Описание дафнии и ее жизненного цикла: среда обитания, питание рачка, процесс размножения

Живая дафния – это ракообразные организмы, которых энергично применяют в аквариумистике как пищу для мальков и взрослых питомцев. В естественных условиях дафния рачок обитает в природных водоемах, однако с недавних пор стало возможно разводить дафний в домашних условиях. Наиболее популярным видом в аквариумистике считается дафния моина, разведение которой отличается простотой и легкостью. Прежде чем узнать об особенностях выращивания рачков в аквариуме, следует узнать, чем кормить дафнию и как размножаются эти организмы.

Описание, строение, образ жизни и природный ареал

Daphnia относится к роду планктонных ракообразных и представляет собой ветвистоусый организм. Второе название, Водяная Блоха, получила благодаря строению, напоминающему этих насекомых, и способности делать резкие скачки в водной толще. Если взглянуть под микроскопом, можно составить такое описание внешнего вида:

• округлое тело длиной 2-6 мм заключено в двустворчатый панцирь из прозрачного хитина;
• на голове находятся разветвленные антенны, помогающие передвигаться в воде скачками;
• фасеточный глаз у половозрелых особей один, но возле него бывает дополнительный глазок;
• в передней части головы выделяется нарост в форме клюва, называемый ростум, а под ним усики с обонятельными щетинками;
• 4-6 пар грудных ножек покрыты множеством щетинок и содержат жабровые мешки, предназначенные для дыхания и поглощения пищи;
• в заднем отделе туловища расположен хвост, оснащенный парными коготками и анальным отверстием для очистки организма от крупных посторонних частиц;
• в мешковидном выросте на спине формируются яйца.

Фото-галерея Дафний:

Размер и цвет Дафнии зависят от ее подтипа и ареала обитания. Так, в просторных чистых водоемах с достаточным количеством кислорода и полезных веществ живут светло-серые или зеленоватые особи, а в небольших и загрязненных запрудах они приобретают красно-бурый пигмент.

Внутреннее строение обладает следующими характеристиками:

• за нервную систему отвечает головной мозг и нервная цепочка в брюшине;
• поперечнополосатые мышцы помогают движению усиков, хвоста и грудных ножек;
• пищеварительная система состоит из ротового отверстия, тонкой и средней кишки, 2 печеночных выростов и задней кишки с анальным отверстием;
• ближе к спине располагается сердце, от которого отходит 2 остии, наполненных кровью;
• дыхательный орган не выражен, кислород проникает в организм через оболочку и от наростов ножек;
• с двух сторон от кишечника расположена пара яичников у самок или семенников у самцов.

Проживают Дафнии в пресноводных водоемах со стоячей водой. Они распространены повсеместно, включая озера Антарктиды. Для успешного размножения им необходима только чистая среда с минимальным количеством ила и грязи на дне. Иначе существует риск накопления засоряющих веществ в кишечнике раков, что приводит к их гибели.

В водной толще они существуют как планктон, свободно дрейфуя по течению. На дне прячутся, когда солнце светит слишком ярко, а в остальное время плавают наверху. Продолжительность жизни в благоприятной среде составляет 22 дня, а у большой особи достигает 110-150 суток.

Когда жить невозможно

Эксперименты шотландского физиолога Джона Скотта Холдейна (1860–1936) по изучению токсичного воздействия различных газов на организм человека я бы ни за что не стал воспроизводить. Он превратил свое тело в лабораторию: вдыхал хлор, метан, углекислый и угарный газы, чистые кислород и азот, горчичный газ, всякий раз отмечая, какое воздействие то или иное вещество оказывает на организм. Иногда речь шла о количествах, опасных не только для здоровья, но и для жизни исследователя; однако, к счастью, ему удалось не повторить судьбу Карла Шееле, попробовавшего на вкус синильную кислоту.

Одной из рекомендаций Холдейна по безопасному труду в шахтах было предложение использовать в качестве датчиков на шахтные газы канареек — маленькой птице нужно меньше газа для смертельного исхода. Она отравляется быстрее, чем среднестатистический шахтер, который, увидев, что птичка перестала петь, успеет эвакуироваться из забоя до того, как содержание газов под землей станет опасным и для него. Сейчас птичек в шахтах уже не травят, но датчики на угарный газ в шахтах до сих пор называют «канарейками». А канареек мы можем считать первыми биоиндикаторами — организмами, поведение которых позволяло человеку оценивать экологическую обстановку.

Кроме канареек, такими датчиками на угарный газ невольно стали домашние коты, которые, вдохнув угарного газа, начинали вести себя неадекватно. Присказка «Что ты мечешься как угорелый?» когда-то звучала немного иначе: «Что ты мечешься как угорелый кот?» В 1950-е годы коты японского города Минамата снова попытались предупредить хозяев о грядущей опасности. Жители города стали замечать, что местные коты ведут себя странно — они не могли двигаться из точки А

в точку
Б
по прямой, а перемещались какими-то непредсказуемыми прыжками. Затем и некоторые люди начали двигаться сходным образом. Причиной «лихорадки танцующих котов» оказалось присутствие метилртути в сточных водах местного химического предприятия. Ртутьорганика накапливалась в рыбе и моллюсках, которыми питались люди и кошки, и, опять-таки из-за меньшей массы, животные раньше ощутили симптомы ртутного отравления. Острое отравление ртутью, после этих случаев получившее название «болезнь Минамата», поразило несколько тысяч человек, но, если бы доктора и химики не связали воедино аномальное поведение котов и людей, последствия могли быть гораздо тяжелее.

Датчиками, отслеживающими состояние окружающей среды, побывали десятки видов животных, растений, грибов. Фактически на эту роль подходит любой биологический вид. Химики, экологи и биологи получают подобную информацию от белых медведей, белоголовых орланов и дельфинов. Однако этих представителей фауны неудобно использовать для исследований, посвященных всестороннему изучению окружающей среды, и поэтому называть их «биодатчиками» сложно.

Те виды, которые исследователи склонны считать живыми датчиками, должны иметь достаточно простой обмен веществ; если они не встречаются в живой природе, то их разведение не должно быть сложным и дорогим; и самое главное — они должны давать предсказуемый и измеряемый отклик на изменения среды. На суше этим требованиям отвечают лишайники, растущие на камнях и деревьях, и стадные животные, например олени. В пресной воде это крошечные дафнии и лососевые рыбы, в прибрежных морских и океанских водах — мидии, а в открытом море — чайки и морские млекопитающие.

Хороший пример того, как птицы реагируют на изменения в условиях окружающей среды, — история с ДДТ. Так, популяции белоголовых орлов и многих других птиц в США сокращались во время активного применения ДДТ, однако после того, как в 1972 году применение этого вещества в США запретили, численность птиц вновь начала расти. Таким образом, подсчет численности определенных биологических видов позволяет отследить источники веществ, загрязняющих окружающую среду, пути их перемещения и распределения в биосфере, а также их конечную судьбу. Вся эта информация бывает критически необходима для решения экологических проблем, как современных, так, возможно, и будущих.

Живые датчики поставляют информацию и по другим устойчивым загрязнителям — полихлорбифенилам, полициклическим ароматическим углеводородам, бромсодержащим антипиренам и фторорганическим соединениям. Также изучение биологических видов показывает влияние на биосферу тяжелых металлов, в первую очередь — свинца, кадмия и ртути. Биологические индикаторы дают нам возможность наблюдать не только загрязнение окружающей среды, но и влияние человека на круговорот азота и фосфора в природе, а также изменения в экологических системах, связанные с переменой климата и проникновением в экологические системы чуждых им биологических видов.

Конечно, живые датчики не заменяют традиционную химически-экологическую систему отбора проб и их лабораторного анализа. Существуют долгосрочные кампании по химическому анализу и мониторингу содержания загрязнителей в образцах воздуха, воды, почвы и льдов. Такие исследования позволяют определить, какие загрязнители присутствуют в окружающей среде, в каком количестве и откуда они появились, насколько далеко смогли переместиться от источника загрязнения и как быстро снижается в окружающей среде их концентрация. Биоиндикаторы также позволяют оценить динамику изменения концентрации загрязнителей окружающей среды плюс дополнительную информацию о том, как загрязнители воздействуют на экосистемы. Новые технологии расширяют способы использования живых датчиков — например, сегодня экологи отправляют дроны брать образцы из фонтанов китов, чтобы понять, все ли хорошо с этими гигантскими млекопитающими.

Важный элемент современной биоиндикации — взаимодействие с эволюционной и функциональной экологической геномикой. Долгое время в биомедицинских исследованиях использовали два вида, о которых была собрана подробная информация, — дрозофилы и нематоды Caenorhabditis elegans

. Однако быстрый прогресс геномики позволил специалистам по эволюционной биологии, экологам и токсикологам расширить исследования на другие виды. Например, теперь можно изучать, как симбиотические связи вирусов, бактерий и грибков с растениями и животными, включая
Homo sapiens
, влияют на биологическое разнообразие и как, с другой стороны, деятельность человека влияет на эти симбиотические связи. Исследования подобного рода помогают понять, как геномы реагируют на изменения окружающей среды. Дело в том, что даже для наиболее хорошо изученных геномов неизвестно, какую функцию выполняет около трети генов, экспрессию которых не проводили в лабораторных условиях. Специалисты полагают, что пора использовать новые подходы: узнать, каким образом условия внешней среды воздействуют на гены с неизвестной функцией.

Далее мы расскажем о некоторых биологических видах, которые помогают нам изучать состояние окружающей среды.

Ценность и преимущества

Дафнию выращивают наряду с Мотылем, Гаммарусом, Ручейником, Бокоплавом, Циклопом, Прудовиком и другими кормовыми организмами. По калорийности они все примерно равны, но у первой повышенное содержание белка. Аминокислоты, поглощаемые молодыми рыбами, благоприятно сказываются на их росте и развитии. Благодаря этому Дафнию используют в коммерческих целях, добавляя во многие сухие корма. В таком виде они на 50 % массы состоят из протеинов.

Живой корм имеет особое значение в рационе рыбок. Он сводит к минимуму их заболеваемость, легче усваивается при болезни и облегчает адаптацию к новым условиям.

У рачков желудок обычно набит растительными частицами, поэтому их предпочитают в пищу Гуппи, Данио, Огненные Барбусы, Караси, Карпы и другие водные обитатели. В аквариуме такое питание особенно полезно для рыб, лишенных естественного рациона. Хитиновый панцирь, который не переваривается, активирует работу кишечника и запускает его очищение.

Более того, они неприхотливы в уходе и достаточно быстро размножаются. Они приносят пользу всему аквариуму, фильтруя в нем воду. В сутки одна особь съедает в 6 раз больше пищи, чем весит сама. Это помогает избавляться от посторонних микроорганизмов в водоеме или резервуаре.

Использование не подходящего контейнера

Контейнеры для выращивания дафнии можно использовать любые, но лучше всего это широкие, не высокие. В таких площадь воды, которая соприкасается с воздухом, большая, соответственно газообмен происходит интенсивнее. В невысоких контейнерах корм поедается лучше, контроль за культурой производить удобнее.

Дафния концентрируется в большей степени у поверхности, реагируя на свет. В не глубоких контейнерах рачок распределяется по всему объему. В глубоких только у поверхности, на 30-40 см в глубину, соответственно объем ниже 30 см, используется не эффективно.

контейнер для разведения дафнии

Виды Дафний

Их род насчитывает не одну сотню видов ветвистоусых рачков, которые относятся примерно к 10 семействам. В России можно встретить три разновидности:

• Магна считается самой большой, достигая в длину 6 мм у женской особи, 2 мм мужской и 0,7 у личинки. Созревает через 12-14 дней и дает помет через 2 недели, откладывая в среднем 20-30, и до 80 яиц (эфиппий) за раз. Живет примерно 110-150 суток.

• Пулекс – средняя по размеру, самка вырастает до 3-4 мм, а самец не больше 1-2 мм. Размножается каждые 3-5 суток, давая 10-25 яичек. Жизненный цикл составляет 26-47 суток.

• Моина является самой мелкой, имеет мягкий панцирь и подходит для кормления мальков. Вырастает не больше 1,5 мм, а новорожденные составляют 0,5 мм. Созревание наступает уже через сутки, и каждые 1-2 дня появляются пометы, до 53 эфиппий каждый. Живет примерно 22 суток.

Как питается

Питаются сине-зелёными бактериями и дрожжами. Наибольшее число особей можно встретить в водоёме, где цветёт вода и где мало рыб.

Одноклеточные занимаются фильтрованием воды. Пища, которая была отфильтрована, поступают в пищеварительный орган, далее движется по пищеводу. Губами, с помощью слюнных желёз, рачок склеивает пищу в комок. Он за сутки фильтруют от 2 до 10 мл. В случае холодов дафния может впасть в спячку. Без еды она может продержаться в течение суток, так как в её желудке всегда есть растительная пища. В голодное время питается остатками мёртвой растительной пищи и останками беспозвоночных животных.

Дафния в аквариуме

Чтобы выводить рачков в закрытых резервуарах, следует предоставить определенные условия для их существования:

• выбрать чистую емкость из стекла или оргстекла, поначалу вместительностью 1-3 л, заменяя ее при увеличении числа обитателей с учетом плотности 0,3-1 кг/м³;
• использовать воду очищенную или из-под крана, с жесткостью 6-18° и нейтральным pH 7.2-8, без хлора и химических примесей, для чего ее можно фильтровать;
• разместить ее подальше от прямых солнечных лучей, так как рачки не любят чрезмерную освещенность;
• установить люминесцентную лампу на 20 Вт, обеспечивая легкое освещение 14-16 часов каждые сутки;
• обеспечить температуру в пределах +20…+24 °C для Дафнии обыкновенной и +26…+28 °C для Moin, в прохладной среде обитания снизится скорость размножения;
• предоставить полноценное питание, растворяя подкормки в жидкости до ее легкого помутнения, и добавляя новую порцию после просветления;
• по мере необходимости очищать и менять воду, чтобы не скапливался сор и ил на дне, а также налет на стенках;
• использовать слабую аэрацию, чтобы убрать пленку на поверхности, перемешать пищу, обеспечить доступ кислорода не менее 3-8 мг/л и окисляемость 14,8-26,2 мг O2/л.

Для начала следует приобрести яйца рачка и запустить их в подготовленную емкость. Уже созревших особей нужно вылавливать сачком, чтобы сразу пустить на корм, засушить или заморозить.

Аэрационное оборудование

Дабы вырастить речных рачков, резервуар комплектуют аэрационным оборудованием. Аэрация требуется, если в домашних условиях выращивают дафнию моину.

С помощью таких устройств аквариумную жидкость насыщают кислородом, который положительно влияет на развитие фитопланктона. Кислород препятствует развитию пленки.

Для аквариума подбирается аэрационное оборудование, которое отличается средней производительностью. Ведь чрезмерное количество пузырьков провоцирует поднятие дафнии на поверхность воды.

Питание Дафнии

В природе Водные Блохи питаются простейшими микроорганизмами:

• сине-зеленые водоросли из одноклеточных;
• инфузории;
• грибковые споры;
• бактерии;
• детрит (останки беспозвоночных животных).

Подходящая среда создается в прудах с малым количеством рыб и большим фитопланктона, который создает эффект цветения водной толщи. В искусственных резервуарах кормить рачков следует такими продуктами:

• Бактерии получают из банановых корок, пищевых отходов или экскрементов. Для этого их следует замочить в воде на срок до недели, пока она не начнет мутнеть. Полученную жидкость добавить в резервуар по 450 мл на 20 л каждые 5-6 дней.
• Микроскопические водоросли и другой планктон удалят лишние загрязнения и послужат едой для Водяных Блох. Для их получения стоит зачерпнуть жидкость из заселенного аквариума и поставить ее на солнечное теплое место при +18…+25 °C.
• Дрожжи подойдут сухие или сырые, вымороженные до насыщенного цвета. Разводить в воде при +35 °C из расчета 1-3 г на 1 л. Их стоит использовать 2-3 раза в неделю, в комплексе, так как они имеют меньшую пищевую ценность.
• Сок свеклы, капусты или моркови послужит витаминной добавкой. Нужно добавить в емкость 1 ч. л. на 5 л объема.
• Элодею, крапиву или салат высушить, измельчить, растерев в марле, и добавить в тару с водой. Когда она позеленеет, ввести туда рачков. Повторять каждые 10-15 дней.
• Пару раз в неделю можно добавить аммиачную селитру по 1г/100л, соли фосфора до 5 мг/л, или других минеральных удобрений.
• Несвежая кровь или вода, оставшаяся от промывки парного мяса (1,5-2 см3/л), кровяная или мясокостная мука (0,5-2,5 см3 на 10 л), навоз (1,5 кг/м3).

В процессе питания ракообразные создают течение, загребая грудными лапками. Именно на них и расположены органы, отправляющие микроэлементы в пищевод. Внутри находятся органы, которые производят клейкое вещество, собирающее отдельные пищевые частички в комья. Внутри пищевода они проходят все стадии переваривания и выходят только слишком крупные излишки.

Параметры воды

Для успешного дафнии моины разведения требуются определенные параметры жидкости:

1. Наличие соли. Так как эти фенотипы в естественных условиях обитают в пресноводной воде, то и аквариум следует заполнять соответствующей жидкостью.
2. Кислород. Рачки обитают в воде, в которой степень кислорода различна. Негативно влияет на развитие ракообразных постоянная аэрация. В таких условиях они хуже размножаются.
3. Кислотность. Ее поддерживают на уровне 7–8 единиц.
4. Температура. Подходящий для выращивания уровень температуры варьируется в диапазоне 18–22 градуса.

Ловля Дафнии

Водяных блох можно собрать самостоятельно в небольших озерах, прудах с водоплавающими птицами, ямах, канавах и других водоемах с минимальным количеством водных обитателей. Они не размножаются в речных условиях, а только в стоячей воде. Обнаружить их достаточно легко по окрашиванию толщи в серо-зеленый или буроватый оттенок.

Не стоит их искать в сильно запруженных водоемах, озерах со множеством рыб и хищников. Наличие последних скажется не только на количестве планктона, но и на его качестве, а также повысит риск распространения заболеваний на аквариумных рыбок.

Для вылавливания биопланктона нужно взять мелкоячеистый сачок или сито из муслиновой ткани. Зачерпывающие движения должны повторять форму восьмерки и быть медленными. Быстрые зачерпывания приводят к усилению давления на рачков и к их гибели.

Лучшее для этого время – в период цветения воды, когда повышается концентрация в ней водорослей. Причем проще это сделать в затененном участке мелководья, вечером или пасмурным днем. Ведь отношение рачков к ярким солнечным лучам отрицательное, под ними планктонообразные стремятся углубиться ближе ко дну.

Естественное размножение и разведение Дафнии

Водяные Блохи не являются бесполыми существами, что доказывает наличие яичников у самок и семенников у самцов. Также они различаются в размерах и строении усиков. Но у них, как и всех ветвистоусых, размножение происходит путем циклического партеногенеза. Однополое размножение особенно актуально, когда в популяции остаются только особи женского пола. При этом в летнюю теплую погоду из их неоплодотворенных яиц развиваются молодые самочки. Осенью и при пересыхании водоемов из подобных эфиппий появляются самцы. Их эмбрионы зарождаются под панцирем и пережидают несколько линек, а затем выходят наружу.

Как размножается

Имеют удивительную способность при размножении. Дафнии разводят потомство без оплодотворения. У самки на теле находятся выводковая камера. Если условия благоприятные, то взрослая самка откладывает от 10 до 50 яиц. Затем они развиваются в выводковой камере. Через три дня цикл размножения повторяется. Вода водоёма окрашивается в красный цвет, когда там кишит огромное количество рачков. Осенью процесс размножения проходит с участием самцов. С их помощью оболочка яиц становится плотность структуры и способна выдерживать холода. С наступлением тёплой погоды, цикл размножения повторяется.

Опасность для человека

По ассоциации с насекомыми многие люди полагают, что Водяные Блохи кусаются. Но у них нет соответствующих органов, а значит, подобные укусы исключены. Вред Дафнии способны привести, лишь вызывая аллергическую реакцию у предрасположенных к ней людей. Поглощая пищу, они накапливают и опасную пыльцу, концентрация которой увеличивается у высушенных организмов.

По статистике, аллергию рачки вызывают практически у каждого четвертого человека. Она проявляется в такой симптоматике:

• зудящие сыпи на коже, как при крапивнице;
• сухость и заложенность носовых пазух, насморк;
• частое непроизвольное чихание;
• аллергический конъюнктивит со слезоточивостью;
• затрудненность дыхания из-за спазма бронхов;
• бронхиальная астма.

Для диагностирования состояния врачи анализируют кожную пробу. В случае положительных результатов назначаются антигистаминные препараты и исключение контакта с Дафнией.