ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Целью проекта является проведение сравнительного анализа анатомии эхиурид и реконструкция путей морфологических преобразований основных систем органов в пределах группы.
Echiurids are unsegmented worms, which are traditionally regarded as the phylum of invertebrates, but recently are supposed to be the part of annelids. The studies of several last years have shown the abundance of echiurids in deep sea benthic associations. Echiurids mostly live within substrata and leave the probvoscis on the surface of substrata. Such a hidden life style makes echiurids practically inaccessible for comprehensive morphological investigations. At the same time, such studies are very important to realise the echiurid biology that is valuble for understanding of the benthic associations functioning (including the deep sea associations). Our previous results have shown that the organization of many organ systems in echiurids differs from literature data, which were mostly obtained for Bonellia viridis. Moreover, the use of 3D reconstructions allowed us to obtain new detailed data on anatomy of organ systems that is important for future morpho functional analysis to understand echiurid biology. During the project, microscopical anatomy and histology of all organ systems will be studied by histological method, histochemistry, computer micro CT, 3D reconstructions, immunocytochemistry, and confocal laser scanning microscopy. In the project, species from main groups of echiurids will be studied: Bonellia viridis, Bonellia sp., Alomasoma nordpacificum, Echiurus echiurus, Urechis unicinctus, Lissomyema mellita. In the most accessible species (Bonellia viridis, Urechis unicinctus), the early embryogenesis, larval development, and metamorphosis will be studied by immunocytochemistry, confocal laser scanning microscopy, transmission and scanning electron microscopy. This study will allow to obtain data on formation and future fate of all organ systems in echiurids.These results will be used in compareative analysis to reconstruct the ancestral type of organization of circulatory, coelomic, and excretory systems and digestive tube. The diversity of this ancestral type will be revealed in main groups of echiurids. The results of comparative analysis will allow to recostruct the main ways of echiurid evolution. The results of morpho functional analysis will help to understand the peculiarities of echiurid biology.
В ходе проекта будут получены новые оригинальные результаты по анатомии и гистологии нескольких видов эхиурид, принадлежащих основным группам. Поскольку большинство этих видов ранее не были исследованы современными методами, то все полученные данные будут новыми для науки. Так для всех видов будет 3D проведена реконструкция всех систем органов: пищеварительной, кровеносной, выделительной, нервной, половой - на основе полных серий гистологических срезов или данных компьютерной микротомографии (для крупных видов реконструкция будет проведена на основе данных анатомических вскрытий). Впервые гистохимическими методами будет выявлено распределение железистых клеток, соединительной ткани, мускулатуры, нервных клеток в составе хобота, стенки тела, щетинконосных мешков и всех основных систем органов. На основе полученных данных будет проведен морфо-функциональный анализ и выявлены особенности биологии конкретных видов, в том числе одного из наиболее многочисленных видов морских глубин (Alomasoma nordpacificum). Составленные 3D схемы будут использованы для сравнительного анализа и для реконструкции исходного плана строения систем органов у эхиурид. В том числе будет решен вопрос о строении целома и его компартментализации у взрослых эхиурид, реконструирована кровеносная система и выдвинуто предположение о возможных путях ее трансформации в пределах группы. Впервые будут проведены работы по полномасштабному изучению ультратонкой организации всех систем органов у эхиурид на примере Bonellia viridis. Будет реконструировано строение клеток эпидермиса, соединительной ткани, целомической выстилки. Впервые будет описано гистохимическое и ультратонкое строение всех отделов пищеварительного тракта и на основе новых данных будет выдвинуто предположение о возможном функционировании всех его отделов, в том числе загадочного сифона средней кишки. Будут получены новые данное об ультратонком строении кровеносных сосудов, в том числе протестирована гипотеза о синцитиальной природе стенки аксиального сосуда хобота. Будут получены данные о клеточном составе нервных стволов, в состав которых по нашим предварительным данным входят нейроны различных типов, изучено строение колатералей и их связь со стенкой тела. Впервые иммуноцитохимические методы и сканирующая лазерная конфокальная микроскопия будут применены для изучения организации систем органов взрослых эхиурид на примере Bonellia viridis: будет изучена мио- и нейроанатомия хобота, выявлены зоны цилиации хобота, изучено распределение серотонинэргических и FRMF-амидэргических клеток в брюшном нервном стволе (у ювенильных эхиурид распределение этих клеток носит метамерный характер - возможно, он сохраняется и у взрослых животных). На новом методологическом уровне будет изучено эмбриональное и личиночное развитие эхиурид на примере Urechus unicinctus и Bonellia viridis. На основе данных с конфокального лазерного сканирующего микроскопа будут получены 3D реконструкции нервной и мышечной систем личинок и ювенильных животных; будет прослежено развитие и судьба в метаморфозе основных систем органов у двух видов эхиурид, принадлежащих двум основным группам.
За время работы по теме проекта коллективом была детально описана микроскопическая анатомия глубоководной эхиуриды Protobonellia zenkevitchi (Киселева, 2013, 2014; Kuznetsov, Temereva, Kisileva, 2017; Темерева, Кузнецов, Киселева, 2017). Были выявлены необычные особенности организации хобота, пищеварительного тракта, кровеносной и целомической систем у исследованного вида. Так была описана необычная морфология хобота, который подразделен на 3 отдела: дистальный, средний и проксимальный. В составе соединительной ткани дистального конца хобота были обнаружены крупные вакуолизированные клетки, выполняющие, вероятно, опорную функцию. Было высказано предположение об особом положении хобота на грунте во время питания животного. Было показано, что по сравнению с известными из литературы схемами кровеносная система Protobonellia zenkevitchi демонстрирует существенное упрощение, выраженное в отсутствии некоторых основных кровеносных сосудов. У Protobonellia zenkevitchi впервые был описан дополнительный отдел кишечника, который представляет собой крупный дивертикул постсифонального отдела средней кишки. Впервые для эхиурид описана анальная лопасть, а так же особый восходящий отдел задней кишки, который заканчивается вентрально расположенным анусом. К сожалению, в этой работе не был использован метод 3D реконструкций по сериям срезов в отношении кровеносной системы и кровеносная система не была реконструирована в деталях. Этот пробел планируется восполнить в ходе настоящего проекта.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2020 г.-26 декабря 2020 г. | Сравнительная анатомия эхиурид (Annelida, Echiura) |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2021 г.-28 декабря 2021 г. | Сравнительная анатомия эхиурид (Annelida, Echiura) |
Результаты этапа: Детальное изучение ультратонкой организации хобота самок Bonellia viridis позволило выявить четыре морфо-функциональные зоны эпидермиса, различющиеся особенностями строения и, вероятно, выполняемыми функциями. Необычной чертой строения эпителиальных клеток хобота явлется наличие везикул, мультивезикулярных телец и фагосом, что свидетельствует о способности клеток к эндоцитозу. Таким образом, хобот является пищедобывательным органом не только на органном, но и на клеточном уровне. Впервые показана клеточная, а не синцитиальная, как считалось ранее, природа аксиального кровеносного сосуда хобота. Выдвинуто предположение, что аксиальный кровеносный сосуд, так же как и латеральные, является производным целомического эпителия, однако, вокруг аксиального сосуда целомическая полость редуцировалась. Ультраструктурные исследования эпителия различных участков средней кишки показали наличие в клетках гастродермиса специфических концентрических включений, которые, возможно, являются продуктом утилизации вредных веществ. В составе нервных стволов хобота и брюшного нервного ствола выявлены вспомогательные клетки, соответствующие по строению клеткам радиальной глии беспозвоночных с интраэпидермальными нервными центрами. Выдвинуто предположение, что эти клетки входят в состав нервных стволов в ходе их субэпидермальной ингрессии. Впервые обнаружены гигантские нервные волокна в составе нервных стволов хобота. Выявлена секреторная и фагоцитозная активность клеток эпителия накопительного мешка гонодукта. Наличие секреторной активности клеток может свидетельствовать о питании зародышей, развивающихся в накопительном мешке. Фагоцитозная активность, свидетельствует об утилизации продуктов обмена, которые могут возникать в ходе развития зародышей. Методами световой и сканирующей электронной микроскопии, а так же компьютерной микротомографии и серийной резки полутонких срезов исследована анатомия Bonellia minor. Наиболее необычной чертой организации представителей этого вида является наличие очень крупного накопительного мешка гонодукта, и созревание женских гамет вдоль всей длины брюшного кровеносного сосуда, а так же на стенках тела. Обилие зрелых ооцитов свидетельствует, что не смотря на мелкие размеры, особи B. minor способны продуцировать большое количество половых продуктов. Еще одной необычной чертой строения является наличие у B. minor выраженного подглоточного ганглия, хотя у всех эхиурид описано медулярное строение брюшного нервного ствола. Проведена серийная гистологическая резка Echiurus echiurus.Обнаружены такие необычные для эхиурид особенности организации как наличие ресничных желобков на вентральной поверхности хобота, наличие крупных кожных папилл в передней трети туловища, особое разделение и локализация целомических каналов хобота, которые тянутся вплоть до середины туловища. Начата работа по изучению анатомии и гистологии Hamingia arctica. В том числе методом компьютерной микротомографии проведено изучение анатомии парных гонодуктов и показано, что они открываются двумя независимыми половыми протоками, а не единым гонопором, как это описано в литературе. | ||
3 | 1 января 2022 г.-26 декабря 2022 г. | Сравнительная анатомия эхиурид (Annelida, Echiura) |
Результаты этапа: За всё всремя работы по проекту изучена морфология, гистология и ультраструктура систем органов 6 видов эхиурид, принадележащих разным кладам: Bonellia viridis, Bonellia minor, Hamingia arctica, Protobonellia zenkevitchi, Echiurus echiurus, Lissomiema mellita. Впервые методами световой, электронной микроскопии и иммуноцитохимии в сочетании с лазерной конфокальной микроскопией детально изучено строение хобота и различных систем органов у Bonellia viridis. Методом сканирующей электронной микроскопии выявлены детали тонкой морфологии в строении систем органов Bonellia viridis и Lissomiema mellita. Показано, что вдоль латеральных сторон хобота у L. mellita проходят регулярные дорсо-вентральные желобки. Диаметр желобков составляет около 7 мкм. Вентральная сторона хобота несет многочисленные реснички, тогда как дорсальная сторона ресничек лишена. Выдвинуто предположение, что во время питания хобот располагается на грунте дорсальной стороной вниз, контактируя с поверхностью грунта утолщенными латеральными краями. Сбор частиц пищи осуществляется на латеральных краях хобота: частицы детрита захватываются длинными ресничками латеральных желобков и транспортируются на вентральную сторону по которой продвигаются ко рту. Вероятно, ресничные желобки регулируют диаметр захваченных частиц и L. mellita собирает с поверхности грунта тонкий детрит. Это предположение подтверждается особенностями анатомической организации передней кишки, которая у L. mellita чрезвычайно короткая, что, возможно связано с тем, что пища не требует тщательной механической обработки. В стенке тела у L. mellita располагаются многочисленные эпидермальные железы, строение которых сильно различается в переднем и заднем участках туловища. Впервые для эхиурид описан новый тип железистых клеток. Это гигантские железы в заднем участке туловища у L. mellita. Диаметр клеток превышает 100 мкм, а их секрет, возможно, используется при строительстве норы в известковом субстрате, где были собраны особи этого вида. Методом 3D реконструкций по сериям срезов изучена анатомия Bonellia viridis и Lissomyema mellita. Впервые наглядно показано соотношение целомических полостей у обоих видов. Целомические каналы хобота заходят в туловищный целом, но не сливаются с ним, а охватывают глотку латерально и сливаются друг с другом на вентральной стороне глотки, ниже рта. Такое расположение хоботного целома позволяет предполагать, что хобот - производное постротового сегмента тела, а сам хобот может быть гомологизирован с ресничными пищедобывательными аппаратами перистомиума других аннелид. В передней части туловища целом подразделен многочисленными мезентериями на камеры, которые прикрепляют верхние отделы передней кишки к стенке тела. Однако, эти мезентерии не образуют сплошной диафрагмы, которая ранее была описана для некоторых эхиурид. Необычную организацию у L. mellita имеет кровеносная система, в составе которой по данным 3D реконструкции входят дополнительные, ранее не описанные у эхиурид, элементы. Из 4-х гонодуктов, описанных у L. mellita, только 3 нормально развиты у половозрелых особей. Проведен анализ развития и строения гонодуктов эхиурид на разных этапах репродуктивного периода. Выявлено, что не смотря на традиционное мнение, морфология воронки у неразвитых гонодуктов может сильно отличаться от таковой у нормально развитых гонодуктов, а может и вовсе отсутствовать. Впервые изучена анатомия, тонкая морфология и гистология систем органов Bonellia viridis с применением методов сканирующей электронной микроскопии, 3D реконструкций по сериям срезов и гистохимии. Выявлены ранее неописанные для эхиурид особенности организации различных систем органов. В том числе впервые описан латеральный мезентерий, подразделяющий туловищный целом в передней части туловища на вентральную и дорсальную камеры. Обнаружено интраваскулярное тело в дорсальном кровеносном сосуде. Это образование представляет собой скопление клеток, прикрепленное тонкими тяжами к стенке сосуда. Возможно, интроваскулярное тело принимает участие в кроветворении и производстве форменных элементов крови у Bonellia viridis. Впервые методом сканирующей электронной микроскопии изучена тонкая морфология гонодукта Bonellia viridis. На конце накопительного мешка непарного гонодукта обнаружена пора, вероятно, связывающая полость мешка и полость туловищного целома, в котором происходит созревания женских гамет. Возможно, через пору мужские гаметы, продуцируемые самцами, живущими в особой сумке гонодукта - андраэциуме, проникают в полость туловищного целома, где и происходит оплодотворение. Ранее подобная пора была обнаружена у Protobonellia zenkevitchi. У этого вида в полости туловищного целома находятся оплодотворенные яйца, не имеющие ядрышка и окруженные оболочкой оплодотворения. Все эти находки могут свидетельствовать о том, что у боннелид в целом копуляция гамет происходит в полости туловищного целома, а не в накопительном мешке гонодукта. Оплодотворение в полости туловищного целома, а не в накопительном мешке, вероятно, уменьшает возможность полиспермии. Методами световой, сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии изучена организация хобота самок эхиуриды Bonellia viridis. У представителей рода Bonellia хобот подразделен на длинный ствол и две терминальные лопасти. Традиционно считается, что именно терминальные лопасти служат для сбора пищевых частиц. Однако, проведенный в ходе работы анализ клеточного строения эпителия терминальных лопастей показал, что он устроен так же как эпителий латеральных сторон ствола хобота и, вероятно, эти стороны так же способны принимать участие в сборе пищевых частиц. Наибольшее сходство терминальных лопастей и латеральных зон ствола хобота проявляется в наличии в этих областях специализированных субэпидермальных желез нескольких типов. Впервые детально описано тонкое строение эпителиальных клеток хобота и показано, что их апикальная мембрана формирует глубокие эндоцитозные впячивания, а в апикальной цитоплазме много везикул, мультивезикулярных телец и фагосом. Наличие этих структур являются свидетельством эндоцитозной активности. Таким образом, хобот является пищедобывательным органом не только на органном, но и на клеточном уровне. Этот интересный факт ранее не был отмечен для других животных, использующих различные выросты тела для сбора пищевых частиц с поверхности грунта – например, других аннелид из семейств Oweniidae, Spionidae, Terebellidae. Интересной особенностью организации эпителия хобота самок эхиуриды Bonellia viridis является отсутствие выраженной базальной пластинки. Как известно, наличие базальной пластинки является одной из обязательных характеристик настоящих эпителиев. Отсутствие базальной пластинки, вероятно, объясняется активностью бонеллин-секретирующих клеток. Бонеллин – это тетрапиррольный пигмент, который обуславливает зеленый цвет боннелид и имеет выраженные биоцидные свойства, существенно усиливающиеся на свету. Клетки, секретирующие бонеллин, содержатся в соединительной ткани хобота и туловища. Они способны мигрировать и встраиваться между клетками покровного эпителия для выделения бонеллина в случае опасности. Это встраивание, вероятно и обуславливает отсутствие базальной пластинки под эпителием хобота. Бонеллин-секретирующих клеток больше на вентральной стороне хобота, которая повернута в толщу воды и на которую может попасть свет. В работе впервые было показано, что в секреции бонеллина принимает участие не только комплекс Гольджи, как считалось ранее, но и густая сеть каналов шероховатого эндоплазматического ретикулюма. Впервые были описаны ресничные клетки в составе эпителия дорсальной стороны хобота, которая обращена к субстрату. Наличие таких клеток, вероятно, обеспечивает медленное скольжение хобота по субстрату. Кроме того, в составе дорсального эпителия чрезвычайно многочисленны интраэпидермальные железы, выделяющие слизистый секрет, который обеспечивает защиту эпителия от механических повреждений о субстрат. Впервые показано, что трансверсальные мышцы имеются в хоботе только под вентральным эпителием, а их сокращение обеспечивает изгибание хобота на вентральную сторону, что способствует формированию своего рода канала, по которому собранные частицы пищи движутся ко рту. На основе анализа организации покровов выделены четыре зоны хобота, различающиеся ультратонким строением, цилиацией, обилием и составом железистых и бенеллин-секретирующих клеток: вентральная, дорсальная и две латеральных. Каждая зона выполняет определенные функции: дорсальная отвечает за механическую защиту и скольжение на грунте, вентральная – за химическую защиту и транспортировку пищевых частиц, латеральные (и терминальные лопасти) – за сбор, склеивание и сортинг пищевых частиц. Изучено тонкое строение кровеносных сосудов хобота самок эхиуриды Bonellia viridis. Впервые показана клеточная, а не синцитиальная, как считалось ранее, природа аксиального кровеносного сосуда хобота. Выдвинуто предположение, что аксиальный кровеносный сосуд, так же как и латеральные, являются производными целомического эпителия, однако, вокруг аксиального сосуда целомическая полость редуцировалась. Удивительной особенностью клеток аксиального сосуда является наличие у них многочисленных длинных выростов, направленных, как в просвет сосуда, так и в толщу соединительной ткани. Наличие этих выростов свидетельствует об активном клеточном транспорте веществ: их поглощении и выделении. Изучена ультраструктура стенки тела в переднем и среднем участках туловища самок Bonelia viridis. В передней части туловища покровный эпителий образован столбчатыми клетками высотой 15-20 мкм. Клетки соединены клеточными контактами, но их базальные части не подостланы единым слоем базальной пластинки. Апикальная поверхность клеток лишена речничек и несет толстые короткие микроворсинки. В цитолпазме апикальных частей клеток находятся мультивезикулярные тельца. Средняя часть клеток занята крупными вакуолями с электронно-прозрачным содержимым. В состав эпителия передней части туловища входят многочисленные субэпидермальные железы двух типов: с электронно-прозрачным содержимым и гранулами секрета средней электронной плотности. Железы первого типа чрезвычайно крупные и занимают все пространство соединительной ткани под покровным эпителием. В среднем участке туловища эпителий образован столбчатыми клетками высотой 15 мкм и состоит из поддерживающих клеток и интраэпидермальных железистых клеток. Поддерживающие клетки несут многочисленные длинные (5 мкм) микровилли, между которым располагается слой кутикулы. В цитоплазме поддерживающих клеток проходят мощные пучки тонофиламентов. Цитоплазма интраэпидермальных железистых клеток заполнена крупными вакуолями с электронно-прозрачным секретом. В среднем участке туловища в толще соединительной ткани располагаются субэпидермальные железистые клетки, цитоплазма которых заполнена крупными вакуолями с содержимым средней электронной плотности. Различия в строение стенки тела в разных участках туловища отражают особенности функционирования каждого из них: в переднем туловищном участке, вероятно, происходит выделение вещества, выстилающего нору, а эпителий средней части продуцирует слизь, облегчающую движение червя в норе и на поверхности субстрата. Проведено изучение тонкой организации эпителия пищеварительной трубки в разных ее участках. Выпервые обнаружено, что основу эпителия гиззарда составляют клетки, демонстрирующие как высокую секреционную активность, так и эндоцитозную активность. Это веретеновидные клетки с расширенной базальной частью, в которой располагаются цистерны секреторного ааппарата, сложенные в многочисленные стопки. Просвет цистерн заполнен электронно-плотным содержимым, которое отшнуровывается в виде пузырьков. Эти пузырьки сливаются друг с другом, формируя округлые гранулы. Гранулы обнаруживаются в апикальной цитоплазме клеток. Вероятно, так происходит секреция пищеварительных энзимов, поступающих в просвет гиззарда. Апикальная поверхность клеток гиззарда несет многочисленные микроворсинки и жгутики. Апикальная цитоплазма заполнена многочисленными пузырьками разного диаметра, мультивезикулярными тельцами и митохондриями. Вдоль клеток от апикальной до базальной части проходят пучки электронно-плотных тонофиламентов. Между микроворсинками в просвете гиззарда обнаружены бактерии. Изучена ультратсруктура пресифонального и сифонального отделов средней кишки. В пресифональном отделе пищеварительной трубки эпителий образован ресничными микровиллярными клетками, цитоплазма которых заполнена многочисленными гранулами гликогена и липидными включениями разного диаметра и средней электронной плотности. Апикальная цитоплазма клеток формируют крупные выпячивания в просвет кишки, которые заполнены гранулами гликогена. Отдельные гранулы гликогена, а так же отшнуровавшиеся от клетки выпячивания, содержащие гликоген, обнаруживаются в просвете пищеварительной трубки. В некоторых клетках вся цитоплазма заполнена цистернами шероховатого эндоплазматического ретикулюма. Клетки соединены друг с другом септированными контактами. Сифональный отдел средней кишки имеет особое строение. В цитоплазме клеток обнаружены специфические концентрические включения. Ультраструктура этих включений чрезвычайна характерная и позволяет сравнить их с похожими включениями, которые ранее были описаны в кишечнике многих видов нематод и в покровах некоторых цестод. Известно, что у этих животных концентрические включения играют важную роль в связывании химических агентов, присущих окислительно-восстановительным средам. Интересно, что изученные особи B. viridis были обнаружены на поверхности субстрата, лишенного признаков окислительно-восстановительной среды. Новые результаты указывают на наличие у B. viridis и, возможно, у всех эхиурид преадаптации к жизни в окислительно-восстановительных средах. Возможно, однако, что концентрические включения являются продуктом утилизации вредных веществ. Детальное ультраструктурное исследование латеральных нервных стволов хобота и вентрального нервного ствола позволило выявить в их составе вспомогательные клетки, соответствующие по строению клеткам радиальной глии беспозвоночных с интраэпидермальными нервными центрами. Эти клетки формируют выросты, в которых проходят плотные (промежуточные) филаменты, крепящиеся к слою неклеточного вещества. Выросты формируют полную обкладку отдельных перикариев или групп перикариев. Выдвинуто предположение, что эти клетки входят в состав нервных стволов в ходе их субэпидермальной ингрессии. Впервые обнаружены гигантские нервные волокна в составе нервных стволов хобота. Гигансткие нервные волокна - обычная черта строения нервной системы аннелид, однако ранее они не были описаны у эхиурид. Возможно, их наличие в хоботе связано с его большой длиной и необходимостью быстрого проведения импульса вдоль этого длинного выроста. В составе латеральных нервных столово хобота обнаружено 4 типа перикариев, различающихся относительным соотношением ядра и цитоплазмы, ультраструктурными особенностями ядер и характером превалирующих синаптическихъ пузырьков. Впервые для изучения нервной системы эхиурид применен метод иммуноцитохимии в сочетании с лазерной конфокальной микроскопией, который позволил выявить в составе латеральных стволов хобота серотонин-эргические клетки, а так же обнаружить добавочный краевой нерв хобота. Краевой нерв проходит вдоль маргинального края терминальный лопастей хобота и связан с нервной петлей многочисленными радиальными нервами. От краевого нерва к эпителию маргинального края отходят сериальные радиальные нервы. Интересно, что не смотря на то, что в латеральных стволах хобота серотонин-эргические клетки распределены более менее равномерно и довольно многочисленны, они практически отсутвуют в нервной петле, краевом нерве и краевых радиальных нервах. Вероятно, наличие краевого нерва обеспечивает дополнительную иннервацию эпителия терминального края лопастей хобота, в состав которого входят многочисленные железистые клетки, обеспечивающие как сбор пищевых частиц, так и приклеивание хобота к субстрату. Изучена ультраструктура воронок и каналов анальных мешков самок B. viridis. Апикальная поверхность каналов анальных мешков образует многочисленные длинные микроворсинки. Апикальная цитоплазма заполнена пузырьками и мультивезикулярными телами. Клетки каналов обладают высокой эндоцитозной активностью. Изучена ультраструктура стенки накопительного мешка гонодукта самок B. viridis. Установлено, что эпителиальные клетки являются секреторными, поскольку в их цитоплазме имеются многочисленные цистерны комплекса Гольджи. Апикальная поверхность этих клеток образует многочисленные сильно разветвленные микроворсинки. В состав эпителия входят клетки, цитоплазма которых заполнена многочисленными фагосомами. Вероятно, стенка накопительного мешка может продуцировать вещества, необходимые для питания развивающихся зародышей, а так же способна поглощать различные метаболиты. Метаболиты в виде крупных гетерогенных гранул накапливаются в некоторых клетках стенки накопительного мешка, которые и являются подобием почек накопления. Детально изучено строение кровеносных сосудов хобота у B. viridis. Показано, что стенка аксиального кровеносного сосуда образована миоэпителиальными клетками, которые соединены друг с другом клеточными контактами. Клетки формируют многочисленные тонкие анастомозирующие друг с другом выросты, которые направлены в просвет сосуда, а так же в толщу соединительной ткани хобота. Впервые доказана клеточная, а не синцитиальная как считалось ранее природа акисального сосуда хобота у эхиурид. Строение стенки аксиального сосуда сходно таковым у латеральных сосудов, которые проходят в латеральных целомических каналах. Возможно, это свидетельствует о том, что вокруг аксиального сосуда тоже проходил целомический канал, который редуцировался вследствии мощного развития соединительной ткани хобота вдоль его медиальной оси. Методами световой и сканирующей электронной микроскопии, а так же компьютерной микротомографии и серийной резки полутонких срезов исследована анатомия Bonellia minor. Наиболее необычной чертой организации представителей этого вида является наличие очень крупного накопительного мешка гонодукта, и созревание женских гамет вдоль всей длины брюшного кровеносного сосуда, а так же на стенках тела. Обилие зрелых ооцитов свидетельствует, что не смотря на мелкие размеры, особи B. minor способны продуцировать большое количество половых продуктов. Еще одной необычной чертой строения является наличие у B. minor выраженного подглоточного ганглия, хотя у всех эхиурид описано медулярное строение брюшного нервного ствола. Проведена серийная гистологическая резка Echiurus echiurus.Обнаружены такие необычные для эхиурид особенности организации как наличие ресничных желобков на вентральной поверхности хобота, наличие крупных кожных папилл в передней трети туловища, особое разделение и локализация целомических каналов хобота, которые тянутся вплоть до середины туловища, оставаясь обособленными от туловищного целома. Проведена работа по изучению анатомии и гистологии Hamingia arctica. В том числе методом компьютерной микротомографии исследована анатомия парных гонодуктов и показано, что они открываются двумя независимыми половыми протоками, а не единым гонопором, как это было описано описано в литературе. Полученные данные являются новыми для науки и позволяют узнать больше о биологии эхиурид и особенностях их анатомии, которые могут быть использованы в дальнейшем сравнительном анализе для реконструкции путей эволюционных преобразований группы. Результаты морфологических исследований подтверждают данные молекулярной филогенетики и поддерживают современную систему группы Echiura, в которой можно выделить два сестринских таксона - Bonellida и Echiurida. Представители Bonnelida сохранили анатомическую и цитологическую примитивность в строении кровеносной и целомической систем органов: наличие только спинного и брюшного кровеносного сосудов, наличие эпителиально-мышечных клеток в составе стенок кровеносных сосудов и спланхноплевры. В то же время представители Bonellida приобрели необычные черты репродуктивной биологии, связанные с наличием карликовых самцов, особым строением гонодукта и наличием заботы о потомстве. У представителей Echiurida репродуктивная биология сохраняет вероятно исходный для аннелид паттерн - раздельнополость и отсутствие заботы о потомстве. На основе сравнительного анализа можно сделать вывод, что эхиуриды сохранили многие черты анатомии и ультраструктурной организации, которые, вероятно, были свойственны общему предку аннелид. К таким чертам можно отнести подразделение целомической полости на компартменты - хоботный, соотвествующий целому перистомиума, и туловищный; наличие околоротового пищедобывательного аппарата, трансформировавшегося в хобот; эпителиально-мышечные клетки в составе целомической выстилки хоботного и туловищного целомов; отсутствие выраженных гонад в виде обособленных целомических мешков. В то же время, эхиуриды приобрели и некоторые особенности в строении различных систем органов, связанные, в основном, с их образом жизни седиментаторов и активных представителей инфауны. К таким особенностям можно отнести специализацию пищедобывательного аппарата - хобота - и появление у него функциональных зон; специализацию стенки тела туловища, связанную со строительством норы и жизнью в ней; исключительно дробную дифференцировку передней, средней и задней кишки, связанную с особенностями питания частицами грунта разного диаметра; редукцию дорсального кровеносного сосуда на большем протяжении туловища, связанную с редукцией дорсального мезентерия, которая в свою очередь вызвана постоянным движением целомической жидкости. Все полученные результаты являются новыми для науки. Впервые комплекс методов был применен для изучения анатомии систем органов необычных представителей типа кольчатых червей - Echiura. В результате работ впервые была описана зональность хобота эхиурид и выдвинуты предположения о возможном функционировании различных зон. Для некоторых представителей клады Echiurida впервые предположен сортинг пищевых частиц на хоботе и достоверно показано наличие ресничных желобков хобота. В строении стенки туловища впервые выявлены различия, выражающиеся в распределении, обилии и характере интраэпидермальных и субэпидермальных желез. Эти различия, вероятно, связаны с жизнью в толще субстрата, в том числе в норах и других убежищах. Впервые проведена 3D реконструкция целомической системы и выявлено 2 целомических компартмента: хоботный и туловищный. Выдвинуто предположение о гомологии хобота эхиурид и пищедобывательных придатках перистомиума других аннелид. Впервые проведена 3D реконструкция пищеварительной системы разных видов эхиурид и показано, что хотя пищеварительная трубка имеет сходное разделение на отделы, но выраженность этих отделов может варьировать в широких пределах и зависит от характера потребляемой пищи. Впервые реконструирована кровеносная система у представителей группы Echiurida и Bonellida. Основные изменения анатомической организации кровеносной системы касаются нейроинтестинального и кровеносного сосудов, которые являются, вероятно, новоприобретением эхиурид по сравнению с исходным типом организации кровеносной системы у аннелид. Впервые на современном уровне доказана клеточная, а не синцитиальная как считалось ранее, природа строения аксиального кровеносного сосуда хобота у представителей Echiurida и Bonellida. Впервые для эхиурид метод иммуноцитохимии и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии применен для изучения организации нервной системы. Благодаря применению этих методов выявлены серотонин-эргические нейроны в составе латеральных нервных стволов хобота, а так же обнаружен краевой нерв терминальных лопастей у Bonellia viridis. На ультраструктурном уровне впервые для эхиурид описаны вспомогательные клетки в составе латеральных нервных стволов хобота и брюшного нервного ствола туловища. По особенностям цитологической организации клетки могут быть интерпретированы как аналогические (или гомологичные) клеткам радиальной глии, которые типичны для интраэпидермальных нервных центров аннелид из так называемой базальной радиации (Oweniidae, Magelonidae). |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".