Daphnia lumholtzi

Daphnia lumholtzi
Vetenskaplig klassificering
Rike:	Animalia
Provins:	Arthropoda
Subfylum:	Crustacea
Klass:	Branchiopoda
Beställa:	Anomopoda
Familj:	Daphniidae
Släkte:	Daphnia
Subgenus:	Daphnia
Arter:	D. lumholtzi
Binomialt namn
Daphnia lumholtzi GO Sars , 1885

Daphnia lumholtzi är en art av små, invasiva vattenloppor som har sitt ursprung i de tropiska och subtropiska sjöarna i Afrika, Asien och Australien. Som en invasiv art stör Daphnia lumholtzi vattenlevande livsmiljöer genom att sprida sig i det varmare vattnet i sjöar och reservoarer .

Beskrivning

Daphnia lumholtzi är ett litet kräftdjur som är 2–3 mm långt. Den har en stor hjälm och en lång stjärtrygg, vanligtvis längre än kroppens längd, som varierar i storlek. Dess kroppsstruktur är välvd och sträcker sig till en skarp spets. Det finns ungefär 10 framträdande ryggar på marginalen av bukskyddet .

Ekologi

Temperatur

Daphnia lumholtzi finns vanligtvis i de varma, grunda områdena av vattendrag med större yta. Medan de flesta arter av Daphnia ser hög dödlighet vid temperaturer över 25 °C, kan D. lumholtzi -individer överleva och föröka sig vid temperaturer upp till 30 °C, med ett termiskt optimum som inträffar vid 29 °C. Studier har visat att befolkningstäthet och vattenytans temperatur är positivt korrelerade. När gynnsamma temperaturer nås, som de på sensommaren, kläcks de tidigare deponerade äggen. Det lägre temperaturintervallet för D. lumholtzi sträcker sig till 5 °C, där vissa individer kan överleva, med överlevnad som ökar markant vid 10 °C och reproduktion börjar ske vid 15 °C. Detta avsevärt breda temperaturintervall där D. lumholtzi kan överleva har lett till att den har blivit märkt som en eurytermisk art.

Beteende

Både vuxna och unga D. lumholtzi uppvisar ett vertikalt migrationsmönster , som rör sig uppåt när solen går ner och nedåt när solen går upp. Detta beteende leder till stora befolkningstätheter nära vattenytan på natten och förekommer även i frånvaro av ett föreslaget rovdjurshot.

Diet

Daphnia lumhotzi livnär sig mest på växtplankton som sträcker sig från 1 till 25 mikrometer i storlek, men kommer också att äta mat som innehåller organiskt detritus , bakterier och protister som är en utmärkt källa till näringsämnen.

Spridning

Daphnia lumholtzi var ursprungligen begränsad till de tropiska sjö- och dammregionerna i sydvästra Asien, Australien och större delen av Afrika. Den exakta platsen för geografiskt ursprung i USA har inte identifierats, men forskare tror att introduktionen av exotiska afrikanska fiskar till sjöar med största sannolikhet orsakade distributionen. Det upptäcktes först i Missouri och Texas reservoarer 1991 och har sedan dess hittats i mer än 16 stater och över 125 sjöar och reservoarer. Studier har visat att förmågan hos D. lumholtzi att sprida sig brett troligen beror på mänsklig aktivitet. Tung båttrafik på sjöar och reservoarer under varmare årstider när D. lumholtzi frodas gör att de kan expandera till andra närliggande vattendrag. De långa taggarna och hårstråna på ägg fungerar som krokar och gör det möjligt att fästa på båtar, vilket underlättar spridning . Förekomsten av D. lumholtzi i mindre dammar är atypisk; det är dock osannolikt att icke-mänskliga spridningsmekanismer, såsom mindre ryggradslösa djur som rör sig mellan vattendrag, har bidragit till dess utbredda spridning.

Fortplantning

Daphnia lumholtzi avsätter ägg i sjösediment som kan förbli vilande under långa perioder. Äggen kännetecknas av långa taggar och hårstrån som fungerar som krokar. Ephippia är skyddande skal som täcker ägget tills gynnsamma förhållanden inträffar, såsom varmare temperaturer eller en större mängd resurser. Dessa ephippia kan överleva under miljöförhållanden, inklusive syre, salthalt och temperaturområden, som är ogästvänliga för vuxna daphnids, även om exakta intervall för D. lumholtzi ephippia inte har hittats. Detta epipsi-stadium är ett exempel på diapause , ett tillstånd av suspenderad animation som en organism kan gå in i för att överleva en hård miljö. D. lumholtzi kan producera 10 gånger mer ephippia än andra daphnid-arter. I temperaturer över den optimala temperaturen för reproduktion, 25 °C, minskar äggutvecklingshastigheten. I temperaturer under 25 °C saktar äggutvecklingen ner.

Rovdjur

De viktigaste rovdjuren hos D. lumholtzi är fiskar och små ryggradslösa arter. Större fiskar är nästan alltid framgångsrika i sina möten med D. lumholtzi . Små ryggradslösa rovdjur är mindre effektiva än stora fiskar när det gäller att fånga D. lumholtzi .

Fysiologi

D. lumholtzi är en invasiv art är fysiologin relativt väl studerad för en daphnid.

Andning

Daphnia lumholtzi -individer föredrar områden med höga nivåer av löst syre och undviker områden där syrenivåerna är låga. Populationsundersökningar har hittat robusta D. lumholtzi- populationer i vatten med syremättnadsnivåer som sträcker sig från 65-163 %, medan inga populationer hittades i vatten med mättnadsnivåer från 7-50 %. Den mekanism D. lumholtzi använder för andning är mycket lik den som används av andra arter av Daphnia , med gasutbyte som sker genom gälar som matas med syresatt vatten av bihang på bröstkorgen.

Svar på salthalt

Som med de flesta andra medlemmar av ordningen Cladocera , lever D. lumholtzi i sötvatten och är hyperosmotisk mot sin miljö. D. lumholtzi finns i allmänhet i livsmiljöer med en salthalt nära 0 gram per liter, men tål lätt saltvatten, upp till 1,5 gram per liter, under korta tidsperioder. Denna förmåga att överleva korta anfall av salthalt har sannolikt bidragit till D. lumholtzis förmåga att invadera Nordamerika.

Som en invasiv art

Daphnia lumholtzi uppvisar högre överlevnadsförmåga och reproduktion under sensommaren, under höga värmeförhållanden, jämfört med andra kräftdjur som lever under dessa förhållanden. Det har föreslagits att D. lumholtzis mer tropiska ursprung kan ha gjort det möjligt för den att leva i dessa högre temperaturer på grund av evolutionära förändringar som resulterade i enzymer som är bättre anpassade till värmen. Denna fördel gör att de kan bli en bättre konkurrent och i slutändan konkurrera ut andra arter, särskilt inhemska djurplanktonarter , inom samma livsmiljö och komma ut som en framgångsrik inkräktare. I enlighet med principen om konkurrensutslagning kan ingen annan art leva i samma sensommarnisch som D. lumholtzi ; en annan faktor som gör att den har högre överlevnadsförmåga än andra Daphnia -arter och är i slutändan en bättre inkräktare. Det är dock viktigt att notera att hög överlevnadsförmåga och reproduktion inte är de enda faktorerna som gör D. lumholtzi till en invasiv art .

Konkurrensen mellan D. lumholtzi ökar i livsmiljöer som gynnar den höga ljusintensiteten i grunda vatten. D. lumholtzi visade större överlevnadsförmåga än andra Daphnia -arter (särskilt D. pulex ), vilket gjorde dem till en starkare konkurrent för ljusmottagning och resurser i vattendrag som fick hög ljusintensitet. Den visade sig konkurrera ut andra arter i områden med hög ljusintensitet, vilket i sin tur bidrar till dess invasiva framgång.

Daphnia lumholtzi kan producera 10 gånger mer ephippia än andra daphnid-arter, som kan förbli vilande tills gynnsamma förhållanden inträffar. Denna äggbank ger dem en fördel gentemot andra arter vars ägg inte tål uttorkning eller lägre temperaturer, vilket gör att de kan producera fler avkommor som överlever längre. Reproduktionshastigheten ökar också med en högre koncentration av mat. Områden som uppvisar högt matöverflöd kommer därför att locka till sig fler D. lumholtzi och i sin tur resultera i en högre reproduktionshastighet. Det större antalet avkommor sätter press på livsmiljöns resurser och andra konkurrenter.

Daphnia lumholtzi är mycket plastisk , vilket betyder att den har förmågan att morfologiskt anpassa sig till faktorer i miljön genom att utveckla strukturer som gör det möjligt för den att framgångsrikt undvika predation . En lång svansrygg, stor hjälm och ytterligare ryggar på buken produceras som svar på rovdjurskairomoner, som är rovdjurshormoner, i vattnet. D. lumholtzi producerar inte dessa skyddande strukturer när det inte finns några rovdjur närvarande, och ser morfologiskt ut som andra Daphnia- arter. När rovdjur upptäcks, D. lumholtzi genom att producera en svansrygg, hjälm, bukryggar för skydd; andra Daphnia- arter anpassar sig inte på detta sätt till rovdjurshot. Med utvecklingen av dessa morfologiska egenskaper har rovdjur svårare att tycka om D. lumholtzi . Denna överskottsenergi som rovdjuren lägger på att äta D. lumholtzi minskar rovdjurens effektivitet, vilket gör rovdjuren mer benägna att välja ett annat byte. Denna byte av bytesdjur sätter en extra belastning på andra inhemska djurplanktonarter, vilket minskar predationen på D. lumholtzi och gör att den kan överträffa andra konkurrenter.

Kontrollera

Utrotning av D. lumholtzi är nästan omöjligt när den väl har invaderat en sjö eller reservoar. D. lumholtzi är känslig för olika bekämpningsmedel och konstgjorda kemikalier, men införandet av kemikalier i naturliga sjöar är ofta skadligt för andra arter. Fokus för de flesta kontrollåtgärder är att förhindra initial invasion. Än så länge rekommenderar forskare enkla metoder, såsom grundlig rengöring av båtar och att undvika soptippar i akvariet, för att bromsa artens spridning.