Основные направления эволюции байкальских тобрилид (Nematoda: enoplida, tobrilidae) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.08, кандидат биологических наук Шошина, Алла Александровна

• Шошина, Алла Александровна
• кандидат биологических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Шошина, Алла Александровна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.

Н ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ СВОБОДНОЖИВУЩИХ НЕМАТОД

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

W ГЛАВА I МОРФОЛОГИЯ ГОЛОВНОГО КОНЦА, СТОМЫ И СУППЛЕМЕНТАРНОГО

А1ШАРАТА ИД»»»*4im»n«»»»4>f—«*nn»»»n>>»»»»4»♦*—

Структуры, связанные с поверхностной кутикулой тела.

Структуры, связанные с выстилкой пищевода.

Структуры, связанные со строением мышечных клеток пищевода.

Строение пищевода.

Строение супплементарного аппарата тобршщц. f

ГЛАВА II ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ БАЙКАЛЬСКИХ ТОБРИЛИД.

Происхождение и эволюция тобрилид.

Трехонхие байкальские тоерилиды.

Основные направления эволюции стомы байкальских тобрилид.

ГЛАВА Ш СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ФАУНЫ ТОБРИЛИД (NEMATODA: ENOPLIDA, TOBRILIDAE)

СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ СПИСОК ВИДОВ БАЙКАЛЬСКИХ СВОЮ ДНОЖИВУЩИХ НЕМАТОД

W CeM.Tobrilidae Fihpjev,1918.

Подсем. Tobrilinae DeConinck,

Триба Tobrilini Tsalolikhin, 2001. v Род Tobrilus Andrassy, 1959.

PonEutobribis Tsaloliihin, 1981.

Год Aiperotobrilus Shoshin, 1991.

Род Tmditobrilm Shoshina, gen.n.

Род Setsalia Shoshina, 2003.

Триба Paratrilobini Tsalolikhin, 2001.%

Род Paratrilobus Micoletzky, 1922.

Род Khanobrilus Shoshina, gen. n.

Род Lamuania Tsalolikhin, 1976.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Основные направления эволюции байкальских тобрилид (Nematoda: enoplida, tobrilidae)»

Озеро Байкал — уникальнейший природный объект на Земле во многих отношениях. Прежде всего — это древнейшее пресноводное озеро на планете, чей возраст оценивается в 25-30 млн. лет (Флоренсов, 1978; Палеолимнологические реконструкции., 1989; это озеро является самым глубоким и самым крупным пресноводным объектом (Байкал., 1993); это одно из наиболее изученных озер планеты (Аннотированный список., 2001). Это самое старое, насколько известно, самое глубокое пресное озеро в мире. Но, не смотря на более чем 200-летнюю историю изучения, — Байкал остается местом, в котором можно находить новые виды многоклеточных организмов: турбеллярий, хирономид, остракод, гаммарид и др. Новые находки в ряде случаев позволяют обосновывать таксоны, отличные от уже известных.

Количество видов ракообразных, свободноживущих ресничных червей, видов и подвидов байкальских бычков сопоставимо и даже превышает видовое разнообразие в пресных водоемах таких территорий, как Восточная Сибирь, и даже вся Евразия. Оценка количества видов колеблется от 1873 до 2565 (Аннотированный список., 2001). Важным обстоятельством является то, что приблизительно 56% описанных к настоящему времени байкальских видов животных нигде более не встречается. Выделяют роды и даже подсемейства животных, встречающихся исключительно в Байкале.

Необычайное разнообразие и несходство видового состава животных, обитающих в Байкале, и общесибирской фауны - замечательное явление, которое служит предметом изучения и споров.

Актуальность. Свободноживущие пресноводные нематоды относятся к обитателям капиллярных пространств грунта дна водоемов и пленки над поверхностью грунта. Значительные данные о взаимоотношениях нематод с другими обитателями дна накоплены исследователями морских сообществ, занимавшихся мейобентосом и нематодами в частности. По некоторым наблюдениям, нематоды и диатомовые водоросли находятся в отношениях, не всегда соответсвующих схеме "хищник-жертва". В отличие от паразититических форм, свободноживущие нематоды не могут однозначно быть отнесены к какой-то определенной трофической специализации.

В бентосе пресных вод свободноживущие нематоды встречаются всюдно, число видов резко колеблется: от нескольких видов в пределах всего водоема (Гагарин, 1986), до сотен видов, как в озере Байкал (Шошин, 1998, Аннотированный список., 2001). Нематоды в ряде исследований были оценены как важное функциональное звено по вкладу в общее поглощение кислорода водными организмами, что указывает на высокую метаболическую активность этих организмов. Курашов Е. А. (1988), не выделяя специально нематод, при исследовании мейобентоса Ладожского озера показал, что эти организмы оказывают влияние на регенерацию фосфора и не являются тупиком в круговороте веществ. Однако эти оценки включают все многообразие мелких водных организмов в придонном слое. Достоверные сведения о продолжительности цикла жизни, плодовитости, пищевой специализации и "прожорливости" для свободноживущих пресноводных нематод отсутствуют. Насколько можно судить по публикациям, еще не получена культура ни одной свободноживущей нематоды. Следовательно, экспериментальных данных по поведению, пищевой избирательности, продолжительности цикла жизни также не имеется. Особенности функционирования пищеводных желез, состав и действие их секретов - все это малоизученно или совсем неизвестны. Ссылаясь на работу Визера (Wieser, 1953), Гагарин (1981) приводит классификацию из 4 типов питания водных свободноживущих нематод, на основании устройства переднего конца пищевода. Мелкозернистый детрит с большим количеством бактерий и диатомовых водорослей насасывают нематоды, не имеющие выраженной стомы и вооружения в виде зубов, онхов или пластин. Нематоды с конической, цилиндрической или чашевидной стомой, но без вооружения, захватывают пшцу (без указания, какую). Третья группа обладает мелкими зубчиками в развитой стоме и соскабливает водоросли и бактерии, или заглатывает их с илом. Четвертая группа - обладатели мощного вооружения в виде онхов, зубов или копья. Они все хищники, но при недостатке пищи могут питаться диатомовыми водорослями и бактериями. В более поздних публикациях эта классификация не обсуждалась.

Известно, что существует определенная динамика видового состава по сезонам, есть некоторые наблюдения за содержимым кишки у просветленных в глицерине образцов (Цалолихин, 1980), но наблюдений питания свободноживущих нематод крайне мало. Существуют данные о том, что в средней кишке при просветлении глицерином наблюдаются зеленые или диатомовые водоросли, у представителей рода Paratrilobus - обнаруживаются щетинки олигохет (Цалолихин, 1983). Сведения о питании тобрилид простейшими (жгутиконосцами и инфузориями), диатомовыми водорослями или хищничестве приводятся без ссылки на публикации или детального описания наблюдений автора (Гагарин, 1993), то, что большинство тобрилид входят в рацион многих водных организмов, так же сообщается без указания источника сведений (Нестеров, 1988). Обладая огромной плотностью поселений, нематоды не только активно участвуют в деструкции органического вещества, но играют иные роли в водных экосистемах. Например, есть мнение, что нематоды, поедая бактерий, способствуют поддержанию бактериальной колонии в активной фазе роста, стимулируют рост бактериальной флоры (Tietjen, 1980). Выделяя слизь, они изменяют структуру грунта, создавая сети и целые маты из слизистых нитей, склеивающих частицы грунта (Rieman, Schrage, 1978). Не исключается так же, что важные процессы в циркуляции вод грунта и закреплении осаждающихся детритных частиц играют трубки, которые строят нематоды (Nehring, Jensen, Lorenzen, 1990).

Изученность свободноживущих пресноводных нематод столь низка, что к настоящему времени главным критерием при определении остается морфологический, а новые находки требуют введения новой терминологии в язык описания. Немаловажным обстоятельством, препятствующим исследованиям, продолжает оставаться несовершенство языка описания, позволяющее различные, неоднозначные трактовки видимого в микроскоп строения тела нематоды. Такие критерии, как генетический, физиологический, биохимический, вообще не применялись за недостаточностью материала. Громадное разнообразие свободноживущих нематод Байкала - один из наименее объяснимых феноменов. Изучение этого изобилия все еще ожидает своего часа, когда действительно можно будет сказать "выявлен видовой состав".

Вмешательство человека в жизнь материковых вод продолжает усиливаться. Изменения, порождаемые таким вмешательствам, еще в середине XX в. заставили обратить внимание на водных обитателей, как индикаторов благополучия или неблагополучия состояния водных экосистем применительно интересов человека. В первую очередь объектами, численность и состояние которых учитывалось при оценке процессов в водной экосистеме, стали рыбы, что соответствовало традиционным представлениям о ценностях, и бактерии, как показатель санитарно-эпидемиологического состояния водоема и пригодности в качестве места водозабора и рекреации.

Роль нематод, как составной части экосистемы, неочевидна. Однако обращает внимание на себя регулярность, с которой загрязненным участкам речных систем сопутствует малое разнообразие нематодофауны, и чем меньше ощущается загрязнение и старше водоем, тем выше шансы обнаружить несколько десятков видов нематод. Это, в частности, подтверждается некоторой динамикой нематодофауны, зафиксированной в исследованиях, проводимых при заполнении водохранилищ: в первый год по заполнении собственно пресноводных видов нет или они единичны, видов вообще мало -это эврибионтные и преимущественно почвенные нематоды.

В данном исследовании ставилась задача обнаружить наиболее полную картину изменчивости морфологических признаков, используемых при распознавании видов нематод семейства тобрилид.

Цель и задачи исследования. Провести исследования фауны тобрилид озера Байкал. Для выполнения были поставлены задачи:

1. Уточнение видового состава байкальских тобрилид, определение положения этих видов в системе тобрилид и описание новых таксонов.

2. Выявление основных направлений эволюции тобрилид в оз. Байкал, связанных с различными видоизменениями стомы.

3. Разработка и усовершенствование языка морфологического описания органов и систем органов, важных для определения систематического положения таксонов тобрилид, прежде всего стомы и пищевода.

4. Разработка систем отдельных таксонов тобрилид и всего семейства в целом. Составление определительных ключей тобрилид, встреченных в оз. Байкал.

Научная новизна. Значительно расширены представления о фауне тобрилид оз. Байкал. Приводятся описания 20 видов тобрилид, из которых 17 -новые для науки, уточнены описания 3 видов, описываются 3 новых для науки рода тобрилид. Усовершенствована и расширена терминология описания строения стомы тобрилид. Выделяются 2 основных направления эволюции тобрилид в Байкале, связанных с модификациями стомы — визуально узкие стомы, способные значительно менять величину и очертания просвета, и стомы с большим просветом, жестко ограниченным массивными утолщенными стенками. Эти модификации присущи представителям разных родов семейства, поэтому представляется вероятным их неоднократное и независимое возникновение. Выделяются в связи со строением основные типы стомы тобрилид - "исходный", "визуально узкая переменного объема или воронковидная", и "с большим фиксированным просветом". Показывается наличие корреляции между типом стомы и особенностями строения пищевода.

Было описано неизвестное до этого явление "трехонхости" тобрилид, т.е. наличие в дорсальном кармане стомы развитого онха.

Работа существенно дополняет представления о фауне тобрилид и фауне свободноживущих нематод оз. Байкал в целом, что способствует дальнейшему формированию научных представлений о фауне этого озера — об ее систематическом составе, распространении, уровне эндемизма, зоогеографических связях, экологии и происхождении. Полученные данные вносят известный вклад в познание этого семейства нематод.

Практическое значение. Результаты работы могу и должны быть использованы в практике гидробиологических работ на Байкале, в частности, при мониторинге состояния донных биоценозов в связи с антропогенной нагрузкой, при обучении студентов зоологической специальности.

Апробация работы. Основные результаты докладывались на международных симпозиумах: Ш Международный симпозиум по круглым червям, Санкт-Петербурге, 1999; IV Международном нематологическом симпозиуме, Москва, 2001.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 тезисов докладов, 3 статьи, 2 статьи находятся в печати.

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ СВОБОДНОЖИВУЩИХ НЕМАТОД

Нематодология, как наука, имеет гораздо более короткую историю, чем многие отрасли систематики беспозвоночных. Накопление сведений о нематодах, первоначально происходило скорее случайно: в 1655 П. Бореллус описывает уксусную нематоду (Turbatrix aceti) (по Нестеров, 1988) и указывает на наличие свободноживущих форм. Needham в 1744 г.описал нематоду, поражающую пшеницу - Anguina tritici. Однако немногие из описанных разными авторами родов и видов могут быть идентифицированы среди известных к настоящему времени. Проблема - в несовершенстве языка описания и сложности распознавания рисунков, прилагаемых к описанию. В 1845 году Dujardin ввел описания родов Enoplus, Oncholaimus, Rhabditis, Dorylaimus, которые многократно уточнялись, но существуют тем не менее, чему способствовало правильное описание и отображение строения пищеварительного тракта, половых органов и вооружения стомы (Филипьев, 1918). Количество описываемых видов, родов и отрядов постоянно увеличивалось, в трудах Бастиана (Bastian,1865) приводится 100 новых видов, объединенных в 30 родов, из них 22 рода - новые для науки. Впервые отмечены особенности строения, отличающие свободноживущих нематод от паразитических - менее развитую половую систему, шейную железу, амфиды и т. п. Все свободноживущие морские и пресноводные формы отнесены были в семейство Anguillulae, в пределах которого и были выделены морские и пресноводные группы родов. Собственно, если предшествующие авторы описывали любые микроскопические организмы, взятые из одного и того же местообитания, то после работ Басгаана появляются исследования, посвященные исключительно свободноживущим нематодам. Именно в трудах Бастиана впервые выделен род Trilobus , хотя описание нематоды под названием Anguillula longa , сделанное в 1852 г. считается первым описанием тобрилиды (по Цалолихин, 1983).

Замечателен вклад Бючли (Butschli, 1873) в развитие анатомии свободноживущих нематод: описал шейную железу и распространение ее ( встречаемость) в организации различных видов нематод, брюшной нервный ствол и нервные волокна, продольные гиподермальные валики, радиальные волокна в мускулатуре пищевода. Совершенствование методов описания и систематизация сведений о видовом составе свободноживущих и паразитических нематод Blanchard, Bremser, Cobb, de Man др. в XIX в. стало надежным фундаментом для построения системы нематод в науке XX в. Примененный О. Бючли принцип в построении системы связей между систематическими группами - поиск родственных форм - применим и в настоящее время. До настоящего времени применяется при описании видов формула de Man.

Все исследования, вплоть до середины XX в., сводились к описанию строения тела червя и указанию местообитания. Изучение цикла жизни, биологических особенностей и области распространения в первую очередь предпринято для паразитов человека, животных, растений. Знания о нематодах дополнились сведениями об эмбриональном развитии, личиночных стадиях, затем о генной организации (Скрябин, 1941; Скарбилович, 1947, 1960; Свешникова, 1948; Goffart, 1951; Goodey, 1951; Andrassy, 1959, и др.). Одновременно развивалась классификация нематод. Классификация как распознавание видов, родов, описание новых видов, как бы была одной областью знаний, в которой были сосредоточены усилия специалистов, занимающихся определенной группой нематод, интуитивно воспринимаемых, как естественные, в то время как созданием систематики и разработкой критериев построения системы и дефинициями больших систематических таксонов занимались другие специалисты (Цалолихин, 1988). Особое место в истории системы нематод заняли классификации, предложенные почти одновременно И. Н. Филипьевым (Filipjev, 1929) и Б. Читвудом (Chitwood, 1933), во многих чертах сходные. В описаниях таксонов И. Н. Филипьев использует различимые в световой микроскоп особенности строения поверхностной кутикулы нематод и строение амфида, упоминает о строении пищевода. Описание более чем 200 видов нематод само по себе замечательно. Подробно описанная методика сбора живых нематод с интересными наблюдениями о способах перемещения нематод, отношении нематод к количеству кислорода, способами изучения анатомии на живых нематодах показывает разностороннее внимание, включающее изучение анатомии, биологических особенностей, а не только разделение и различение видов. Именно И. Н. Филипьев впервые предложил выделить подсемейство Tobrilinae (Филипьев, 1918).

Выделение целого семейства было оправдано, так как работами Миколецки (Micoletzky, 1918), Хофменнера (Hofmanner, 1914) Штайнера (Steiner, 1920) и Стефански (Stefanski, 1924) был значительно расширен список видов известных пресноводных нематод, многие из которых и в современной интерпретации считающиеся то брил идам и.

Среди более поздних работ, касающихся собственно системы тобрилид и описания новых видов, нельзя не упомянуть определитель нематод рода Tobrilus Андраши (Andrassy, 1976), работы Альтера (Altherr, 1963), Риманна (Riemann, 1970), de Coninck, 1965 (вновь обосновавшего, в частности, сем. Tobrilidae) и др. (по Цалолихин, 1983).

Описывая историю изучения, нельзя не отметить вклад С. Я. Цалолихина, как создателя современной системы семейства тобрилид. 4 новые рода тобрилид: Baicalobrilus, Quasibrilus, Lamuania, Kurikania впервые были представлены, в монографии "Свободноживущие нематоды Байкала" (Цалолихин, 1980). Всего в этой работе описаны 25 новых для науки видов, вводится 6 новых родов, 4 из них признаны в современной нематологической литературе. В результате исследований, проведенных по материалам Совместной Советско-Монгольской комплексной биологической экспедиции в 1978 - 1982 гг. сведения о свободноживущих нематодах были значительно пополнены, описано 47 видов, из них 5 - новых для науки (Цалолихин, 1985). Было обследовано общим числом около 40 водоемов и водотоков, среди которых были пресные и солоноватоводные озера. Собственно новая система сем. Tobrilidae впервые изложена в монографии "Нематоды семейств Tobrilidae и Tripylidae мировой фауны" (Цалолихин, 1983). В основе системы -представление о консервативности репродуктивной системы, наименее подверженной изменениям в процессе эволюции, и широкой изменчивости строения органов, служащих для захвата и удержания пищи (строение стомы, величина, количество и взаимное расположение онхов в стоме). При этом наиболее существенным признаком выбран как бы вспомогательный аппарат самцов, состоящий из гомологичных соматическим щетинок органов -супплементов, предположительно способствующим ориентированию и удержанию самца в момент копуляции на самке, протяженность и устройство супплементарного аппарата гарантирует изоляцию видов. На основании устройства супплемента выделяются подсемейства, а количество, величина супплементом, расстояния между супплементами в ряду (супплементарный аппарат) - основа для выделения триб. Строение стомы - разделение на вестибулюм, буккальную полость и карманы (часто два, реже один, или отсутствуют), вооружение онхами, количество, взаимное расположение онхов и величина — все эти многообразные признаки служат для разграничения родов, иногда монотипических. В этой системе необычайно привлекательна ясность и логичность построения.

В последующие десятилетия происходило накопление материала, причем не только увеличилось количество видов в уже известных родах, но были описаны новые роды, например, Asperotobrilus Shoshin, 1991. Новые данные были учтены в более поздней работе "Sinopsis of the system of the family Tobrilidae (Nematoda: Enoplida)" (Цалолихин, 2001). В подсемействе Tobrilinae выделено 2 трибы (Tobrilini и Paratrilobini), число родов увеличено до 6. В том же 2001 году выпущен "Аннотированный список фауны озера Байкал и его водосборного бассейна" кн. 1, который содержит наиболее полную сводку о свободноживущих нематодах оз. Байкал. Помимо исследований нематод Байкала и Монголии, в разные годы Цалолихиным были исследованы до некоторой степени нематоды пресных водоемов Эфиопии.

История изучения нематод озера Байкал включает ряд этапов, различающихся по интенсивности и направленности работ. В коллекциях Зоологического института РАН имеются сборы, датированные 1915-1917 годами (Цалолихин, 1980). Публикации об исследованиях нематод появились значительно позже - впервые указания о нахождении в бентосе озера "целой фауны нематод" сделаны Г.Ю.Верещагиным в 1926 г. Еще позднее, в 1940 г. он писал: "Свободноживущие формы еще вовсе не изучены, хотя имеются основания думать, на основании беглого просмотра собранных материалов, что они обнаружат значительный эндемизм" (Верещагин, 1940 б).

Позже, упоминания о свободноживущих нематодах появились в трудах М. М. Кожова по фауне озера. В 1962 г. он отмечал: "Свободноживущие черви в открытых водах Байкала до сих пор не изучены. Летние сборы в литорали района Больших Котов показали, что здесь живет не менее десяти видов нематод, причем большинство их, вероятно, представляют собой оригинальные байкальские формы". В 1972 г. М. М. Кожов писал, что "при изучении мезобентоса Байкала было обнаружено до 30 видов. относящихся не менее чем к 10 родам" свободноживущих нематод, при этом он ссылался на работу Л. Я. Дегтяревой, которая в 1970 г. опубликовала первый в истории изучения список нематод определенных до рода (конкретных видовых названий она не приводила), содержащий 10 родов с пометками вероятного числа видов. В последней статье М. М. Кожова (1973) также отмечается наличие в Байкале 30 видов нематод, причем 20 видов помечены как эндемики, правда под вопросом (видовых названий он также не давал).

Количественные данные по мейобентосу и о доле нематод в нем приводятся в работах Г.Л. Окуневой (1970 а, б; 1974 а, б; 1982).

Значительное количество образцов бентоса со свободноживущими нематодами Сибири и оз. Байкал были собраны Е.С.Кирьяновой, но результаты так и не были опубликованы (Дегтярева, 1970).

Целенаправленно фауну нематод, как уже указано выше, впервые исследовал Цалолихин С. Я. (Цалолихин С.Я. 1972, 1974, 1975, 1976 а, б; 1977 а, б, в; 1980) . Публикация за 1980 г. содержит значительно большее число видов, а уже к 1983 году была опубликована новая система семейства Tobrilidae.

Исключительно нематодам оз. Байкал посвящены исследования Шошина А. В. В этих работах предпринято переописание строения стомы тобрилид, выдвинута гипотеза о времени заселения предков тобрилид в прабайкальские водоемы, показана несмешиваемость фауны нематод Байкала и общесибирской (Шошин, 1997). В позднее опубликованных работах даны описания новых родов, в том числе рода Asperotobrilus, отличающегося от всех тобрилид отсутствием супплеменгов. По его сведениям, разнообразие нематод в Байкале может оказаться в несколько раз большим, чем было описано. Тобрилид в "Аннотированном списке фауны озера Байкал и его водосборного бассейна" приводится 26 видов, а описать, ориентируясь только на морфологический критерий, можно еще десятки (Шошин, Цалолихин, 2001).

Изученное или описанное видовое разнообразие свободноживущих нематод в настоящее время требует узкоспециальных работ, посвященных описанию групп ранга подсемейств, количество видов и особенности их распознавания становятся очень трудоемкой процедурой. Невозможно требовать от нематолога знания тонкостей определения всех видов свободноживущих нематод.

Нематодофауна прибайкальских водоемов, главным образом р. Ангары, и генетически связанных с ней озерами полуострова Таймыр, исследовалась эпизодически Гагарин, 1991). Работами В. Г. Гагарина увеличен список видов тобрилид, дополнены сведения о ранее известных видах и описано ряд новых. Выделяемые им роды и виды нередко являются предметом дискуссий. ь Ч А

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

Материалом послужили сборы нематод из проб грунта со дна озера Байкал. Пробы были отобраны А.В. Шошиным в 1986-1987 (94 пробы), 20002001 г.г. (22 пробы), Т.Я. Ситниковой в 1995 г. (18 проб) (Рис. 1).

Аигарсюм сор

Рис. 1. Схема отбора проб свободноживущих нематод на оз.

Байкал.

Пробы грунта извлекались дночерпателем Петерсена с площадью 1/40, с небольших глубин - вручную, аквалангистами при помощи совка, часть проб отобраны тралом и все они фиксированы 4% формалином обычно без промывки, что позволило иметь богатый материал по нематодам мелких размеров, которые в живом промываются виде даже через очень мелкий газ. Извлечение животных проводилось после промывания образца грунта через мельничный газ №76 под бинокулярным микроскопом вручную. Поскольку определение проводилось только посредством изучения деталей строения с помощью светового микроскопа, каждый изученный экземпляр был подвергнут просветлению. Просветление отобранных экземпляров нематод проходило в смеси воды с глицерином, по мере испарения воды глицерин проникал в ткани червя и становились видны детали внутреннего строения.

Лучше всего процедуру просветления нематод в глицерине проводить не в часовых стеклах, а в чашках Петри. Для этого на дне чашки изготавливается из расплавленного парафина небольшая, диаметром 1,5-2 см луночка с очень невысокими краями (чем ниже края, тем удобнее будет работать в последствии). В эту лунку наливается смесь воды и глицерина и помещаются нематоды. По испарении воды нематоды оказываются лежащими в тонком слое глицерина, растеканию которого по дну чашки препятствуют края лунки.

Этот прием имеет важные преимущества: 1- проба всегда под рукой, чего не скажешь о пробах, хранящихся в пробирках; 2- проба удобна и надежна в хранении, поскольку глицерин испаряется весьма медленно и, кроме того, чашку Петри очень просто дополнительно герметизировать; 3- проба в таком виде очень удобна в работе, поскольку позволяет проводить предварительный просмотр материала под микроскопом и использовать при этом объективы вплоть до 40х, чего совершенно невозможно сделать при хранении проб в часовых стеклах. Подобный метод хранения материала позволяет брать пробы максимального объема, т.к. в этом случае возможен предварительный просмотр материала, предварительное его определение. Кроме того, это дает возможность выбирать экземпляры не только интересующего исследователя в данный момент таксона, но и выбирать экземпляры нужного пола и самой лучшей сохранности. В фаунистических работах это позволяет выбирать и просматривать значительно меньший объем материала при повышении качества исследования.

После просветления в глицерине отобранные нематоды переводились в постоянные глицерин-желатиновые препараты по стандартной методике (Цалолихин, 1980). Рисунки выполнялись с помощью рисовального аппарата РА-1. Всего автором было изготовлено более 500 постоянных препаратов нематод, в данную работу включены описания 359 экземпляров главным образом новых для науки видов нематод. Типовые экземпляры хранятся в коллекции ЗИН РАН.

В процессе проведения исследований были сделаны поперечные срезы тела нематод. Методика и оборудование, использованное для изготовления срезов и постоянных препаратов, обусловлены невозможностью получить для работы специальные реактивы и приборы: например, вещества для заливки в блоки, микротом и многое другое. Однако даже без специальных устройств и гистологических красителей возможно получить препараты на которых отчетливо различимы ранее неописанные детали строения стомы некоторых тобрилид и удовлетворительно распознаются уже известные детали строения.

В качестве режущего инструмента специально подготавливалась препаровальная игла. Острие иглы стачивалось вручную с двух сторон так, чтобы получить лезвие в форме ланцета. Лезвие получалось длиной около 1 мм. Окончательно лезвию придавали остроту с помощью полировальной пасты. Перед началом работы следует обязательно провести еще раз правку режущих краев лезвия. Разрез будет иметь ровную поверхность, если совершен точным единым движением, что невозможно сделать, пытаясь удержать лезвие "на весу". Дрожание пальцев может привести к порче отрезанного фрагмента, неровности среза или раздавливанию. В целях уменьшения влияния таких обстоятельств, на ручку препаровальной иглы нужно прикрепить твердый валик, например, из нескольких слоев изоляционной ленты или пластыря. Валик выполняет роль точки опоры, в то время как ручка иглы становятся рычагом. Длинное плечо - от точки опоры к концу ручки иглы, за который и следует взять, затем плавно поднять иглу. При удачном расположении острого режущего края (в строго перпендикулярной плоскости относительно продольной оси тела нематоды и поверхности предметного стекла) тело нематоды рассекается без заметного сдавливания и изменения состояния внутренних органов. Чтобы избежать смещения, лучше всего указательным пальцем свободной руки придержать иглу между опорой-валиком и режущим концом, когда место для разреза выбрано.

Толщина среза, т. е. расстояние от одного разреза до места нанесения другого, должна быть в несколько раз меньше диаметра тела в этой области. Ориентироваться приходится исключительно визуально, без каких-либо механических приспособлений. Наилучшие полученные срезы имели толщину около 10 мкм или менее.

Для изготовления препарата брали подготовленную и просветленную по обычной методике нематоду. Выложив на твердую прозрачную поверхность (удобнее всего резать на сухом предметном стекле), нематоду необходимо обсушить от избытка глицерина. Для этого достаточно передвинуть тело червя несколько раз на предметном стекле. Под увеличением, обычно используемым для извлечения нематод и циклопов из мейобентосной пробы, просветленное тело нематод представляет собой объект с хорошо различимыми признаками, позволяющими достаточно уверенно выбрать место для среза. В частности, отчетливо просматриваются стома, в ней - про-, дейтеро- и тритостома, и прикардиальные железы на границе пищевода и средней кишки. Таким образом, вручную удается сделать серию срезов головного конца в области стомы и пищевода не только у крупных червей, но даже и у весьма мелких особей с длиной тела едва превышающей 1 мм и диаметром головного конца около 20 мкм, что позволило увидеть в ранее недостижимом ракурсе строение стомы. Серьезные затруднения представляет собой то обстоятельство, что у некоторых нематод кутикула имеет высокую твердость, а прочие ткани низкую, и при попытке сделать срез, отрезаемый фрагмент разрушается. Поэтому подобная методика не может быть рекомендована для нематод с очень толстой кутикулой, например, — мононхид и дорилаимид.

Срезы выкладывались на предметные стекла и заливались в обычный глицерин-желатин. Приготовление препарата осложнено тем, что такие мелкие объекты, как срезы, легко смещаются и переворачиваются при растекании капли растопленного глицерин-желатина, что иногда приводит к потере или порче среза. Предпринятая попытка зафиксировать положение среза на стекле гистологическим белком только отчасти удалась: срезы приклеились, но на препарате остались воздушные пузыри, сделавшими препарат непригодным для исследования. Для постоянного хранения глицерин-желатиновые препараты срезов окантовывались лаком.

Всего таким образом были изготовлены серии срезов головного конца видов Tobrilus amabilis Tsalolikhin, 1972, Eutobrilns sp., E. deglutator sp.n., Traditobrilus bucculeatus gen.n., sp.n., Paratrilobus prostrator sp.n., Setsalia mirabilis Shoshina, 2003, что позволило описать признаки, которые невозможно обнаружить на тотальных препаратах.

Заключение диссертации по теме «Зоология», Шошина, Алла Александровна

ВЫВОДЫ

1. Разнообразие нематодофауны оз. Байкал по-прежнему далеко не изучено. К описанным 56 для Байкала видам добавлены описания еще 17 новых для науки видов, уточнены описания трех видов, относящихся к разным родам.

2. На основании особенностей строения стомы и супплементарного аппарата выделяются среди новоописанных видов 3 новые рода тобрилид: Traditobrilus gen. n, Setsalia Shoshina 2003, Khanobrilus gen.n.

3. Усовершенствована и расширена терминология описания стомы тобрилид.

4. Описаны ранее неизвестные трехонхие тобрилиды, которые по прочим признакам, кроме количества онхов, могут быть отнесены к разным родам

5. Выделена группа видов, обладающих чертами строения, близкими исходному типу тобрилид - все они обладают тремя одинаковыми онхами, тремя одинаковыми карманами и приблизительно равной высоты хейлостомой, продейтеростомой и тритостомой.

6. Модификации пищевода у группы видов, стома которых в продольном положении выглядит суженной, со сглаженными, спрямленными очертаниями тритостомы и часто с едва заметными онхами, на поперечных срезах имеет три складки, позволяющие при сокращении мышц резко увеличивать просвет стомы. Хейлостома также отличается: происходит редукция губ и замыкание просвета стомы осуществляют подщечные валики.

7. Группы видов, обладающие чашевидными, бочковидными и подобными "широкими" стомами, имеют пищеводные складки меньшей глубины, и, следовательно, просвет стомы при глотании меняется в меньшей степени. 8. Все вышеуказанные модификации стомы не коррелируют с устройством супплементов и супплементарного аппарата.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обращение к разнообразию байкальской фауны, первоначально задуманное как попытка набрать репрезентативную выборку экземпляров ранее известных видов, привело к описанию новых видов и даже выделению новых родов. Как оказалось, в поисках подобия сильнее становятся заметны различия.

Обнаружение тобрилид с тремя хорошо выраженными карманами в тритостоме можно только предварительно рассматривать как рекапитуляцию, так как еще некоторое время останется открытым вопрос, насколько распространено явление трехонхости. Следует особо подчеркнуть, что вне Байкала такие виды не описаны, общепринятым считается наличие только двух карманов у всех тобрилид.

Наличие у тобрилид различных родов трех онхов также вынуждают уточнять представления о семействе.

Примененный впервые метод изготовления поперечных срезов позволил полнее и нагляднее представить особенности строения стомы

Одновременно с уточнением ранее известных сведений об утолщении кути кул ярной выстилки в области карманов и подтверждений предположений о форме онхов, были сделаны неожиданные наблюдения о наличии складчатой стомы с равномерно тонкой кутикулой у безонхого вида Traditobrilus bucculeatus.

Необходимость продолжения инвентаризации нематодофауны оз. Байкал не вызывает сомнений, поскольку каждое обращение к этой теме приводит к увеличению списка видов, которым все труднее найти место в сложившейся системе.

Представляется возможным, что по мере уточнения сведений, появится возможность решить вопрос о времени и пути вселения тобрилид и других нематод в Байкал.

Особенно следует отметить, что тобрилидами своеобразие нематодофауны этого озера не исчерпывается. Однако для изучения весьма разнообразных монхистер, мононхид, доморганусов и многих других требуются усилия специалистов по этим группам свободноживущих пресноводных нематод.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Шошина, Алла Александровна, 2004 год

1. Аннотированный список фауны озера Байкал и его водосборного бассейна: В 2 томах. - Новосибирск, Наука, 2001. - Т.1: Озеро Байкал, кн. 1.-832 с.

2. Байкал. Атлас / Под ред. Г.И. Галазия. М., 1993. - 160 с.

3. Белогуров О.И. Строение и основные этапы эволюции эндокупола как скелетной системы головного конца нематод // Зоол. журн.-1985а.-Т.64,вып.3.-с.359-367.

4. Белогуров О.И. О происхождении и этапах эволюции стомы у нематод и анализ организации стомы в подотряде Oncholaimina // Зоол. журн,-1985б.-Т.64,вып.7.-С.982-992.

5. Белогуров О.И., Белогурова Д.С. Организация головного конца нематод Oncholaiminae и явление "расщепления кутикулы"// Биол. моря.-Ы4,-1975.-С.24-35.

6. Верещагин Г.Ю. Работы Байкальской экспедиции Академии наук СССР в 1925 г. //Русск. гидробиол. журн.-1926.-Т.5,вып.1-2.-С.32-33.

7. Верещагин Г.Ю. Теоретические вопросы, связанные с разработкой проблемы происхождения и истории Байкала // Тр. Байкал, лимнол. ст. АН СССР. 1940 а. - Т.10. - С.7-72.

8. Верещагин Г.Ю. Происхождение и история Байкала, его фауны и флоры // Тр. Байкал, лимнол. ст. АН СССР. 1940 б. - Т10. - С.73-240.

9. Гагарин В.Г. Пресноводные нематоды Европейской части СССР. Л.: Наука. 1981. 249 с.

10. Ю.Гагарин В.Г. Мейобентос Рыбинского водохранилища и его притоков // Фауна и морфология водных беспозвоночных / ИБВВ АН СССР. Борок, 1986 С. 30-46.

11. П.Гагарин В.Г. Нематоды семейства Tobrilidae (Enoplida) водоемов Заполярья // Зоол. журн. 1991. - Т.70, вып. 9. - С. 11-21.

12. Гагарин В.Г. Свободноживущие нематоды пресных вод России и сопредельных стран. СПб, Гидрометеоиздат, 1993. 352 с.

13. Дегтярева Л.Я. К познанию свободноживущих нематод озера Байкал // Материалы I конф. молодых ученых Иркутского унивверситета. -Иркутск, 1970. С. 157-159.

14. И.Догель В.А. Олигомеризация гомологичных органов.-JI., 1954.- 386 с.

15. Кожов М.М. Биология озера Байкал. М., 1962.- 315 с.

16. Кожов М.М. Очерки по байкаловедению. Иркутск, 1972.- 252 с.

17. Кожов М.М. Становление и пути эволюции фауны озера Байкал // Проблемы эволюции, Т.З. Новосибирск: Наука, 1973. - С.5-30.

18. Курашов Е.А. Функциональное значение мейобентоса в экоситемах больших озер // Проблемы экологии Прибайкалья, тез. докл. Ш Всесоюз. научн. конф. Иркутск, 1988. - С.53-54.

19. Малахов В.В. Нематоды: строение, развитие, система и филогения. -М.:Наука, 1986.-215 с.

20. Малахов В.В., Воронов Д.А. Материалы к познанию головного конца свободноживущих морских нематод // Эволюция, систематика, морфология и экология свободноживущих нематод. Л., изд. ЗИН АН СССР, 1980.- С.52-56.

21. Палеолимнологические реконструкции (Байкальская рифтовая зона) / С.М. Попова, В.Д. Мац, Г.П. Черняева и др. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние.-1989-111 с.

22. Парамонов А.А. Основы фитогельминтологии.-М., 1962. Т.1. - 480 с.

23. Парамонов А.А. Основы фитогельминтологии.-М., 1964. Т.2 - 446 с.

24. Рысс Ю.А. Эволюционные тенденции подотряда Tobrilina // Эволюция, систематика, морфология и экология свободноживущих нематод. Л.:Изд-во ЗИН АН СССР, 1981 .-С.65-76.

25. Фадеева Н.П., Белогуров О. И. О строении головного конца нематод Xyalidae и описания трех видов // Биол. моря. 1987. - вып.1. -С. 11-21.

26. Филипьев И.Н. Свободноживущие морские нематоды окрестностей Севастополя.- Петроград, 1918-1921.-614 с.

27. Филипьев И.Н. (Filipjev I.N.) Classification of free-living Nematoda // J. Parasitol. 1929. V. 15. P. 281-282.

28. Филипьев И.Н. Нематоды, вредные и полезные в сельском хозяйстве.-М.-Л.: ОГИЗ-Сельхозгиз, 1934. 440 с.

29. Флоренсов Н.А. История озера // Проблемы Байкала. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1978. - С. 9-17.

30. Цалолихин С.Я. Новые виды свободноживущих нематод из озера Байкал // Зоол. журн.-1972. Т.51, вып. 10. - С.1559-1562.

31. Цалолихин С.Я. Новые виды нематод-комменсалов байкальских губок // Зоол. журн.-1974.-Т.53,вып.7.-С.1080-1085.

32. Цалолихин С.Я. Новые виды нематод из абиссали озера Байкал // Зоол. журн. 1975. - Т.54, вып.5. - С.771-775.

33. Цалолихин С.Я. К познанию рода Tripyla (Nematoda, Tripylidae) // Гидробиол. исслед. самоочищения водоемов. Л.: 1976а. - С. 134-140.

34. Цалолихин С.Я. Новые виды байкальских нематод отряда эноплида // Зоол. журн. 1976 б. - Т.55, вып.7. - С.346-353.

35. Цалолихин С.Я. Новые виды дорилаимид из озера Байкал // Зоол. журн.-1977 а. Т.56, вып.З. - С.460-463.

36. Цалолихин С.Я. Новые виды нематод из озера Байкал // Зоол. журн.-1977 б. Т.56, вып.7. - С.989-995.

37. Цалолихин С.Я. Некоторые вопросы филогении нематод в связи с олигомеризацией супплементарных органов // Значение процессов полимеризации и олигомеризации в эволюции. JI. - 1977 в. - С.41-43.

38. Цалолихин С.Я. Свободноживущие нематоды Байкала. Новосибирск: Наука, 1980.-119 с.

39. Цалолихин С.Я. Морфометрические исследования супплементарного аппарата тобрилин (subordo Tobrilina) // Эволюция, систематика, морфология и экология свободноживущих нематод. JI. - 1981а. - С. 8687.

40. Цалолихин С.Я. Ревизия рода Tobrilus // Зоол. журн. 19816. - Т.60, вып.9.-С. 1302-1313.

41. Цалолихин С.Я. Нематоды семейств Tobrilidae и Tripylidae мировой фауны. Л.: Наука, 1983. - 231 с.

42. Цалолихин С.Я. Нематоды пресных и солоноватых вод Монголии. Л.: Наука, 1985.-115 с.

43. Цалолихин С.Я. Ревизия рода Ironus (Nematoda, Dorylaimida) // Зоол. журн.-1987.-Т.66,вып.5.-С.662-673.

44. Цалолихин С.Я. Жизнь в пресных водах: происхождение и развитие // Природа.-1992.-вып.2.-С.66-73.

45. Цалолихин С.Я. (Tsalolikhin, S.J.) Synopsis of the system of the family Tobrilidae (Nematoda: Enoplida). Russ. J. of Nematology, 2001. 9(1), p. 1924.

46. Чесунов A.B. Новые данные о свободноживущих нематодах надсемейства Monhysteroidea Каспийского моря // Зоол.журн.-1980.-Т.59,вып.7.- С.973-985.

47. Чесунов А.В. Головные кутикулярные структуры у свободноживущих нематод подсемейства Monhisteroidea de Man, 1876 (Chromadoria,Monhisterida). Сообщение 1. // Зоол. журн.-1991а.-Т.69,вып. 11 .-С. 18-24.

48. Чесунов А.В. Головные кутикулярные структуры у свободноживущих нематод подсемейства Monhysteroidea de Man, 1876 (Chromadoria, Monhysterida). Сообщение 2. // Зоол. журн.-1990б.-Т.69,вып.12.-С. 11-23.

49. Шошин А.В. Новые виды байкальских нематод семейства Tobrilidae // Нематологический сборник.-Л. :Изд-во ЗИН АН СССР, 1988.-С.43-58.

50. Шошин А.В. Новые виды байкальских нематод семейств Diplogasteridae и Diplogasteroididae // Тиленхиды и рабдитиды растений и насекомых.-JI.: Изд-во ЗИН АН СССР, 1989. С.83-95.

51. Шошин А.В. Два новых вида байкальских нематод отряда Enoplida // Зоол. журн.-1991.-Т.70, вып.2. С. 132-135.

52. Шошин А.В. (Shoshin, A.V.) Two new species of Baikal nematodes of the genus Asperotobrilus. Zoosystematica Rossica 7,1998. -P. 223-227.

53. Шошин A.B., Цалолихин С.Я. Свободноживущие нематоды (Nematoda) // Аннотированный список фауны озера Байкал и его водосборного бассейна. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 2001. - Т.1: Озеро Байкал, кнЛ.-С. 305-320.

54. Шошин А.В., Шошина А.А. Строение стомы тобрилид. Проблемы нематологии (Тезисы Третьего Международного симпозиума по круглым червям). - Труды Зоологического института РАН. 1999. Том 280. С. 24-25.

55. Шошин А.В., Шошина А. А. Происхождение и эволюция супплементарного аппарата тобрилид. Проблемы нематологии (Тезисы

56. Третьего Международного симпозиума по круглым червям). Труды

57. Зоологического института РАН. 1999. Том 280. С.25-26.

58. Шошина A.A. (Shoshina, A.A.) Tridents tobrilids (Nematoda: Enoplida) from Lake Baikal. Zoosystematica Rossica, 12(2), 2003. - P. 253-257.

59. Andrassy I. Evolution as a basis for the systematisation of nematodes.-Budapest,1976. 288 p.

60. Chitwood B.G. A revised classification of the Nematoda // X Parasitol. 1933. V. 20. P. 131.

61. Chitwood B.G., Chitwood M.B. An introduction to nematology. Baltimore, 1950.-213 p.

62. Lorenzen S. Entwurf eines phylogenetischen Systems der freilebenden Nematoden // Veroff. Inst. Meeresforsch. Bremenhaven. 1981. - suppl.7. -472 s.

63. Nehring S., Jensen P., Lorenzen S. Tube-dwelling nematodes: Tube ' construction and possible ecological effects on sediment-water interfaces //

64. Mar. Ecol. Progr. Ser.-1990.-V.64.-P.123-128.

65. Riemann F., Schrage M. The mucus-trap hypothesis on feeding of aquatuc nematodes and implications for biodegradation and sediment texture // Oecologia.-1978. V.34. - P.75-88.

66. TIetjen LH. Microbial-meiofaunal interrelationships //Microbiology.-1980.-P.335-338.