في الملاحظات الورقية القديمة التي أمتلكها في شبه تخزين. هذه الصفحات من الورق تركت عمدًا في ظروف جافة على مكتبي لتجنب التلف. ومع ذلك ، إذا كانت psocids تعيش وتتغذى بالكامل داخل هذه الصفحات ، فكيف يحصلون على أي ماء؟ كيف يتجنب القمل الجفاف والموت؟


تنمية البذور | بداية تحمل الجفاف

ملخص

يتم تحديد تحمل الجفاف من خلال تسلسل مبرمج للأحداث خلال المراحل المتأخرة من نمو البذور ثم يتم فقده تدريجياً أثناء الإنبات اللاحق. من الواضح أن التسامح خاصية معقدة تنطوي على آليات للحماية الخلوية ، وكذلك للإصلاح الخلوي أثناء إعادة التميؤ. يبدو أن تحمل الجفاف يتم اكتسابه في خطوات محتملة للمياه المنفصلة أثناء التطوير والتي لها أنشطة مائية مختلفة وعمليات التمثيل الغذائي المرتبطة بها ، والتي قد تكون مرتبطة بضغوط الجفاف المحددة والأنماط المنفصلة للتعبير الجيني. وبالتالي ، يمكن تحديد تحقيق مستويات مختلفة من تحمل الجفاف من خلال الاكتساب التدريجي لآليات تحمل محددة أو عن طريق التراكم الكافي لمواد الحماية من الجفاف. يبدو أن البروتينات مثل الديهيدرين لها دور وقائي ، وفي محتويات الرطوبة المنخفضة جدًا ، قد تلعب السكريات دورًا وقائيًا رئيسيًا عن طريق استبدال الماء وظيفيًا وبالتالي تثبيت الأغشية والأنظمة الحساسة الأخرى.


مقاومة الجفاف في الحشرات الاستوائية: الأسباب والآليات الكامنة وراء التباين في مجتمع نملة بنما

مقاومة الجفاف ، قدرة الكائن الحي على تقليل فقد الماء ، هي سمة أساسية في الموائل القاحلة. من المتوقع أن يزداد تواتر الجفاف في المناطق الاستوائية مع تغير المناخ ، وغالبًا ما تكون الحرارة الخارجية الصغيرة تحت خطر الجفاف الشديد. اختبرنا الفرضيات المتعلقة بإمكانية الجفاف غير المستكشفة للحشرات الاستوائية. قمنا بقياس مقاومة الجفاف في 82 نوعًا من النمل من غابات بنما المطيرة من خلال تسجيل الوقت الذي يمكن للنمل أن يتحمل فيه إجهاد الجفاف. تراوحت مقاومة الجفاف للأنواع من 0.7 ساعة إلى 97.9 ساعة. اختبرنا فرضية التكيف مع الجفاف ، والتي تتنبأ بمقاومة أعلى للجفاف في الموائل ذات عجز أعلى في ضغط البخار (VPD) - قوة تجفيف الهواء. في غابات بنما المطيرة ، بلغ متوسط ​​المناخ المحلي المظلة 0.43 كيلو باسكال ، مقارنة بـ VPD البالغ 0.05 كيلو باسكال في الطبقة الدنيا. بلغ متوسط ​​مقاومة النمل المظلة للجفاف 2.8 مرة أعلى من النمل السفلي. اختبرنا عددًا من الآليات لحساب مقاومة الجفاف. يجب أن تجف الحشرات الصغيرة بشكل أسرع نظرًا لارتفاع مساحة سطحها إلى نسبة الحجم. زادت مقاومة الجفاف مع زيادة كتلة النمل ، وبلغ متوسط ​​وزن النمل المظلي 16٪ من النمل السفلي. الطريقة الثانية لزيادة مقاومة الجفاف هي حمل المزيد من الماء. كان محتوى الماء في المتوسط ​​2.5٪ أعلى في النمل المظلي ، لكن المحتوى المائي الكلي لم يكن مؤشرًا جيدًا لمقاومة تجفيف النمل أو الحد الأقصى للحرارة الحرجة (CT max) ، وهو مقياس للتسامح الحراري للنمل. في النمل المظلي ، كانت مقاومة الجفاف و CT max مرتبطة بشكل عكسي ، مما يشير إلى مقايضة ، بينما كان الاثنان مرتبطين بشكل إيجابي في النمل السفلي. هذا هو أول اختبار على مستوى المجتمع لفرضية التكيف مع الجفاف في الحشرات الاستوائية. تحتوي الغابات الاستوائية على أنواع مقاومة للجفاف ، وعلى الرغم من أننا لا نستطيع التنبؤ بتلك التي تعتمد ببساطة على حجم أجسامها ، فإن المستويات العالية من مقاومة الجفاف ترتبط دائمًا بالمظلة الاستوائية.

الكلمات الدالة: حجم الجسم CTmax VPD مظلة تحمل حراريًا لفقدان محتوى الماء.

الأرقام

عامل Cephalotes atratus ,…

عامل Cephalotes atratus ، في ديبتريكس بانامينسيس المظلة بجانب ...


سيلفرفيش و فايربراتس

تنتمي السمكة الفضية (الشكل 2) و firebrats (الشكل 3) إلى مجموعة من الحشرات البدائية تسمى ثيسانورا (هذه نور؟). إنها بلا أجنحة ولها أجسام نحيلة على شكل جزرة مغطاة بمقاييس. كلتا الحشرة لها هوائيان طويلان نحيفان متصلان برؤوسهما وثلاثة أطراف طويلة تشبه الذيل في النهاية الخلفية. كل زائدة هي تقريبا بطول الجسم. يبلغ طول البالغين حوالي 1/3 إلى 1/2 بوصة (8 إلى 13 ملم). الفضي هي لامعة وفضية أو رمادية لؤلؤة. Firebrats مرقش باللون الرمادي أو البني.

تعتبر الأسماك الفضية والمفرقعات شائعة في المنازل ويمكن العثور عليها في الأماكن ذات الرطوبة العالية وتدفق الهواء القليل. ينشطون في الليل ويختبئون أثناء النهار. عندما يتم نقل الأشياء التي يختبئون تحتها ، فإنهم يندفعون للبحث عن مكان جديد للاختباء. يمكن العثور على أعداد كبيرة في المباني الجديدة حيث لا تزال الجدران المكسوة حديثًا رطبة. قد تسبب السمكة الفضية والمفرقعات ضررًا في المنزل عن طريق تناول الأطعمة أو المواد الأخرى التي تحتوي على نسبة عالية من البروتين أو السكر أو النشا. يأكلون الحبوب ودقيق القمح الرطب والورق الذي يوجد عليه غراء أو معجون وتحجيم الورق وتجليد الكتب والنشا في الملابس وأقمشة الحرير الصناعي. في المباني السكنية ، تتبع الحشرات خطوط الأنابيب إلى الغرف بحثًا عن الطعام. يمكن العثور عليها في خزائن الكتب أو حول أرفف الخزانات أو خلف الألواح أو حول النوافذ أو إطارات الأبواب.

تعيش الأسماك الفضية وتتطور في أماكن رطبة وباردة. تعيش Firebrats وتتطور في الأماكن الحارة والمظلمة ، مثل الأفران والمدافئ وفي العزل حول الماء الساخن أو أنابيب البخار.

مادة الاحياء

في ظل ظروف المنزل العادية ، تتطور السمكة الفضية والنيران ببطء ولديها القليل من الشباب. تضع الإناث البيض على مدار العام في أماكن منعزلة ، مثل خلف الكتب أو على أرفف الخزانات ، ولكنها تضع البيض أحيانًا في العراء.

تضع السمكة الفضية بضع بيضات فقط في المرة الواحدة ولكنها قد تضع عدة دفعات على مدار أسابيع. يمكن أن تعيش الأنثى البالغة من سنتين إلى خمس سنوات حسب النوع ، ويمكن أن تضع ما يصل إلى 100 بيضة. البيض أبيض وبيضاوي وطوله حوالي 1/32 بوصة (0.8 ملم). تفقس في غضون أسبوعين إلى ثمانية أسابيع.

تضع Firebrats حوالي 50 بيضة ، واحدة تلو الأخرى ، وستضع عدة دفعات. يمكن للأنثى البالغة أن تعيش حوالي عامين ويمكن أن تضع آلاف البيض. يصبح البيض ناعمًا وأبيض وغير شفاف عند وضعه. في وقت لاحق لديهم مسحة صفراء. يفقس بيض Firebrat في حوالي أسبوعين.

بعد الفقس ، تبدو السمكة الفضية الصغيرة والمفرقعات مثل الكبار إلا أنهم أصغر. تصل كلتا الحشرة إلى مرحلة النضج في غضون ثلاثة إلى 24 شهرًا. معدل نموها يعتمد على درجة الحرارة والرطوبة.

مراقبة

يمكن أن يساعد الصرف الصحي في منع الإصابة ولكنه لن يقضي على الإصابة الحالية. أغلق أو أزل أماكن الاختباء. سيساعد سد الشقوق والشقوق حول السباكة وصب الجدار وعتبات النوافذ في القضاء على الملاذ (أماكن للاختباء). إزالة الصناديق الكرتونية والصحف القديمة يقضي على مصادر الطعام والمأوى. يمكن أن يؤدي التنظيف بالمكنسة الكهربائية إلى إزالة كل من السمكة الفضية والمفرقعات.

إذا كانت المبيدات الحشرية ضرورية ، يجب رش المبيدات على الأرضيات والقوالب الجدارية ، وخلف الأدراج ، وأسفل الأثاث ، وفي الشقوق والشقوق ، وأرضية وسقف السندرات. في الخارج ، تعامل مع الطنف ، وأسرّة الزهرة المغطاة ، وسقائف التخزين. قد لا تكون المكافحة فورية لأن الحشرات المختبئة يجب أن تخرج وتتلامس مع بقايا الرش. يمكن استخدام غبار المواد الموصى بها لمعالجة الجدران والفراغات ومساحات الزحف والسندرات. قد تكون هناك حاجة لمدة عشرة أيام إلى أسبوعين لتحديد ما إذا كان قد تم تحقيق السيطرة أم لا. البخاخات الفضائية من البيريثرينات مفيدة للسيطرة على الحشرات المكشوفة.


Booklice

احصل على إشعارات عندما يكون لدينا أخبار أو دورات أو أحداث تهمك.

بإدخال بريدك الإلكتروني ، فإنك توافق على تلقي اتصالات من Penn State Extension. عرض سياسة الخصوصية.

شكرا لتقريركم!

دليل موجز لعدسات اليد

مقالات

الآفات المدمرة للأخشاب

أدلة ومنشورات

السيطرة على شجرة الجنة: لماذا يهم

أشرطة فيديو

تدريب تصريح Lanternfly المرقط للشركات: بنسلفانيا

دروس مباشرة على الإنترنت

تدريب تصريح Lanternfly المرقط للشركات: نيو جيرسي

دروس مباشرة على الإنترنت

حدود التسامح

كان التطبيقان الرئيسيان للبحث عن تحمل الجفاف في العقدين الماضيين محاولات للحث على التسامح في الخلايا البشرية للأغراض الطبية وهندسة التحمل في نباتات المحاصيل لجعلها أقل عرضة للجفاف. حاول الباحثون أيضًا هندسة أو تحفيز التسامح في البكتيريا الزراعية والديدان الخيطية المستخدمة في المكافحة البيولوجية. معرفة ما يحد من تحمل الجفاف في بدائيات النوى والديدان الخيطية يمكن أن يساعد أيضًا في التحكم في الأنواع المسببة للأمراض التي تتحمل الجفاف بشكل طبيعي (بريوير وآخرون.، 2003). كان هناك نجاح كبير في منح التسامح للأغشية والإنزيمات المعزولة وعلى الخلايا المفردة (Billi and Potts ، 2002 Crowe وآخرون.، 2005 بوتس وآخرون.، 2005) ، والذي يبدو أنه يتوافق مع ما نعرفه عن الحدود المتأصلة والتطورية للتسامح. لم يكن هناك أي نجاح تقريبًا في نباتات المحاصيل ، مما يشير إلى أهمية القيود الفيزيائية أو الفسيولوجية على التحمل في الكائنات الحية الكاملة متعددة الخلايا.

جعل خلايا مفردة تتحمل الجفاف

يمكن تحفيز تحمل الجفاف في خلايا الثدييات عن طريق المعالجة بـ trehalose ، وهو سكر يتراكم أثناء التجفيف في العديد من الحيوانات التي تتحمل الجفاف. في حين أن عمر الصفائح الدموية البشرية الطازجة يبلغ حوالي خمسة أيام فقط ، يمكن تخزين الصفائح الدموية المجففة بالتجميد في محلول طرهالوز لفترة أطول ثم إعادة ترطيبها للاستخدام (Wolkers وآخرون., 2001ب، 2002). تحافظ هذه التقنية على النطاقات الدقيقة الغشائية (Crowe وآخرون.، 2003). جوردون وآخرون. (2001) حضنت الخلايا الجذعية اللحمية البشرية في 50 مليمول تريهالوز و 3٪ جلسرين ، وتجفيفها بالهواء وتخزينها في فراغ ، وإرسالها سريعًا بالبريد من سان دييغو إلى بالتيمور ، حيث استعادوا التشكل الطبيعي والقدرة على التجدد بعد الإماهة. يمكن للحضانة في وسط يحتوي على تركيز عال من طرهالوز أن تجعل الخلايا الظهارية القرنية تتحمل الجفاف (ماتسو ، 2001). تشين وآخرون. (2001) أدخل مادة طرهالوز إلى خلايا الثدييات باستخدام بروتين مُعدّل هندسيًا شكل مسامًا في غشاء البلازما يحتوي على حوالي 10 10 جزيئات من التريهالوز لكل خلية ، مما مكّن الخلايا من البقاء عند 5٪ رطوبة نسبية و 20 درجة مئوية لأسابيع. توجد الآن تقنيات لتحميل خلايا الدم الحمراء البشرية بالتريهالوز (Satpathy وآخرون.، 2004). في ظل الظروف المثلى ، قد يكفي السكر وحده لجعل خلايا الثدييات تتحمل الجفاف (Crowe وآخرون.، 2002). يمكن للخلايا البشرية أيضًا أن تتحمل الجفاف في حالة عدم وجود السكريات المضافة إذا جفت ببطء وتم تخزينها تحت فراغ (بوهليف وآخرون., 2001).

يمكن أن يحدث تحمل الجفاف في البكتيريا الإشريكية القولونية و Pseudomonas putida مع تريهالوز أو هيدروكتوين (دي كاسترو وآخرون.، 2000 Tunnacliffe وآخرون.، 2001 مانزانيرا وآخرون.، 2002 ، 2004). تحميل بكتيريا متبادلة تحديد النيتروجين Bradyrhizobium japonicum مع التريهالوز عن طريق احتضانه في السكر أثناء النمو ، أدى إلى تحسن كبير في بقائه اللاحق من الجفاف ، وهو سبب رئيسي لفشل تلقيح المحاصيل البقولية بالبكتيريا الموجودة في الحقل (ستريتر ، 2003).

كما تم تحقيق بعض النجاح في هندسة تحمل الجفاف في خلايا الثدييات والبكتيريا. قوه وآخرون. (2000) استخدم ناقل الفيروس الغدي المؤتلف للتعبير عن جينات otsA و otsB الإشريكية القولونية، التي تشفر الإنزيمات التي تصنع طرهالوز ، في الخلايا الليفية الأولية للإنسان وتمكنت من الحفاظ على الخلايا المصابة في الحالة الجافة لمدة تصل إلى خمسة أيام. ومع ذلك ، فإن هندسة خلايا الفأر لإنتاج 80 ملي مول تريهالوز لم تجعلها تتحمل الجفاف تمامًا (دي كاسترو وتوناكليف ، 2000) ، حتى عندما تم توفير التريهالوز خارج الخلية (Tunnacliffe وآخرون.، 2001). نقل spsA جين من البكتيريا الزرقاء إلى بكتريا قولونية أدى إلى إنتاج مركب سكروز -6-فوسفات المركب وزيادة 10.000 ضعف في بقاء الجفاف (بيلي). وآخرون.، 2000). من الممكن أيضًا نقل الجينات إلى البكتيريا الزرقاء التي تتحمل بشكل طبيعي (بيلي وآخرون.، 2001) ، والتي قد تصبح بالتالي مصدرًا مقاومًا للجفاف من المستقلبات المفيدة. قد يكون نقل الجينات مهمًا في بعض الأصول الطبيعية لتحمل الجفاف: البكتيريا المتحملة Dienococcus radiodurans يبدو أنه قد اكتسب متماثلات للجينات المفترضة لتحمل تجفيف النبات عن طريق النقل الأفقي (Makarova وآخرون., 2001).

إن النجاح في صنع خلايا مفردة تتحمل الجفاف يتناسب مع معرفة حدود التسامح. يبدو أنه لا توجد حدود متأصلة كبيرة على تحمل الجفاف ولا توجد قيود فيزيائية أو فسيولوجية تنطبق على بدائيات النوى المفردة أو الخلايا الحيوانية غير الصلبة. إذا كان التطور العرقي يحد من التسامح في العديد من الحيوانات عن طريق عدم وجود تنوع جيني متاح للتسامح ، فمن المتوقع أن يؤدي إدخال جينات للتسامح إلى التغلب على هذا الحد بنجاح.

جعل الكائنات الحية الكاملة تتحمل الجفاف

كان من الممكن حتى الآن زيادة تحمل الجفاف الجزئي في الحيوانات والنباتات متعددة الخلايا ، ولكن ليس لجعلها تتحمل الجفاف. يمكن أن يؤدي العلاج بالبرودة إلى زيادة إنتاج التريهالوز والتسامح في الديدان الخيطية المستخدمة في المكافحة البيولوجية (Grewal and Jagdale ، 2002). يمكن أن يؤدي التكاثر إلى زيادة تحمل الجفاف الجزئي إلى حد ما في النيماتودا الممرضة للحشرات Heterorhabditis bacteriophora (ستراوخ وآخرون.، 2004). يمكن أن يؤدي إدخال جينات trehalose biosynthetic في النباتات إلى زيادة إنتاجها من trehalose وتحملها لمختلف الضغوط ولكن لم ينتج عنها تحمل الجفاف (Penna ، 2003). على سبيل المثال ، الإفراط في التعبير المنظم للجينات من بكتريا قولونية في نباتات الأرز زادت من تركيز طرهالوز 3-10 مرات (Garg وآخرون.، 2002). أظهرت النباتات أكسدة ضوئية منخفضة نسبيًا وقدرة عالية على تراكم العناصر الغذائية تحت الملح أو الجفاف أو الإجهاد البارد ولكنها لم تتحمل الجفاف.

قد يشير عدم النجاح في جعل الكائنات الحية الكاملة تتحمل الجفاف إلى أن الحدود المعروفة التي تنطبق على الكائنات الحية متعددة الخلايا تضع عقبات كبيرة أمام هندسة التحمل فيها. على سبيل المثال ، من المحتمل أن تتطلب القيود المادية في كل من الحيوانات والنباتات والقيود الفسيولوجية الناتجة عن مشاركة الهورونونات في تحمل النباتات أكثر من مجرد هندسة تخليق السكريات لمنح التسامح. لتقليل الإجهاد الميكانيكي ، قد تحتاج الحيوانات إلى الانقباض أثناء الجفاف وتحتاج النباتات إلى جدران خلوية أكثر مرونة. من غير المحتمل أن تتم هندسة التسامح في النباتات التي يزيد ارتفاعها عن 3 أمتار بسبب مشكلة إعادة تعبئة نسيج الخشب. ما نعرفه عن الحدود الطبيعية لتحمل الجفاف في الكائنات الحية يشجع على بذل المزيد من الجهود لتوسيع التسامح بشكل مصطنع للكائنات وحيدة الخلية وللخلايا والأنسجة الفردية للكائنات متعددة الخلايا. ومع ذلك ، قد نحتاج إلى معرفة المزيد عن حدود تحمل الجفاف قبل أن نتوقع توسيعه ليشمل النباتات الكاملة والميتازوان الحساسة للجفاف.

من الندوة التجفيف بدون موت: الآليات المقارنة وتطور تحمل الجفاف في الحيوانات والميكروبات والنباتات قدمت في الاجتماع السنوي لجمعية البيولوجيا التكاملية والمقارنة ، 4-8 يناير 2005 ، في سان دييغو ، كاليفورنيا. مساهمة لا. 2242 من مختبر جامعة كاليفورنيا بوديجا البحري.

أشكر المشاركين في الندوة حول تحمل الجفاف في اجتماع 2005 لجمعية التكامل والبيولوجيا المقارنة لتقاسم معارفهم وآرائهم.


محتويات

تبدو الكائنات الحية في حالة سكون "خفيفة" إلى حد ما ، حيث يمكن عكس حالتها الفسيولوجية بسرعة ، ويمكن للكائن الحي أن يعود بسرعة إلى حالته الطبيعية. دراسة أجريت على اوتالا لاكتيا، وهو حلزون موطنه أجزاء من أوروبا وشمال إفريقيا ، يُظهر أنه يمكن أن يستيقظ من حالة الخمول في غضون عشر دقائق من دخوله إلى بيئة أكثر رطوبة.

تتمثل الاهتمامات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية الأساسية للحيوان في الحفاظ على الطاقة ، والاحتفاظ بالماء في الجسم ، وتقنين استخدام الطاقة المخزنة ، والتعامل مع المنتجات النهائية النيتروجينية ، وتثبيت أعضاء الجسم ، والخلايا ، والجزيئات الكبيرة. قد تكون هذه مهمة كبيرة لأن درجات الحرارة المرتفعة والظروف القاحلة قد تستمر لأشهر. يؤدي انخفاض معدل التمثيل الغذائي خلال فترة التنشيط إلى انخفاض في تخليق الجزيئات الكبيرة وتدهورها. لتحقيق الاستقرار في الجزيئات الكبيرة ، ستعزز المنشطات الدفاعات المضادة للأكسدة وترفع البروتينات المرافقة. هذه إستراتيجية مستخدمة على نطاق واسع في جميع أشكال نقص التمثيل الغذائي. يبدو أن هذه المخاوف الفسيولوجية والكيميائية الحيوية هي العناصر الأساسية لنقص التمثيل الغذائي في جميع أنحاء المملكة الحيوانية. بعبارة أخرى ، يبدو أن الحيوانات التي تنبت من النباتات تمر بنفس العمليات الفسيولوجية تقريبًا مثل الحيوانات التي تعيش في سبات. [2]

تحرير Mollusca

المعدة: بعض القواقع البرية التي تتنفس الهواء ، بما في ذلك الأنواع الموجودة في الأجناس هيليكس ، سيرنويلا ، طيبة ، هيليسيللا ، أشاتينا و اوتالا، تنشط عادة خلال فترات الحر. تنتقل بعض الأنواع إلى نباتات مظللة أو أنقاض. يتسلق البعض الآخر نباتات طويلة ، بما في ذلك أنواع المحاصيل وكذلك الشجيرات والأشجار ، وسوف يتسلقون أيضًا الهياكل التي من صنع الإنسان مثل الأعمدة والأسوار وما إلى ذلك.

تسببت عادتهم في تسلق الغطاء النباتي إلى نبات مزروع في إعلان أكثر من نوع واحد من القواقع التي تم إدخالها على أنها مصدر إزعاج زراعي.

لإغلاق فتحة قوقعتها لمنع فقدان الماء ، تفرز القواقع الرئوية غشاء من المخاط الجاف يسمى epiphragm. في بعض الأنواع ، مثل الحلزون pomatia، يتم تعزيز هذا الحاجز بكربونات الكالسيوم ، وبالتالي فهو يشبه السطح الخارجي للغطاء ، إلا أنه يحتوي على ثقب صغير للسماح ببعض تبادل الأكسجين. [ بحاجة لمصدر ]

هناك انخفاض في معدل الأيض وانخفاض معدل فقدان الماء في حلزونات مثل Rhagada tescorum, [3] Sphincterochila boissieri و اخرين.

مفصليات الأرجل تحرير

إنسيكتا: خنافس السيدة (Coccinellidae) تم الإبلاغ عنها إلى aestivate. [4] كما أفادت التقارير أن البعوض يخضع للإستقرار. [5] يُعرف نمل العسل الكاذب بكونه نشطًا في فصل الشتاء وينشط في المناخات المعتدلة. ستنطلق فراشات بوغونغ خلال الصيف لتجنب الحرارة ونقص مصادر الغذاء. [6] سوس البرسيم البالغ (هيبيرا بوستيكا) تنشط خلال فصل الصيف في جنوب شرق الولايات المتحدة ، حيث يُظهر التمثيل الغذائي والتنفس والجهاز العصبي ضعفًا في النشاط. [7] [8]

قشريات: مثال على القشريات التي خضعت لعملية زراعة هو السلطعون الأسترالي Austrothelphusa transversa ، التي تمر تحت الأرض خلال موسم الجفاف. [9]

الزواحف والبرمائيات تحرير

تشمل الحيوانات غير الثديية التي ترعى السلاحف الصحراوية في أمريكا الشمالية والتماسيح والسمندل. بعض البرمائيات (مثل علجوم القصب وصفارات الإنذار الأكبر) تنشط خلال موسم الجفاف الحار عن طريق التحرك تحت الأرض حيث يكون الجو أكثر برودة ورطوبة. قد يعمل الضفدع ذو الأرجل الحمراء في كاليفورنيا على الحفاظ على الطاقة عندما تكون إمدادات الغذاء والمياه منخفضة. [11]

يمتلك الضفدع الذي يحتجز الماء دورة بستيفات. يدفن نفسه في أرض رملية في شرنقة مخاطية مُفرزة ومضغوطة بالماء خلال فترات الطقس الحار والجاف. اكتشف السكان الأصليون الأستراليون وسيلة للاستفادة من ذلك عن طريق حفر أحد هذه الضفادع والضغط عليها ، مما تسبب في إفراغها من مثانتها. هذا البول المخفف - حتى نصف كوب - يمكن شربه. ومع ذلك ، فإن هذا سيؤدي إلى موت الضفدع الذي لن يكون قادرًا على البقاء على قيد الحياة حتى موسم الأمطار التالي بدون الماء الذي خزنه. [12]

تنجو سلحفاة المستنقعات الغربية من البقاء على قيد الحياة في الصيف الحار في المستنقعات سريعة الزوال التي تعيش فيها. وهي تدفن نفسها في وسائط مختلفة تتغير اعتمادًا على الموقع والركائز المتاحة. [13] نظرًا لخطر الانقراض الشديد لهذه الأنواع ، بدأت حديقة حيوان بيرث في برنامج الحفاظ عليها وتربيتها. ومع ذلك ، لم يكن حراس الحديقة على دراية بأهمية دورة البستنة الخاصة بهم وخلال فترة الصيف الأولى كانوا يقومون بإجراء فحوصات أسبوعية على الحيوانات. كان هذا الاضطراب المتكرر ضارًا بصحة الحيوانات ، حيث فقد الكثير منها وزنًا كبيرًا ومات بعضها. سرعان ما غيّر حراس الحديقة إجراءاتهم وتركوا السلاحف الأسيرة دون أي إزعاج خلال فترة التعافي.

تحرير الأسماك

تحرير الثدييات

على الرغم من أنه غير شائع نسبيًا ، إلا أن عددًا صغيرًا من الثدييات ينمو. [16] قدمت عالمة فسيولوجيا الحيوان كاثرين داوسمان من جامعة فيليبس في ماربورغ بألمانيا وزملاؤها أدلة في طبعة عام 2004 من طبيعة سجية أن الليمور القزم الملغاشي سمين الذيل يسبت أو يعيش في حفرة شجرة صغيرة لمدة سبعة أشهر من السنة. [17] وفقًا لحديقة حيوان أوكلاند في كاليفورنيا ، يُعتقد أن القنافذ ذات الأصابع الأربعة تنشط خلال موسم الجفاف. [18]


مشكلة الحجم

قد تكون الحيوانات التي تتحمل الجفاف صغيرة بسبب الضغوط الجسدية المرتبطة بالتجفيف (الجدول 2). تتقلص الخلايا الحيوانية عندما تجف ، ويجب أن يتقلص معها الحيوان بأكمله. تتبنى جميع الحيوانات التي تتحمل الجفاف مع بلوغها أشكالًا مميزة أو كروية أو ملتفة أثناء تجفيفها (الشكل 2). يمكن للهياكل العظمية الخارجية أو الداخلية الصلبة أن تمنع هذا ، ولا يوجد لدى أي من هذه الحيوانات هياكل عظمية. في الحيوانات المتسامحة التي لديها هياكل خارجية ، يقتصر التحمل على مراحل الأحداث قبل تشكل الهياكل العظمية (الشكل 3). سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كان هناك اكتساب مبرمج تنمويًا وفقدان التحمل على المستوى الخلوي في هذه الحيوانات ، كما هو الحال في معظم البذور ، أو ما إذا كانت الخلايا الفردية تظل متسامحة في بعض الحيوانات البالغة.

المشاكل الناتجة عن الجفاف وآليات تحمل الجفاف

مشكلة . آلية . مراجع مختارة.
الضرر الميكانيكي بسبب الانكماش في النباتات ، التغييرات في تكوين جدار الخلية التي تزيد من المرونة (Jones and McQueen-Mason، 2004 Vicre et al.، 2004b)
في النباتات ، طي جدران الخلايا (Vander Willigen et al. ، 2004)
في النباتات ، استبدال الماء في الفجوات بمركبات غير مائية وتفتيت الفجوات (Farrant، 2000 Vicre et al.، 2004a)
الضرر الفسيولوجي عند محتويات الماء المنخفضة والمتوسطة زيادة تنظيم البروتينات التي تزيد من نفاذية الأغشية (سميث-إسبينوزا وآخرون ، 2003 Vander Willigen et al. ، 2004)
تفكك الأغشية وتجمع الجزيئات الكبيرة أثناء التجفيف ، واندماج الأجسام الدهنية وتسرب الغشاء عند إعادة التميؤ تراكم السكريات ، وخاصة السكريات غير المختزلة ، التي تثبت الجزيئات ، وتخفض درجة الحرارة (تيم) تغير طور الغشاء من الكريستال السائل إلى الهلام ، وتشكيل زجاج بدرجة حرارة انصهار عالية (تيز) (Wingler، 2002 Bernacchia and Furini، 2004 Buitink and Leprince، 2004 Crowe et al.، 2005)
بروتينات LEA ، التي تعمل كمرافقات جزيئية وتتفاعل مع السكريات لتكوين الكؤوس (Wise and Tunnacliffe، 2004 Goyal et al.، 2005a Oliver et al.، 2005)
تقسيم البرمائيات إلى أغشية (Hoekstra and Golovina، 2002 Oliver et al.، 2002)
بروتينات الإجهاد الصغيرة ، والتي قد تعمل كمرافقين أو تصلح الضرر عند معالجة الجفاف (كولينز وكليج ، 2004 كرو وآخرون ، 2005 بوتس وآخرون ، 2005)
التغييرات في تركيب الدهون التي تعمل على استقرار الأغشية ، مثل زيادة نسبة الدهون الفوسفورية ، ودرجة التشبع ، والستيرولات الحرة (Quartacci et al.، 2002 Hoekstra، 2005)
في البذور ، الأوليوسينات (مورفي وآخرون ، 2001)
توليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) توليف مضادات الأكسدة أثناء التجفيف ، والحفاظ على برك من مضادات الأكسدة المخفضة وإنزيمات الكسح ROS (شيركي وآخرون ، 2000 Augusti وآخرون ، 2001 Espindola وآخرون ، 2003 Kranner and Birtic ، 2005)
في النباتات ، يتم تقليل تنظيم التمثيل الضوئي في وقت مبكر من التجفيف (Jensen et al.، 1999 Deng et al.، 2003 Hirai et al.، 2004 Illing et al.، 2005)
في النباتات ، طي الأوراق (فارانت وآخرون ، 2003)
فقدان الكلوروفيل المبرمج (توبا وآخرون ، 1996)
تحفيز موت الخلايا بواسطة الجلوتاثيون المؤكسد تقليل سريع للجلوتاثيون عند معالجة الجفاف (كرانر وبيرتيك ، 2005)
في النباتات ، تفكك جهاز التمثيل الضوئي تعديل البروتينات في PSII (بييفا وماسلنكوفا ، 2004)
تراكم الضرر من الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما ومن تفاعلات ميلارد وفنتون أثناء الجفاف أصباغ ماصة للأشعة فوق البنفسجية (بوتس ، 1996)
إصلاح الحمض النووي (ويلسون وآخرون ، 2004)
حماية الحمض النووي (بوتس وآخرون ، 2005)
في النباتات ، تجويف نسيج الخشب الارتفاع & لتر 3 م ، الموصلية الهيدروليكية منخفضة (شيرون وآخرون ، 1998)
التجفيف بسرعة كبيرة لتحريض آليات التسامح في الحيوانات ، انكماش ، بناء أنبوب اليرقات بوليبديلوم(كيكاوادا وآخرون ، 2005)
في النباتات ، إشارات لتحريض آليات التسامح عبر ABA (بيكيت وآخرون ، 2000 بارتلز وسلاميني ، 2001)
مشكلة . آلية . مراجع مختارة.
الضرر الميكانيكي بسبب الانكماش في النباتات ، التغييرات في تكوين جدار الخلية التي تزيد من المرونة (Jones and McQueen-Mason، 2004 Vicre et al.، 2004b)
في النباتات ، طي جدران الخلايا (Vander Willigen et al. ، 2004)
في النباتات ، استبدال الماء في الفجوات بمركبات غير مائية وتفتيت الفجوات (Farrant، 2000 Vicre et al.، 2004a)
الضرر الفسيولوجي عند محتويات الماء المنخفضة والمتوسطة زيادة تنظيم البروتينات التي تزيد من نفاذية الأغشية (سميث-إسبينوزا وآخرون ، 2003 Vander Willigen et al. ، 2004)
تفكك الأغشية وتجمع الجزيئات الكبيرة أثناء التجفيف ، واندماج الأجسام الدهنية وتسرب الغشاء عند إعادة التميؤ تراكم السكريات ، وخاصة السكريات غير المختزلة ، التي تثبت الجزيئات ، وتخفض درجة الحرارة (تيم) تغير طور الغشاء من الكريستال السائل إلى الهلام ، وتشكيل زجاج بدرجة حرارة انصهار عالية (تيز) (Wingler، 2002 Bernacchia and Furini، 2004 Buitink and Leprince، 2004 Crowe et al.، 2005)
بروتينات LEA ، التي تعمل كمرافقات جزيئية وتتفاعل مع السكريات لتكوين الكؤوس (Wise and Tunnacliffe، 2004 Goyal et al.، 2005a Oliver et al.، 2005)
تقسيم البرمائيات إلى أغشية (Hoekstra and Golovina، 2002 Oliver et al.، 2002)
بروتينات الإجهاد الصغيرة ، والتي قد تعمل كمرافقين أو تصلح الضرر عند معالجة الجفاف (كولينز وكليج ، 2004 كرو وآخرون ، 2005 بوتس وآخرون ، 2005)
التغييرات في تركيب الدهون التي تعمل على استقرار الأغشية ، مثل زيادة نسبة الدهون الفوسفورية ، ودرجة التشبع ، والستيرولات الحرة (Quartacci et al.، 2002 Hoekstra، 2005)
في البذور ، الأوليوسينات (مورفي وآخرون ، 2001)
توليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) توليف مضادات الأكسدة أثناء التجفيف ، والحفاظ على برك من مضادات الأكسدة المخفضة وإنزيمات الكسح ROS (شيركي وآخرون ، 2000 Augusti وآخرون ، 2001 Espindola وآخرون ، 2003 Kranner and Birtic ، 2005)
في النباتات ، يتم تقليل تنظيم التمثيل الضوئي في وقت مبكر من التجفيف (Jensen et al.، 1999 Deng et al.، 2003 Hirai et al.، 2004 Illing et al.، 2005)
في النباتات ، طي الأوراق (فارانت وآخرون ، 2003)
فقدان الكلوروفيل المبرمج (توبا وآخرون ، 1996)
تحفيز موت الخلايا بواسطة الجلوتاثيون المؤكسد تقليل سريع للجلوتاثيون عند معالجة الجفاف (كرانر وبيرتيك ، 2005)
في النباتات ، تفكك جهاز التمثيل الضوئي تعديل البروتينات في PSII (بييفا وماسلنكوفا ، 2004)
تراكم الضرر من الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما ومن تفاعلات ميلارد وفنتون أثناء الجفاف أصباغ ماصة للأشعة فوق البنفسجية (بوتس ، 1996)
إصلاح الحمض النووي (ويلسون وآخرون ، 2004)
حماية الحمض النووي (بوتس وآخرون ، 2005)
في النباتات ، تجويف نسيج الخشب الارتفاع & لتر 3 م ، الموصلية الهيدروليكية منخفضة (شيرون وآخرون ، 1998)
التجفيف بسرعة كبيرة لتحريض آليات التسامح في الحيوانات ، انكماش ، بناء أنبوب اليرقات بوليبديلوم(كيكاوادا وآخرون ، 2005)
في النباتات ، إشارات لتحريض آليات التسامح عبر ABA (بيكيت وآخرون ، 2000 بارتلز وسلاميني ، 2001)

تظهر النباتات قدرة أكبر من الحيوانات على الجمع بين التسامح والصلابة. غالبًا ما تتجعد أوراق النباتات التي تتحمل الجفاف أو تنثني أثناء تجفيفها ، ولكن قد تظل السيقان مستقيمة وتتغير قليلاً في الطول (الشكل 4). قد يكون هذا ممكنًا لأن كل خلية نباتية لها هيكل خارجي خاص بها ، وربما لا يتراكم الإجهاد البدني لجدار الخلية الصلب عبر مجموعات الخلايا بسهولة في النباتات كما في الحيوانات. تظهر بعض النباتات المتسامحة سمات متخصصة مختلفة تقلل من تقلص الخلايا بعيدًا عن جدرانها أو تزيد من قدرة الجدار على الثني أو الانحناء مع تقلص الخلية (الجدول 2).

قد يكون ارتفاع النباتات التي تتحمل الجفاف مقيدًا بعامل مختلف: القدرة على إعادة إنشاء الحركة الصاعدة للمياه في السيقان بعد الجفاف وإعادة التميؤ (Schneider et al. ، 2000). لا يمكن لضغط الجذر والعمل الشعري إعادة ملء نسيج الخشب فوق ∼3 م ، وهذا أيضًا حول أقصى ارتفاع للنباتات المتسامحة.

قد تؤدي الحاجة إلى فقد الماء بحرية أثناء التجفيف إلى تقييد سمك الكائنات الحية المقاومة للجفاف (الجدول 2). يؤثر معدل الجفاف على بقاء العديد من الكائنات الحية المتسامحة. قد يمنع التجفيف السريع تحريض الآليات اللازمة للتسامح (Ricci et al. ، 2003 Clegg ، 2005) ، وقد تكون إحدى وظائف الانكماش والاستجابات السلوكية الأخرى للجفاف في الحيوانات هي إبطاء التجفيف (Kikawada et al. ، 2005). ومع ذلك ، قد يؤدي التجفيف البطيء جدًا إلى إطالة الوقت المستغرق في محتويات الماء أعلى بقليل من تلك التي يتوقف عندها الأيض ، وقد تكون محتويات الماء هذه ضارة بشكل خاص (Berjak and Pammenter، 2001 Proctor، 2003 Walters et al.، 2005). قد تكون آلية معينة لتسهيل فقدان الماء من الخلايا أثناء التجفيف هي تنظيم الأكوابورينات التي تزيد من نفاذية الأغشية (الجدول 2).


تكيفات الحيوانات في منطقة المد والجزر

منطقة المد والجزر هي المنطقة الواقعة على الشاطئ الواقعة بين ارتفاع المد والجزر. غالبًا ما تشتمل هذه المنطقة على أكثر من موطن واحد ، بما في ذلك الأراضي الرطبة والمنحدرات الصخرية. توفر منطقة المد والجزر موطنًا لمجموعة متنوعة من أنواع الحيوانات ، مثل الرخويات والقشريات والديدان وبعض أنواع الشعاب المرجانية والطحالب. يمكن أن تكون منطقة المد والجزر بعرض عدة أمتار مثل شاطئ رملي أو ضيقة مثل جرف صخري منحدر. لقد تعلمت الكائنات الحية التكيف مع تقلبات مستوى المياه التي تسببها المد والجزر اليومية واضطراب المياه وتغير درجات الحرارة والرطوبة والملوحة.

عادةً ما يتألف الشاطئ الصخري بين المد والجزر من منطقة رش (منطقة فوق المدية) ، وهي المنطقة التي تتناثر بشكل متكرر بفعل الأمواج. على طول الخط الساحلي لمعظم الشواطئ ، تنقسم منطقة المد والجزر عادةً إلى ثلاث مناطق رئيسية منطقة المد والجزر المنخفضة ، والتي تتعرض للغلاف الجوي في كل مرة ينحسر فيها المد المنخفض منطقة المد والجزر الوسطى ، والتي تتعرض بانتظام وتغمرها حركة المد والجزر في المحيطات. منطقة المد والجزر العالية ، والتي تغمرها مياه البحر فقط بسبب المد العالي ، ومع ذلك ، تظل هذه المنطقة في معظم الأحيان معرضة لبيئة الأرض.

ضغوط منطقة المد والجزر

تتعرض منطقة المد والجزر باستمرار لتأثير العوامل البيئية الطبيعية التي تضع الكائنات الحية المزدهرة هناك تحت ضغط هائل ، لذلك طورت هذه الكائنات طرقًا للتكيف في هذه البيئة القاسية. خلال يوم واحد ، تتأثر منطقة المد والجزر بانخفاضين ومديين مرتفعين ، مما ينتج عنه اضطراب وسحب في كل مرة ينحسر فيها المد العالي. خلال المد والجزر ، تتعرض الكائنات الحية للهواء ، ودرجات حرارة أعلى وملوحة ، مما يعرضها لخطر الجفاف. من أجل البقاء على قيد الحياة في هذه الظروف المجهدة ، طورت الكائنات المدية طرقًا بارعة للتعامل معها.

الكائنات المدية ، خاصة تلك التي تعيش على الحدود الخارجية لمنطقة المد (المد والجزر العالية) تخضع لتغيرات درجات الحرارة المتفاوتة. بينما تظل تحت الماء ، قد تتقلب درجة الحرارة بضع درجات ، ومع ذلك ، أثناء المد المنخفض ، قد تختلف درجات الحرارة من التجمد إلى الساخن ، اعتمادًا على الموسم. تتغذى القواقع وسرطان البحر أثناء المد العالي ، ومع ذلك ، أثناء المد المنخفض ، فإنها تحفر تحت ثقوب رطبة في الرمال. قد تتطور الكائنات الحية الأخرى إما قشرة ملونة داكنة أو فاتحة لتنظيم درجة الحرارة.

تجف العديد من الكائنات المدية أو تجف عند تعرضها للهواء وأشعة الشمس أثناء المد المنخفض. تتجنب القواقع الجفاف وفقدان الماء عن طريق الاختباء تمامًا في أصدافها. تعيش حيوانات البطلينوس في الندبات المنزلية المرتبطة بالركائز الصلبة. They leave the scar for grazing and return just before the tide recedes. Some develop an outer shell or mucus membrane to shield their bodies and prevent desiccation. Some species of algae that are subjected to long periods of desiccation are able to rehydrate and recover. Barnacles and mussels attach themselves to rocks to avoid being washed away.

Some plants, such as those living in salt marshes, prevent salt uptake by secreting salt through their glands. High salinity concentrations usually occur at those locations with high salinity rates, such as intertidal pools and salt marshes. The salinity in tide pools may vary when the water contained in it is diluted by rain, affecting some fish like blennies and sculpin. Shading by some plants may slow evaporation in certain areas of the intertidal zone, reducing salinity. Sea stars, and echinoderms are intolerant to low salinities and their metabolism is unable to perform osmoregulation.

Intertidal organisms must protect from being washed away by the force of waves. Some mollusks, such as limpets, possess hard conical shells that protect them from high wave action. Sea stars have various suctioning feet used to attach themselves to hard substrates. Kelps can grow from 20-45 meters (66-148 ft.) long. They possess a holdfast with a root-like haptera, which attaches the kelp to the ocean floor, protecting it from the waves. The intertidal zone is washed everyday by the action of sea waves, and the organisms thriving there have adapted to deal with changes in temperature, moisture, turbulence, desiccation and salinity.


Unstructured Proteins Help Tardigrades Survive Desiccation

Abby Olena
Mar 16, 2017

Scanning electron micrograph of six tardigrades THOMAS BOOTHBY Hardy, microscopic animals called tardigrades, also known as water bears, can survive desiccation. Until now, it wasn&rsquot clear exactly how. The results of a study published in الخلية الجزيئية today (March 16) suggest that proteins lacking stable 3-D structures, called tardigrade-specific intrinsically disordered proteins (TDPs), form glass-like solids that protect the animals during drying.

Other organisms achieve desiccation tolerance with a sugar called trehalose, which forms glass-like solids upon drying. For years, researchers assumed that tardigrades used trehalose, too, but many species of water bears only express small amounts of the sugar&mdashlikely not enough to confer the substance&rsquos preservative capabilities.

TDPs &ldquoseem to work by a mechanism which is similar to this sugar, trehalose,&rdquo said coauthor Thomas Boothby, a postdoc at the University of North Carolina, Chapel Hill. &ldquoIt seems like evolution has basically come up with two different ways to.

Boothby and colleagues identified a group of TDPs during a screen for tardigrade genes upregulated during desiccation. They confirmed that many of the genes’ protein products were disordered, and that these genes were expressed in three different tardigrade species, either constitutively or during drying. When the team used RNA interference (RNAi) to knock down TDP genes, the tardigrades were less able to survive desiccation.

Next, the researchers introduced TDP genes into yeast and bacteria, finding that the proteins increased desiccation tolerance in both organisms. TDPs also preserved the activity of an enzyme, lactate dehydrogenase, during drying in vitro. The authors showed that, upon desiccation, isolated TDPs transform into a glass-like substance, which also is present in—and increases survival of—both yeast that express TDPs and tardigrades during drying.

The study is “very solidly done,” biologist John Crowe of the University of California, Davis, who did not participate in the work, told The Scientist. He added that one direction for future research would be to examine the effects of TDPs on cell membranes.

“It’s been well known for some time that polymers like this can prevent fusion between membranes during drying, but they don’t preserve them completely,” Crowe said. “Small molecules like trehalose or glucose, or some other small sugar, are required in addition. It may well be that the small amount of trehalose that’s found in tardigrades in conjunction with those proteins may do the job. You might need both.”

According to Boothby, another open question is whether tardigrade species other than the three examined in this study use a similar mechanism to protect against desiccation. There are more than 1,200 tardigrade species, divided into two classes.

“It’s going to be really instructive if and when we can start looking at differences between those classes,” said Carl Johansson, an instructor at Fresno City College in California who was not involved in the work.

Probing how TDPs function at a molecular level to protect the animals from desiccation could have applications beyond water bears. “This represents the first step that could be used to improve the capability of other organisms to desiccate in the future,” said coauthor Lorena Rebecchi of the University of Modena and Reggio Emilia in Italy. Rebecchi explained that learning more about tardigrade proteins could eventually enable researchers to safely desiccate plants and other animals.

“People don’t know about tardigrades, but they are very important,” she said. “They have a lot of biological secrets that could be used to improve the quality of human life.”


Get notified when we have news, courses, or events of interest to you.

By entering your email, you consent to receive communications from Penn State Extension. View our privacy policy.

Thank you for your submission!

Lawn and Turfgrass Weeds: Thyme-leaf Speedwell

Articles

Managing Turfgrass Diseases

Guides and Publications

تدريب تصريح Lanternfly المرقط للشركات: بنسلفانيا

دروس مباشرة على الإنترنت

Spotted Lanternfly Permit Training for Businesses: New Jersey

دروس مباشرة على الإنترنت

Managing and Maintaining the Perfect Baseball Field

Articles


شاهد الفيديو: No Water, No Plants, No Soil Flour Terrarium Booklice Colony Within a Jar of Flour (ديسمبر 2022).