ИСТИНА

Запланированные работы имеют следующие цели: • разработать новую модельную систему для эволюционной биологии развития; • выявить соотношение анцестральных и адаптивных признаков у Ophelia limacina; • дополнить картину эволюционных преобразований жизненного цикла у билатерально-симметричных животных в целом и у аннелид в частности.

При реализации проекта будет получен ряд принципиально новых теоретических данных, позволяющих выводить крупномасштабные закономерности и моделировать эволюционные процессы. Данные по особенностям созревания и питания планктонных личинок обладают большим потенциалом для разработки программ экологического мониторинга и методов биоиндикации. Конкретные ожидаемые новые для науки результаты: 1) Описание типов дробления и гаструляции, их временных, количественных и качественных характеристик. Мы предполагаем выявить особенности спирального дробления офелии (равномерность, синхронность, длительность клеточных циклов, генеалогия бластомеров), его сходства и отличия по сравнению с другими представителями Spiralia. В ходе исследования гаструляции будут определены тип и этапы морфогенеза, его клеточные основы и соотношение с процессами дифференциации. Мы планируем установить способ закладки энтодермы и мезодермы, особенности клеточных миграций, эпителиально-мезенхимального перехода, ход образования бластопора, расположение клеточных контактов в пределах архентерона. 2) В развитии планктонной личинки офелии мы планируем с помощью ТЭМ и РЭМ исследовать особенности формирования ресничного аппарата (апикальный султан, прото-, тело- и невротрохи), ротового и анального отверстий, строение и расположение щетинок, характер закладки сегментов. При помощи выявления метки EdU будут получены данные по характеру пролиферации клеток в формирующихся сегментах. Во внутреннем строении при помощи методов ЛКМ и трехмерных реконструкций будет исследована нервная система (строение вентрального и дорсального нервных стволов, мозговых комиссур, иннервация сегментов и трохов), при помощи ТЭМ методов будет выявлены особенности строения кишки, нефридиев, зачатков мезодермы. Сопоставление морфологических данных по зрелости различных систем органов в периоды до и после начала планктотрофного питания позволит делать выводы о сопряженности развития зачатков и возможных индуктивных явлениях. 3) Будут подобраны и оптимизированы методы получения материала и пробоподготовки, создана таблица стадий развития. Из образцов тканей и зародышей различных стадий будут подготовлены различные ДНК-библиотеки для последующих работ по клонированию генов, полногеномному и транскриптомному секвенированию. Вместе с полученными описаниями деталей нормального эмбриогенеза проект создаст основу для дальнейших экспериментальных исследований офелии. Данные по новому модельному организму будут сопоставлены с тем, что известно о представителях трех главных групп кольчатых червей: седентарных аннелид (пиявки, капителлиды), базальных ветвей (овенииды, сипункулиды, хетоптериды) и бродячих аннелид (преимущественно, нереиды и силлиды). Такой дополненный анализ позволит по-новому объяснить филогенетическое распределение и эволюцию ряда важнейших параметров жизненного цикла.

Известные данные по развитию аннелид только в очень общих чертах находят отражение в эмбриогенезе каждого конкретного вида. Как показывает практика исследований, для уверенных теоретических выводов глобального масштаба наличие указанных признаков и их вариации требуют проверки на новых и даже перепроверки на уже описанных видах. Предлагаемое исследование призвано расширить спектр доступных модельных систем для изучения развития морских беспозвоночных. Запланированные работы позволят по-новому проанализировать эволюционные тенденции в отдельных филогенетических линиях аннелид в различном масштабе.