Панцирные клещи: потрясающий мир орибатид

Карлос Баррето 1, Зои Линдо1*

1Лаборатория почвенного биоразнообразия и экосистемных функций, Центр экспериментальных исследований в области изменений климата Биотрон, факультет биологии, Западный университет, Лондон, провинция Онтарио, Канада.

Панцирные клещи, или орибатиды – группа животных, родственных паукам, скорпионам и кровососущим клещам. Однако, обычно они значительно мельче (в основном до 0,5 см) и обладают различными механизмами для защиты от хищников. Обычно панцирные клещи живут в в земле и питаются грибами, бактериями и частичками почвы, становясь таким образом важной группой, участвующей в разложении органики. Орибатиды также поддерживают круговорот питательных веществ и почвообразование. Панцирные клещи также обитают в воде и даже на верхушках деревьев. Они распространены по всему свету, в лесах и пустынях, в том числе на побережьях озер и морей. Зачастую это самая многочисленная группа мелких почвенных животных, достигающая внушительной численности: 500 тысяч особей на квадратный метр. Разнообразие этих клещей различается от одного природного типа растительности или климатического пояса к другому и зависит от почвенных характеристик, таких как влажность, кислотность, содержание питательных веществ и тяжелых металлов.

КТО ТАКИЕ ПАНЦИРНЫЕ КЛЕЩИ?

Панцирные клещи (научное название – подотряд Oribatida) являются родственниками пауков, скорпионов и кровососущих клещей. У них также по восемь ног (Рисунок 1 и Рисунок 2). Тогда как к первым группам животных человек испытывает страх, панцирные клещи не вызывают таких эмоций, так как они безобидны для здоровья. Даже наоборот, они приносят пользу, участвуя в процессах образования почв и возвращая в природу питательные вещества. Орибатид называют панцирными клещами, поскольку они защищены твердой оболочкой (панцирем) наподобие жуков, которая помогает им оставаться несъеденными (Рисунок 1B и D). Иногда в иностранной литературе их называют еще и моховыми клещами, так как во мхах, низкорослых растениях, произрастающих на почве, они особенно многочисленны.

КАК ВЫГЛЯДЯТ ПАНЦИРНЫЕ КЛЕЩИ?

Большинство взрослых панцирных клешей имеют бурую окраску, но цвет между видами может варьировать от белесого до желтого или красно-коричневого (Рисунок 1А и Рисунок 2D) или почти черного. У большинства видов самцы и самки выглядят похоже, но неполовозрелые особи редко напоминают своих родителей (Рисунки 1E-H). Самки откладывают яйца, и когда из них появляются личинки клещей, они проходят еще три стадии развития перед тем, как достичь взрослого состояния. При переходе на следующую стадию развития, так как они продолжают расти, они линяют, сбрасывая внешние покровы, которые называются экзоскелетом. Некоторые виды продолжают носить на себе эти сброшенные линочные шкурки, используя их в качестве защиты от хищных клещей. Хищные клещи могут поедать некоторых орибатид. Панцирные клещи обычно имеют овальную форму тела, но некоторые из них могут быть почти шарообразными, когда они сворачиваются и убирают ноги внутрь (Рисунок 1B). У всех орибатид есть голова, присоединенная к телу и восемь ног, прикрепленных в центральной части их тела. У большинства видов панцирных клещей есть крошечные отверстия в покровах у мест прикрепления ног, через которые они дышат. Носа, как у людей, у них нет. Однако, на их ногах есть щетинки, которые выступают в качестве органов осязания, вкуса и даже обоняния (Рисунки 1C и 1D, а также 2C). На концах их лапок присутствуют коготки, которые напоминают ногти у людей (Рисунок 1D). У большинства орибатид нет настоящих глаз, но могут присутствовать светочувствительные органы, как например глазки, видимые на Рисунке 2B. У них не бывает зубов, но есть жевательные челюсти, которые ученые называют хелицерами (Рисунок 1D).

Панцирные клещи имеют малые размеры. Большинство из них имеют менее одного миллиметра в длину (обычно 0,3-0,7 мм), что соответствует двойному диаметру человеческого волоса. Некоторые-же по размерам сопоставимы с острым кончиком простого карандаша. Ввиду их малого размера, для наблюдения за ними необходимо использовать лупу или микроскоп. Несмотря на то, что орибатиды маленькие, и на первый взгляд покажутся нежными, они живут на этой планете уже многие миллионы лет, появившись до эры динозавров [1]!

Крошечные панцирные клещи передвигаются в почве на своих восьми ногах. Но ввиду своих размеров, за всю жизнь они проходят лишь несколько метров. Несмотря на это, они обладают способностью перемещаться и на значительные расстояния. Они могут путешествовать «автостопом» на других животных, например, птицах, лягушках и млекопитающих. Таким образом они преодолевают большие пространства. Другая стратегия – положиться на силу ветра, который, ввиду их малого веса, способен их переносить. Здорово, не правда-ли?!

ЗАЩИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Панцирные клещи в естественной среде своего обитания могут жить год и более (некоторые виды до пяти лет). Поскольку взросление занимает значительный промежуток их жизни, они не приносят многочисленного потомства и должны защищаться от хищников. Для защиты от врагов они выработали разнообразные механизмы. Они включают встающие дыбом (как шерсть у котов) щетинки (Рисунок 1С), бронированные покровы тела, которые превращают их в миниатюрные танки (Рисунок 1D и Рисунок 2A), способность сворачиваться в шар (Рисунок 1B) или маскировка частичками почвы, собственными линочными шкурками и другими остатками. У многих панцирных клещей есть специальные оборонительные железы, которые могут выделять едкий секрет во время атаки хищников.

РИСУНОК 1: Примеры панцирных клещей и их научные названия (A) Suctobelbella sp.; (B) Hoplophorella sp.; (C) защитные щетинки на Palaeacarus sp.; (D) твердый панцирь Diapterobates notatus, стрелка указывает на зубообразные челюсти (хелицеры), которые используются при еде; (E) молодой Lepidozetes sp.; (F) взрослый Lepidozetes sp. (обрати внимание, что молодые клещи и их родители выглядят очень по-разному); (G) молодой Tyrphonothrus sp.; и (H) взрослый Tyrphonothrus sp. (обрати вниманиечто в этом случае молодые клещи и их родители выглядят одинаково).

РИСУНОК 2: Разнообразие панцирных клещей и их научные названия. (A) Melanozetes crossleyi; (B) Hydrozetes sp., стрелка указывает на глазок, орган, позволяющий панцирным клещам видеть свет; (C) Collohmannia johnstoni; (D) Cersella sp.; (E) Nehypochthonius porosus; (F) молодой Eupterotegeaus sp.

ПОЧЕМУ ПАНЦИРНЫЕ КЛЕЩИ СТОЛЬ ВАЖНЫ?

Типичный рацион панцирного клеща включает в себя грибы и бактерии. Из-за своих пищевых предпочтений, они становятся важным звеном цикла питательных веществ. Клещи жуют опавшие листья, что приводит к их измельчению, которые дальше могут разлагаться грибами и бактериями. Когда орибатиды потребляют грибы и бактерии, накопленные в них вещества возвращаются вместе с фекалиями клещей в почву. Панцирных клещей считают частью почвенной пищевой сети, поддерживающей процесс разложения. Который является основополагающим для почвообразования.

ГДЕ ЖИВУТ ПАНЦИРНЫЕ КЛЕЩИ?

Панцирные клещи встречаются повсеместно, от лесов до пустынь и вдоль берегов озер и океанов во всех странах (Рисунок 3). Они обитают преимущественно в почве, где составляют наиболее многочисленную и богатую видами группу мелких почвенных животных, относящихся к **мезофауне **[2]. Они могут встречаться и в других местах, например, в коре и на стволах деревьев, во мху и даже на листьях. Орибатид находят даже на вершинах самых высоких деревьев и под водой. В общем, они могут жить почти везде!

РИСУНОК 3: Панцирные клещи встречаются в разных местах: (A) в лесах (Окрестности Швангау, Германия); (B) болотах (Хингам, штат Массачусетс, С.Ш.А.); (C) пустынях (штат Аризона, С.Ш.А.; (D) кронах деревьев (остров Ванкувер, Канада); (E) берегу океана (Нова Альмеида, Эсприто Санто, Бразилия) и (F) берегах озер (Асолсскали, Исландия).

Хотя сейчас известно более 10000 видов панцирных клещей, у нас есть веские основания полагать, что на самом деле в дикой природе неоткрытых еще видов гораздо больше. Число видов, которые можно обнаружить в одном местообитании может значительно различаться. Это определяется различными причинами, в том числе типом растительности, климатом, влажностью почвы, ее кислотностью, концентрацией питательных веществ и уровнем загрязнения почвы токсинами. Разные виды орибатид предпочитают разные условия среды. Например, некоторые виды предпочитают богатые питательными веществами почвы, тогда как другие – бедные почвы. В зависимости от природных условий, численность панцирных клещей может быть впечатляющей – до полумиллиона на одном квадратном метре лесной почвы. Это равно четырем тысячам клещей в одной пригоршне земли!

КАК МНЕ НАЙТИ ПАНЦИРНЫХ КЛЕЩЕЙ?

Если ты хочешь понаблюдать за панцирными клещами или другими почвенными животными, вам будет необходим эклектор для выгонки их от почвы, а также лупа или микроскоп. Ниже мы показываем, как построить свой собственный эклектор. Тебе понадобится помощь взрослых, но это просто. После того, как ты выгнал панцирных клещей из почвы, используй лупу, чтобы посмотреть, какими разными они могут быть. Если у тебя есть доступ к микроскопу, то дело пойдет еще быстрее!

Отправляйся на свой приусадебный либо дачный участок, или в городской парк. Панцирные клещи живут и в городах. Тебе надо будет собрать две-три пригоршни земли, опавших листьев или мха для помещения в эклектор (лучше взять образец глубиной до 10 см), которые потом следует поместить в эклектор. После помещения в эклектор придется набраться терпения. На то, чтобы панцирные клещи вышли из почвы, может потребоватьмся до трех дней. Хорошо! Сейчас пришло время построить свой эклектор!

Наконец, если тебе интересно, кто живет в почве, много других примеров увлекательных занятий можно найти в Главе 7 Всемирного атласа почвенного разнообразия [3]. Там много полезных ссылок на книги, игры, видео и другие увлекательные материалы! Посмотрите – не пожалеете!

Box 1 | Сооружение своего эклектора

Какие материалы вам понадобятся:

• Два листа гладкого картона или ватмана размеров 60 на 100 см.
• Два метра липкой полиэтиленовой пленки.
• Кулинарное сито диаметром примерно 24 см.
• Рулон туалетной бумаги шириной 10 см.
• Пластиковый пузырек или узкий стаканчикк.
• Настольная лампа с лампочкой накаливания (она должна быть горячей в работающем состоянии).
• Упаковочный скотч.
• Ножницы
• Карандаш
• Степлер
• Линейка.

Инструкция:

А. Нарисуй полукруг на листах картона или ватмана радиусом 25 см. Вырежи полукруг ножницами , как показано (А). Наложи и прикатай к полукругу липкую пленку с обеих сторон. Вырежи малый полукруг в середине листа.

Б. Сверни полукруг воронкой и скрепи степлером (B). Низ воронки должен образовать отверстие, через которое будут падать панцирные клещи и другие почвенные животные.

В. Прикрепи рулон туалетной бумаги к низу конуса c помощью скотча (C).

Г. Покрой другой лист картона или ватмана липкой пленкой (D). Сверни его в цилиндр диаметром 25 см. Зафиксируй цилиндр степлером. Позже ты прикрепишь его к верху воронки.

Д. Помести наверх воронки, но под бумажный цилиндр кулинарное сито (E).

Е. С помощью скотча соедини цилиндр и воронку так, чтобы сито лежало плотно между ними (F).

Ж. Загрузи образец почвы сверху через цилиндр в сито.

З. Подставь под носик воронки пластиковый пузырек или стаканчик.

И. Помести лампу над цилиндром и зажги ее. Включенный свет заставить панцирных клещей выйти из почвы вниз (G).

СЛОВАРИК

Экзоскелет

внешний скелет, который поддерживает и защищает тело животных, другими словами, это крепкие внешние покровы тела. У панцирных клещей он может быть очень твердым.

Глазок

Орган, который помогает панцирным клещам видеть свет, так как у них нет настоящих глаз.

Круговорот питательных веществ

Перемещение питательных веществ из одного живого организма в другой, а также в окружающую среду, в том числе в атмосферу, воду и почву.

Разложение

Разрушение мертвых растений и животных грибами и бактериями, которому помогают панцирные клещи и другие почвенные животные.

Мезофауна

Это понятие описывает почвенных животных среднего размера. Их диаметр может быть от 0,1 до 2 мм.

Эклектор

прибор, который помогает выгнать панцирных клещей и других животных из почвы. Лампа в его верхней части слегка нагревает почву и заставляет животных покинуть ее.

БЛАГОДАРНОСТИ

Мы признательны нашим учителям в области изучения панцирных клещей - доктору Рою Нортону и доктору Валери Бехан-Пельтиер за их ценные предложения. Особая благодарность Кейтлин Лионс, которая адаптировала наш текст для легкого восприятия детьми, а также нашим маленьким рецензентам и их научным наставникам. Мы благодарим Марилию Паулон за помощь в создании эклектора. Мы признательны доктору Мальте Йохум за приглашение поучаствовать в этой писательской инициативе.

ВКЛАД АВТОРОВ

К.Б. и З.Л. писали рукопись. К.Б. создал иллюстрации и составил инструкцию для сооружения эклектора.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

• Labandeira, C. C., Phillips, T. L., and Norton, R. A. 1997. Oribatid mites and the decomposition of plant tissues in paleozoic coal-swamp forests. Palaios12:319–53. - Behan-Pelletier, V. M., and Bissett, B. 1992. Biodiversity of Nearctic soil arthropods. Can. Biodivers. 2:5–14. - Coleman, D., Crossley, D., and Hendrix, P. F. 2004. Fundamentals of Soil Ecology, 2nd Edn. Amsterdam: Elsevier Academic Press, 1–386. - Orgiazzi, A., Bardgett, R. D., Barrios, E., Behan-Pelletier, V., Briones, M. J. I., Chotte, J. L., et al. (Eds.). 2016. Global Soil Biodiversity Atlas. Luxembourg: European Commission, Publications Office of the European Union.

TRANSLATION

DR. ANDREY ZAITSEVSenckenberg Museum of Natural History Görlitz, Germany; A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia.

Примечание переводчика: нашим русскоязычным читателям я-бы посоветовал книгу М.С. Гилярова и Д.А.Криволуцкого «Жизнь в почве». Также рекомендую ознакомиться с русским изданием книги ФАО «Волшебный мир почвы».

REFERENCES:

• М. С. ГИЛЯРОВ, Д. А. КРИВОЛУЦКИИ Жизнь в почве МОСКВА «МОЛОДАЯ ГВАРДИЯ» 1985.
• ФАО и МОП. 2021. Волшебный мир биоразнообразия почвы - Сборник из 10 детских историй со всего мира. Рим. doi.org/10.4060/cb4185ru

FUNDING (TRANSLATION)

The team Translating Soil Biodiversity acknowledges support of the German Centre for integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig funded by the German Research Foundation (DFG FZT 118, 202548816).

---