Артемия

Артемия (лат. Artemia) — род ракообразных из класса жаброногих (Branchiopoda), единственный представитель семейства Artemiidae. Артемии — мелкие (длиной 8–15 мм) рачки, обитающие в гиперсолёных водоёмах по всему миру, включая солёные озёра, лиманы и искусственные соляные бассейны. Благодаря высокой устойчивости к экстремальным условиям среды (солёность до 300 г/л, температура от −18 до +40 °C) и способности образовывать покоящиеся яйца (цисты), артемии являются важным звеном в пищевых цепях водных экосистем и широко используются в аквакультуре в качестве живого корма для рыб и креветок.

История изучения

Впервые артемия была описана в 1758 году Карлом Линнеем под названием Cancer salinus на основе образцов из соляных прудов Англии. В 1819 году французский зоолог Жан-Батист Ламарк выделил её в отдельный род Artemia. В XIX веке исследования артемий проводились в основном в Европе, где они встречались в соляных промыслах Средиземноморья. В 1906 году американский биолог Чарльз Д. Вандерпланк впервые описал жизненный цикл артемии, включая стадию цисты.

В XX веке интерес к артемии возрос в связи с развитием аквакультуры. В 1930-х годах в США началось промышленное производство цист артемии для кормления личинок рыб. В 1950-х годах советские учёные, в том числе из Института биологии внутренних вод РАН, изучили популяции артемии в озёрах Сибири и Казахстана. В 1970-х годах были открыты биполярные виды артемии в Антарктиде. В 2000-х годах генетические исследования подтвердили, что род Artemia включает несколько криптических видов, различающихся по хромосомному набору и экологическим предпочтениям.

Биология и жизненный цикл

Строение

Тело артемии состоит из головы, груди и брюшка. На голове расположены сложные фасеточные глаза, антенны (у самцов преобразованы в хватательные органы) и ротовой аппарат. Грудной отдел несёт 11 пар листовидных ножек, которые выполняют функции дыхания, фильтрации пищи и передвижения. Брюшко лишено конечностей и заканчивается вилочкой (фуркой). Окраска варьирует от беловатой до красной, что зависит от концентрации каротиноидов в тканях — у особей в водоёмах с высокой солёностью цвет более насыщенный.

Размножение

Артемии размножаются двумя способами:

• Бисексуальное размножение — самцы оплодотворяют самок, после чего те откладывают яйца в выводковую сумку. Из яиц выходят науплии (личинки) или цисты.
• Партеногенез — у некоторых видов (например, Artemia parthenogenetica) самки способны откладывать яйца без оплодотворения. Потомство при этом состоит только из самок.

Цисты — это покоящиеся яйца диаметром 200–300 мкм, покрытые плотной оболочкой (хорионом). Они могут сохранять жизнеспособность десятилетиями при высушивании, замораживании или воздействии радиации. При попадании в благоприятные условия (солёность 30–50 г/л, температура 20–30 °C) цисты набухают, оболочка разрывается, и через 15–24 часа вылупляются науплии — личинки длиной около 0,4 мм. Науплии проходят 15 линек, превращаясь во взрослых рачков за 2–3 недели.

Питание

Артемии — фильтраторы. Они питаются бактериями, одноклеточными водорослями (например, Dunaliella salina), детритом и органическими частицами размером 1–50 мкм. Пища захватывается грудными ножками, покрытыми щетинками, и направляется в ротовое отверстие. В условиях высокой плотности популяции артемии могут проявлять каннибализм, поедая науплий и цисты.

Классификация и виды

Род Artemia включает около 10–12 видов, различающихся по хромосомному набору (диплоидный, тетраплоидный, октоплоидный) и географическому распространению. Основные виды:

В России и странах бывшего СССР артемия встречается в солёных озёрах Западной Сибири (Кулундинская степь), Алтайского края (озеро Большое Яровое), Крыма (озеро Сасык-Сиваш) и Казахстана (озеро Тенгиз). Наиболее распространённый вид — Artemia parthenogenetica.

Применение

Аквакультура

Цисты артемии — основной стартовый корм для личинок многих видов рыб (лососёвых, осетровых, карповых) и креветок. Науплии артемии богаты белком (до 60% сухой массы), жирными кислотами (особенно омега-3) и каротиноидами. Для повышения питательной ценности науплий их обогащают витаминами и антибиотиками перед скармливанием. Мировое производство цист артемии составляет около 2000–3000 тонн в год, основные поставщики — США (Большое Солёное озеро), Китай (озеро Цинхай), Иран (озеро Урмия) и Россия (озеро Большое Яровое).

Научные исследования

Артемия используется как модельный организм в биологии развития, генетике и экологии. Благодаря короткому жизненному циклу и простоте культивирования, на ней изучают механизмы стрессоустойчивости, старения и адаптации к гиперсолёным условиям. Цисты артемии применяются в космических экспериментах для тестирования воздействия радиации и невесомости.

Промышленность

В некоторых регионах артемию используют для производства биомассы, богатой каротиноидами, которая применяется в качестве пищевой добавки для животных и в косметологии. В соляной промышленности артемии способствуют очистке рассолов от органических загрязнений, поедая бактерии и водоросли.

Экология и значение

Артемии играют ключевую роль в экосистемах гиперсолёных водоёмов. Они являются основным потребителем первичной продукции (водоросли, бактерии) и служат пищей для водоплавающих птиц (фламинго, уток, куликов) и некоторых видов рыб. В озёрах, где артемия отсутствует, часто наблюдается цветение сине-зелёных водорослей, что ухудшает качество воды.

В то же время артемии могут становиться инвазивным видом при интродукции в новые водоёмы. Например, Artemia franciscana, завезённая в Австралию и Азию, вытеснила местные виды артемии, что привело к сокращению биоразнообразия. В России артемия не считается инвазивной, так как её естественные популяции существуют в солёных озёрах Сибири и юга страны.

Интересные факты

• Цисты артемии могут сохранять жизнеспособность после пребывания в вакууме и при температурах, близких к абсолютному нулю (−273 °C). В 2019 году цисты артемии были возвращены на Землю после года на Международной космической станции, и из них вылупились жизнеспособные науплии.
• В озере Урмия (Иран) популяция артемии сократилась на 90% из-за засухи и забора воды на орошение, что привело к исчезновению фламинго, питавшихся рачками.
• Артемия способна выживать в рассолах с концентрацией соли, превышающей 300 г/л, что делает её одним из самых солеустойчивых животных на Земле.
• В аквакультуре для вылупления цист используют специальные инкубаторы с аэрацией и освещением; оптимальная плотность — 1–2 г цист на литр воды.

Источники

• Abatzopoulos, T. J., Beardmore, J. A., Clegg, J. S., & Sorgeloos, P. (2002). Artemia: Basic and Applied Biology. Kluwer Academic Publishers.
• Van Stappen, G. (1996). Artemia: A Manual for the Culture and Use of Brine Shrimp in Aquaculture. FAO Fisheries Technical Paper.
• Лаврентьев, А. В. (2015). «Биология артемии и её использование в аквакультуре». Вопросы рыболовства, 16(3), 45–58.
• Данные Института биологии внутренних вод РАН (Борок, Ярославская область) по популяциям артемии в озёрах России.