2. Daphnia magna

2.1 Classificació

La Daphnia magna, també coneguda vulgarment com puça d’aigua pertany al regne animal i és un artròpode microscòpic. La seva classificació taxonòmica és la següent:

Regne: Animal

Tipus: Artròpodes

Subtipus: Crustacis

Classe: Branquiòpodes

Ordre: Cladòcers

Família: Dàfnids

Gènere: Daphnia

Espècie: Daphnia magna

Una de les característiques més importants de la família dels Dàfnids és que tenen la capacitat de poder produir grans quantitats d’ous partenogenètics, això significa que la femella pot produir ous sense la necessitat d’aparellar-se amb un mascle. Una altre de les característiques d’aquesta família és que cada individu pot portar un màxim d’entre un o dos ous, aquests ous són emmagatzemats en una cavitat anomenada efipi, hi ha algunes espècies de Dàfnids que en poden portar més de dos. Concretament, el gènere Daphnia es caracteritza per tenir el marge de les valves perllongat per una espina terminal posterior. Dins d’aquest gènere podem trobar diferents espècies, entre les quals destaquem les següents:

Daphnia magna: és l’espècie de Daphnia escollida per dur a terme el treball experimental. Gràcies a les seves característiques morfològiques i fisiològiques la fan adient per la nostre investigació. Aquesta espècie necessita viure en aigües lleugerament eutròfiques i amb un pH estable entre 6,5 i 7.

Imatge d’una Daphnia magna a 40x obtinguda al laboratori.

Daphnia atkinsoni: és una espècie característica d’aigües mineralitzades, és a dir, l’ecosistema més adient per a la proliferació d’aquesta espècie són els rius. La Daphnia atkinsoni necessita trobar-se en aigües amb un pH neutre[1] per desenvolupar-se correctament. La seva morfologia és diferent a la Daphnia magna però té característiques comuns com ara la cambra incubadora pròpia d’aquest gènere. Daphnia atkinsoni

http://www.pm.ruhr-uni-bochum.de/imperia/md/images/pressestelle/2008/daphnia_atkinsoni_ganz.jpg

Daphnia pulex i Daphnia longispina: La morfologia d’aquestes dues espècies és lleugerament diferent a les anteriors, són més petites i tenen efipi més triangular. Una altre de les seves característiques és adaptar-se a algunes condicions externes del medi on es troben. Aquestes són capaces de produir canvis en la seva morfologia per tal d’adaptar-se millor en ambients hostils.

http://www.dr-ralf-wagner.de/Bilder/Daphnia_pulex_obtusa.jpg

http://www.revistaecosistemas.net/admin/Archivos/Imagenes/editor/X_2/Garc%C3%ADa%209.jpg

2.2 MORFOLOGIA I FISIOLOGIA

2.2.1 Morfologia

La Daphnia magna va ser l’espècie escollida pel desenvolupament del treball experimental ja que posseeix algunes característiques que la feien el pluricel·lular adient per tal de dur a terme les nostres proves. És fàcil de cultivar i com totes les puces d’aigua el seu recobriment extern és capaç d’absorbir una gran quantitat de substàncies dissoltes en el medi on es troba. En aquesta imatge és possible observar un tram d’aquest recobriment extern, és pot veure que aquest està format per peces que dibuixen àrees poligonals tant regulars com irregulars. També és important remarcar que aquest recobriment està format per una substancia d’origen quitinós.

Aquesta és la responsable de la poca resistència del recobriment de la Daphnia magna envers a altres espècies, les quals tenen un recobriment format bàsicament de calci, aquesta paret externa es caracteritza també per la seva transparència, això permet l’observació dels òrgans interns d’aquest ésser viu.

Una altre de les característiques principals per les que vam optar per la puça d’aigua va ser la clara diferenciació del cor. Ja que s’havia de fer un recompte constant del ritme cardíac i era important poder distingir el cor en tot moment. En aquesta microfotografia podem observar el cor, és fàcilment diferenciable pel seu moviment i es troba en la zona dorsal[2], senyalada en aquesta imatge

En aquesta imatge[3] podem observar la microfotografia d’una puça d’aigua obtinguda al laboratori del CDEC. Per comprendre millor la seva morfologia la compararem amb un dibuix esquemàtic de les seves parts.

1. Antenes 2. Ull compost 3. Rostre 4. Antènula 5. Mandíbula 6. Primer apèndix toràcic 7. Cinquè apèndix toràcic 8. Forca caudal 9. Espines anals 10. Postabdomen 11. Sedes abdominals 12. Espina caudal 13. Processos abdominals

14. Cambra incubadora 15.Elm o escut cefàlic 16. Cor 17. Tub digestiu

18. Ganxo copulador (només el mascle)

- En el cap s’hi troben els òrgans dels sentits, molt visible es veu l’ull compost i molt a prop hi trobem la boca. El primer parell d’antenes és de tamany molt reduït i tenen una funció bàsicament sensitiva mentre que el segon parell d’antenes és més gran i constitueixen els òrgans propulsors nedadors, molt característics en aquests animals.

- El tub digestiu comença a la boca i acostuma a estar ple de matèries alimentàries que li donen una intensa tonalitat verdosa. La majoria de puces d’aigua són herbívors i s’alimenten d’algues microscòpiques del plàncton.

- El cor és l’únic òrgan de l’aparell circulatori, està situat en la regió dorsal i es troba davant de la cambra incubadora. Amb una gran quantitat d’augments es possible observar com els hematies surten projectats cap en davant, recorrent el cap de la puça d’aigua per recórrer posteriorment tots els seus òrgans.

- El sistema nerviós comença amb el gangli òptic que es troba en l’ull de la Daphnia magna. N’hi ha un altre anomenat gangli antiesofàgic, aquest també es troba a l’ull però només quan la puça d’aigua es troba en la fase larvària- embrionària.

2.2.2 Diferències sexuals

Aquesta espècie presenta diformisme sexual entre la femella i el mascle. Una de les principals diferencies observables a simple vista i que únicament presenten les femelles és l’aparició d’ous en la cambra incubadora. És possible distingir-ho a simple vista ja que en la zona dorsal d’aquesta apareixen uns petits punts negres.

Una altre característica morfològica que es pot observar a simple vista és la diferència de tamany entre el mascle i la femella. En aquest cas el mascle és més petit que la femella ja que aquesta ha de ser capaç de poder incubar els ous en la cambra incubadora. També hi han algunes altres característiques morfològiques que li proporcionen una major grandària. En les dues següents microfotografies fetes al laboratori podem observar la diferencia de tamany enregistrada per el microscopi òptic a 40 x.

Les mesures que es poden observar en aquestes microfotografies han sigut obtingudes mitjançant una opció de mesura del propi programa de captura d’imatge de l’equip de microscòpia. Aquest programa ha sigut utilitzat per capturar els vídeos i les imatges del treball experimental.

Si no hi ha ous a la cambra incubadora, es pot observar al microscopi una altre diferència entre els dos sexes. No es possible fer una observació a simple vista ja que es tracta del ganxo copulador. Aquest és una estructura de forma corbada que posseeix el mascle. Per poder veure’l és imprescindible utilitzar uns augments majors que els emprats fins ara. S’ha realitzat una microfotografia a 1000x per observar-lo correctament, aquest és troba en la regió del primer apèndix toràcic.

2.2.3 Fisiologia

Dintre d’aquest apartat es parla de la reproducció, la nutrició i respiració.

Reproducció: En condicions normals les femelles es reprodueixen mitjançant ous partenogenètics. Aquests poc a poc s’aniran acumulant dins de la cambra incubadora fins que estiguin totalment desenvolupats. Un cop aquests ous ja s’han desenvolupat totalment s’alliberen al medi exterior, la quantitat alliberada dependrà de l’espècie i de la disponibilitat d’aliments del medi on es trobi. L’aparició de mascles només es dóna en unes condicions determinades, ja sigui per la disminució dels recursos del medi on es troba allotjada la població o bé per un augment important de la densitat d’aquesta. Amb l’aparició del mascle es dur a terme la reproducció sexual, en aquest procés el mascle utilitza el ganxo copulador per atrapar a la femella i posteriorment fecundar-la. Un cop la femella ha sigut fecundada, la cambra incubadora pateix alguns canvis que porten a la formació de l’efipi. És normal que la reproducció sexual es produeixi en situacions d’estrès per a la població ja que està relacionada amb l’aparició d’ous de resistència. Aquest procediment li proporciona a l’espècie una major variabilitat genètica i per tant amb més possibilitats de supervivència en unes condicions ambientals desfavorables.

Nutrició: La majoria de cladòcers són filtradors no selectius i per tant el seu regim pot ser fitòfag[4] o detritívor[5]. La nutrició s’inicia en la boca, on entren algues microscòpiques que serveixen com a aliment a la puça d’aigua. Posteriorment passen al tub digestiu fins arribar a l’intestí mitjà. En aquest òrgan es produeix la digestió i l’absorció dels nutrients, finalment les substàncies de rebuig són eliminades.

Respiració: la zona ventral està lleugerament oberta per tal de garantir una major entrada d’aigua a les extremitats davanteres, les quals fan d’òrgans respiratoris ja que estan dotats d’apèndix branquials. El moviment continu dels apèndix davanters serveix bàsicament per oxigenar la seva sang.

---

[1] pH neutre: el nivell de pH de l’aigua ha de ser d’ aproximadament 7.

[2] Zona dorsal: zona posterior de la puça d’aigua.

[3] Microfotografia d’una Daphnia magna a 40x i esquema comparatiu de la seva morfologia.

[4] Fitòfag: s’alimenta de matèries vegetals.

[5] Detrívor: s’alimenta de detrits orgànics produïts per altres éssers.