Способность губок классов Demospongiae и Calcarea к развитию из диссоциированных клеток. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.04, кандидат наук Лавров Андрей Игоревич

• Лавров Андрей Игоревич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Лавров Андрей Игоревич

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Общая характеристика типа Губки (Porifera)

1.2. Реагрегация клеток губок

Глава 2. Материалы и методы

2.1. Объекты исследования

2.2. Диссоциации тканей

2.3. Культивирование суспензий клеток

2.4. Оценка влияния характера субстрата и переноса культур в аквариум с естественной морской водой на реагрегацию клеток и последующее развитие примморфов

2.5. Фиксация многоклеточных агрегатов

2.6. Гистологическое исследование многоклеточных агрегатов

2.7. Ультраструктурное исследование многоклеточных агрегатов

2.8. Иммуногистохимическое исследование многоклеточных агрегатов

2.9. Измерения

Глава 3. Результаты

3.1. Влияние метода диссоциации тканей на процесс реагрегации клеток

3.2. Поведение клеток в суспензии и начальные этапы реагрегации

3.3. Динамика реагрегации клеток

3.4. Влияние характера субстрата на прикрепление и последующее развитие примморфов

3.5. Влияние переноса многоклеточных агрегатов в аквариум с естественной морской водой на их дальнейшее развитие

3.6. Строение многоклеточных агрегатов и примморфов

Глава 4. Обсуждение

4.1. Диссоциация тканей, поведение клеток в суспензии и начальные этапы реагрегации

4.2. Динамика реагрегации клеток

4.3. Строение и морфогенетические потенции многоклеточных агрегатов

Глава 5. Заключение

Выводы

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение 1. Таблицы

Приложение 2. Рисунки

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Способность губок классов Demospongiae и Calcarea к развитию из диссоциированных клеток.»

Введение

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности. Проблема происхождения и ранней эволюции многоклеточных животных является одной из важнейших в современной биологии. Для решения этой проблемы необходимо иметь представление о том, как был устроен последний общий предок Metazoa. Это касается реконструкции не только анатомического строения этого животного, но и его экологии, физиологии, а также механизмов функционирования клеток и тканей. Многоклеточность не могла возникнуть без появления механизмов координации клеточных делений, дифференцировок и программируемой гибели, а также межклеточной адгезии и узнавания. Эволюция этих механизмов обеспечивала все более устойчивую интеграцию отдельных клеток в единые соподчиненные структуры, что в конечном итоге привело к переходу от одноклеточных организмов, через одноклеточные колониальные формы, к настоящим многоклеточным организмам (Захваткин, 1949; Haeckel, 1874; Bütschli, 1884; Metschnikoff, 1886; Nielsen, 2008, 2012; Mikhailov et al., 2009). К настоящему моменту получено множество данных о поведении клеток, молекулярных механизмах их интеграции и коммуникации в составе интактных тканей, во время эмбрионального развития, а также в ходе восстановительных морфогенезов у большого числа беспозвоночных и позвоночных животных. Результаты исследований позволили выявить общие закономерности функционирования тканей многоклеточных животных и высказать предположения относительно процессов, происходивших на ранних этапах становления многоклеточности (Tyler, 2003; Srivastava et al, 2010; Adamska et al, 2011). Тем не менее, в данной области остается множество нерешенных проблем. Для дальнейшего прогресса в решении вопроса о возникновения многоклеточности представляется перспективным подробное изучение механизмов интеграции и коммуникации клеток в составе тканей низших многоклеточных животных, в частности у представителей типа Porifera.

Губки (тип Porifera) являются наиболее древней группой ныне живущих многоклеточных животных. Во взрослом состоянии у них отсутствуют какие-либо органы, пищеварительная, нервная и мышечная системы. Единственной обособленной структурой в теле губок является водоносная система, посредством которой животное прокачивает через свое тело огромные объемы воды для получения питания и кислорода

(Bergquist, 1978; Simpson, 1984; Ereskovsky, 2010; Leys, Hill, 2012). Несмотря на такую простую организацию тела, многие механизмы, обеспечивающие функционирование тканей, коммуникацию и интеграцию клеток, а также протекание морфогенезов у губок сходны с таковыми у высших многоклеточных животных (Larroux et al., 2006; Nichols et al., 2006; Srivastava et al., 2010; Ereskovsky et al., 2013; Özbek et al., 2010; Riesgo et al., 2014).

В организации губок присутствуют черты, абсолютно нехарактерные для других многоклеточных животных. Уникальной чертой организации губок можно считать мобильность и пластичность их анатомических и клеточных структур. Поддержание высокой эффективности фильтрации в меняющихся гидродинамических условиях окружающей среды является крайне важным для губок, поэтому водоносная система этих животных подвергается постоянной перестройке и меняет свою конфигурацию, чтобы наилучшим образом соответствовать текущим гидродинамическим условиям. В основе высокой пластичности водоносной системы губок лежит пластичность дифференцировок клеток и их высокая мобильность. В теле губок абсолютно все клетки находятся в состоянии постоянного перемещения и большинство из них способно к трансдифференцировкам (Harris, 1987; Bond, 1992; Ereskovsky, 2010).

Одной из форм описанной пластичности организации является способность клеток губок к реагрегации после диссоциации тканей животного. В ходе этого процесса происходит формирование многоклеточных агрегатов разнообразного строения, и при определенных условиях может происходить полное восстановление исходной организации животного (Короткова, 1972а; Wilson, 1907; Huxley, 1912; Galtsoff, 1925b). Эти процессы являются не простой "самосборкой" и сортировкой дифференцированных клеток. В ходе реагрегации клеток и последующего восстановления губки имеют место активные клеточные миграции, дедифференцировки и трансдифференцировки определенных клеточных типов, а судьба клеток, судя по всему, определяется их положением в многоклеточном агрегате (Ефремова, 1969, 1972; Короткова, 1972а; Никитин, 1973б; Волкова, Золотарева, 1981). Эти факты делают процесс реагрегации клеток удобной модельной системой, которая позволяет в контролируемых лабораторных условиях изучать многие детали функционирования тканей губок: поведение и взаимодействие различных клеточных типов друг с другом и с

внеклеточным матриксом, способности клеток к дедифференцировкам и трансдифференцировкам, пути восстановления исходных связей между клетками и формирования основных структурных элементов организма. Кроме того, многоклеточные агрегаты губок являются удобной модельной системой для изучения некоторых аспектов физиологии и молекулярной биологии губок (Черногор и др., 2014; Custodio et al., 1998; Krasko et al., 2002; Le Pennec et al., 2003; Zhang et al., 2003a; Müller et al., 2004b; Cao et al., 2007a, 2007b; Valisano et al., 2007a; Chernogor et al., 2011b). Практический интерес представляют долговременные культуры многоклеточных агрегатов, формирующихся в ходе реагрегации, которые могут стать основой для получения биологически активных веществ губок для фармацевтической и косметической промышленности (Müller et al., 2000; Fernàndez-Busquets et al., 2002; Pomponi, 2006).

C момента первого описания реагрегации клеток губок Уилсоном в 1907 году (Wilson, 1907) этот процесс стал объектом многих исследований. Изучались различные аспекты реагрегации клеток: молекулярные основы процесса (Spiegel, 1955; Humphreys, 1963, 1970; Müller, Müller, 1980; Fernàndez-Busquets, 2008), поведение клеток в суспензии и на ранних этапах реагрегации (Ефремова, Дроздов, 1970; Никитин, 1973а; Galtsoff, 1923, 1925a; Noble, Peterson, 1972; Gaino et al., 1985; Gaino, Magnino, 1999), способность клеток к распознаванию "свое-чужое" (Wilson, 1910; Galtsoff, 1923, 1925a; Curtis, 1962; Spiegel, 1954; Humphreys, 1963, 1970; Van de Vyver, 1975; Leith, 1979; Custodio et al., 2004), особенности физиологии многоклеточных агрегатов (Черногор и др., 2014; Custodio et al., 1998; Krasko et al., 2002; Le Pennec et al., 2003; Zhang et al., 2003a; Müller et al., 2004b; Cao et al., 2007a, 2007b; Valisano et al., 2007a; Chernogor et al., 2011b), способность различных клеток к дедифференцировкам и трансдифференцировкам (Ефремова, 1968; Короткова, Соколова, 1973; Никитин, 1973б; Волкова, Золотарева, 1981; Bagby, 1972; Buscema et al., 1980), а также возможности получения долговременных культур многоклеточных агрегатов для биотехнологических целей (Müller et al., 2000, 2004a; Sipkema, 2004). Тем не менее, многие аспекты реагрегации клеток губок до сих пор остаются неясными. В частности, к таким аспектам относятся вопросы, касающиеся поведения и судьбы различных типов клеток в ходе восстановления интактной губки из многоклеточных агрегатов, а также условий и механизмов, которые обеспечивают возможность восстановления исходной

организации животного после диссоциации тканей. Кроме того, часть полученных ранее данных требуют проверки и расширения с использованием современных ультраструктурных и иммуногистохимических методов.

Настоящая работа посвящена изучению процесса реагрегации клеток у четырех видов морских губок:

1) Halichondriapanicea (Pallas, 1766) (кл. Demospongiae, отр. Suberitida);

2) Haliclona aquaeductus (Schmidt, 1862) (кл. Demospongiae, отр. Haplosclerida);

3) Halisarca dujardinii Johnston, 1842 (кл. Demospongiae, отр. Chondrillida);

4) Leucosolenia complicata (Montagu, 1814) (кл. Calcarea, отр. Leucosolenida).

Данные виды являются типичными и широко распространенными представителями морских бентосных сообществ. Они выбраны в качестве объектов исследования благодаря особенностям своей экологии и систематического положения. Все исследованные виды способны переносить значительные колебания условий окружающей среды (температуры, солености и т.д.), и поэтому подходят для проведения экспериментальных лабораторных исследований. Исследованные виды класса Demospongiae являются представителями трех из четырех крупных клад, которые в настоящее время выделяются методами молекулярной филогении в составе этого класса: H. dujardinii - клада Myxospongiae, H. panicea - клада Heteroscleromorpha и H. aquaeductus - клада Haploscleromorpha (Hill et al., 2013; Redmond et al., 2013). Leucosolenia complicata является представителем крупного подкласса Calcaronea, включающего в себя основную часть видов класса Calcarea (Van Soest et al., 2015).

Цель данной работы - провести анализ закономерностей и особенностей протекания процесса реагрегации клеток и восстановления исходной организации губки у представителей классов Demospongiae и Calcarea.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1) подобрать оптимальный метод диссоциации тканей губок и условия культивирования клеток и многоклеточных агрегатов;

2) описать динамику протекания процесса реагрегации клеток у исследуемых видов, в том числе при различных физиологических состояниях тканей, связанных с репродуктивным циклом данных видов;

3) детально описать строение ключевых стадий реагрегации клеток и восстановления исходной организации губки на гистологическом и ультраструктурном уровнях;

4) проследить поведение и судьбу различных типов клеток в ходе реагрегации клеток и восстановления исходной организации губок.

Научная новизна работы. В ходе работы проведены исследования динамики реагрегации клеток, а также строения многоклеточных агрегатов у четырех видов морских губок. В результате работы удалось подобрать оптимальный метод диссоциации тканей губок и оптимальные условия дальнейшего культивирования суспензий клеток. Впервые была описана реагрегации клеток Н. aquaeductus. Впервые проведено сравнительное исследование динамики процесса реагрегации клеток Н. ратсеа и Н. ^]агЖпи в различные периоды репродуктивного цикла данных видов, и предложено объяснение наблюдаемой внутривидовой вариабельности протекания процесса реагрегации клеток у губок. На основании собственных и литературных данных составлена общая схема протекания реагрегации клеток губок, в полной мере отражающая наиболее важные этапы этого процесса.

В ходе работы были подобраны методы фиксации и последующей пробоподготовки многоклеточных агрегатов губок для иммуногистохимических и ультраструктурных исследований. На основании иммуногистохимических и ультраструктурных исследований первичных многоклеточных агрегатов, примморфов и развивающихся примморфов впервые проведено детальное описание морфогенезов, происходящих при развитии агрегатов, и прослежена судьба некоторых типов клеток в ходе процесса реагрегации.

Теоретическая и практическая значимость работы. На основании собственных данных, а также анализа литературных данных была предложена общая схема реагрегации клеток губок, включающая в себя несколько ранее не описанных вариантов реагрегации. Предложенная схема позволяет проводить детальное сравнительное описание и классификацию процесса реагрегации клеток у любого

изученного на данный момент вида губок. Применение данной схемы к широкому спектру видов губок позволяет выявить связи между характером протекания реагрегации клеток и особенностями биологии или строения того или иного вида.

Показано, что основная роль в процессе реагрегации клеток и восстановления исходной организации животного у всех изученных на данный момент видов губок принадлежит активной локомоции клеток, а также дедифференцировке и трансдифференцировке определенных типов клеток. Результаты настоящей работы показывают, что на протекание процесса реагрегации клеток конкретного вида губок влияет ряд фактором как внутренних (физиологическое состояние особей, используемых в экспериментах), так и внешних (условия постановки экспериментов). Таким образом показано, что для выявления полного морфогенетического потенциала клеток и многоклеточных агрегатов конкретного вида необходимо сравнительное изучение процесса реагрегации его клеток на разных стадиях жизненного и репродуктивного циклов, а также в разные сезоны года.

Полученные в работе результаты позволяют использовать представителей типа Губки как модельные объекты для дальнейшего сравнительного исследования механизмов функционирования тканей и межклеточного сигналлинга у многоклеточных животных.

Результаты работы использованы в курсах "Введение в специальность", "Сравнительная эмбриология беспозвоночных" и "Зоология беспозвоночных", читаемых на кафедре зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Положения, выносимые на защиту:

1) Основную роль в процессе реагрегации играет способность клеток губок к движению и изменению формы. За счет формирования и сокращения псевдоподий происходит первичная агрегация клеток. В дальнейшем за счет локомоции клеток и изменений их формы в многоклеточных агрегатах формируются основные анатомические структуры губки. Ограничение подвижности и возможности изменения формы клеток в составе многоклеточных агрегатов приводит к остановке их прогрессивного развития.

2) Развитие многоклеточных агрегатов связано с дедифференцировками и трансдифференцировками клеток в их составе. Дедифференцировки клеток происходят на начальных этапах реагрегации и приводят к унификации морфологии и ультраструктуры большей части клеток агрегатов. Трансдифференцировки клеток начинаются с формирования экзопинакодермы у примморфов, и активно участвуют в формировании элементов водоносной системы и клеток мезохила в ходе прогрессивного развития примморфов.

3) Реагрегации клеток проходит сходным образом у всех изученных к настоящему времени видов губок. Вместе с тем, существует четкая межвидовая и внутривидовая вариабельность в протекании реагрегации, которая выражаются в различиях в скорости протекания процесса, в особенностях трансформации первичных многоклеточных агрегатов в примморфы, а также в завершающей стадии процесса. Значительное влияние на процесс реагрегации оказывает исходное физиологическое состояние тканей губок.

Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе, обеспечивается корректным использованием современных методов исследований. При экспериментальной работе живые губки и суспензии их клеток содержали в оптимальных условиях, и с суспензиями клеток было проведено достаточное количество повторных экспериментов. При фиксации и подготовке образцов многоклеточных агрегатов для гистологических, иммуногистохимических и ультраструктурных исследований были использованы корректные протоколы, отобранные на основании предварительных исследований. При проведении гистологических, иммуногистохимических и ультраструктурным исследований была исследована достаточная выборка, а также была использована система негативных и позитивных контролей. Фотоизображения, полученные в ходе исследований, подвергались лишь незначительной корректировке яркости и контрастности, затрагивающей все пикселы изображений.

Апробация работы. Основные результаты данной работы были доложены и обсуждены на следующих конференциях:

1) Научная конференция «Морская биология, геология, океанология -междисциплинарные исследования на морских стационарах», посвященная 75-летию

Беломорской биологической станции МГУ (Москва, Россия, 27 февраля - 1 марта

2013 г.);

2) XX Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2013" (Москва, Россия, 8-13 апреля 2013 г.);

3) XII Международная конференция с элементами школы для молодых ученых и аспирантов "Проблемы изучения, рационального использования и охраны природных ресурсов Белого моря" (Петрозаводск, Россия, 30 сентября - 4 октября 2013 г.);

4) Всероссийская конференция с международным участием "К 135-летию со дня рождения П.П. Иванова" (Санкт-Петербург, Россия, 22-24 октября 2013 г.);

5) II Международная молодежная научно-практическая конференция "Морские исследования и образование" (Москва, Россия, 28-30 октября 2013 г.);

6) 3nd International congress on invertebrate zoology (Берлин, Германия, 3-7 августа

2014 г.);

7) XXII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2015" (Москва, Россия, 13-17 апреля 2015 г.);

8) International workshop "The origin of metazoan" (Йер, Франция, 14-16 октября

2015 г.).

Также результаты работы были неоднократно доложены и обсуждены на рабочих семинарах "Низшие многоклеточные: биология, морфогенез, эволюция" кафедры зоологии беспозвоночных Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

По результатам работы опубликовано 1 1 печатных работ, из них 3 статьи - в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, и 8 статьей - в материалах международных и всероссийских конференций.

Благодарности. Выражаю искреннюю благодарность моему научному руководителю - к.б.н. Косевичу Игорю Арнольдовичу - за всестороннюю поддержку и помощь на протяжении всей работы, за множество ценных советов и обсуждений, за его терпение и понимание.

Автор благодарит всех сотрудников Беломорской биологической станции им. Н.А. Перцова МГУ, в особенности директора станции д.б.н., проф. А.Б. Цетлина и

водолазную команду, за предоставление возможности проведения экспериментов с живым материалом и помощь в сборе материала. Автор искренне признателен сотрудникам Межкафедральной лаборатории электронной микроскопии Биологического факультета МГУ, в особенности А.Г. Богданову, и сотрудникам Ресурсного центра «Развитие молекулярных и клеточных технологий» СПбГУ, в особенности П.А. Зыкину и М.Г. Воробьеву, за предоставление возможности исследовать материал с помощью трансмиссионных и сканирующих электронных микроскопов. Автор благодарит к.б.н. А.Э. Вишнякова за ценнейшие советы, рекомендации и помощь в осуществлении настоящего исследования.

Автор искренне благодарит всех сотрудников и заведующего кафедры зоологии беспозвоночных Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова член-корр. РАН, д.б.н. В.В. Малахова за поддержку и ценные советы.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Общая характеристика типа Губки (Porifera)

Губки (тип Porifera) - это исключительно водные прикрепленные многоклеточные животные-фильтраторы, имеющие очень простую организацию. Губок можно встретить во всех водных биотопах планеты - от морских мелководий до ультраабиссали, а также в пресных водоемах всех континентов, за исключением Антарктиды. В настоящее время тип Porifera включает примерно 8500 валидных видов, которые образуют четыре класса: Demospongiae, Calcarea, Hexactinellida и Homoscleromorpha (Van Soest et al., 2015). По некоторым оценкам, неописанными остаются еще 18000 видов губок (Appeltans et al., 2012).

1.1.1. Анатомическое и гистологическое строение губок

Во взрослом состоянии губки имеют крайне примитивную организацию - у них отсутствуют какие-либо органы, пищеварительная, нервная и мышечная системы. Представители классов Demospongiae, Calcarea и Homoscleromorpha во взрослом состоянии имеют клеточное строение, а представители класса Hexactinellida -синцитиальное (Bergquist, 1978; Simpson, 1984; Ereskovsky, 2010; Leys, Hill, 2012). Приведенные ниже данные будут касаться только губок с клеточным строением.

Тело губок можно разделить на три части: внешние эпителии, внутренние эпителии и мезохил. Внешние эпителии представлены экзопинакодермой и базопинакодермой (Рисунок 1). Экзопинакодерма покрывает большую часть наружной

и и и и гр

поверхности губки. Это однослойный эпителий, состоящий из веретеновидных или 1 -образных клеток, экзопинакоцитов (Рисунок 2). Базопинакодерма покрывает лишь поверхность губки, обращенную к субстрату. Это также однослойный эпителий, во многих чертах напоминающий экзопинакодерму. Однако базопинакоциты имеют сильно развитый синтетический аппарат и способны к активному синтезу вещества, обеспечивающего прикрепление губки к субстрату (Bergquist, 1978; Simpson, 1984; Ereskovsky, 2010; Leys, Hill, 2012).

Внутренние эпителии представлены эндопинакодермой и хоанодермой, которые выстилают отделы водоносной системы. Водоносная система - это наиболее характерная черта организации губок. Она представляет собой сеть каналов и камер, пронизывающих все тело животного. Каналы водоносной системы выстланы одним слоем уплощенных эндопинакоцитов (Рисунок 2А, Б), а камеры - хоаноцитами, которые несут жгутик, окруженный воротничком микроворсинок (Рисунок 3). Вода из окружающей среды попадает в водоносную систему через множество мелких отверстий в экзопинакодерме губки - остий, и выбрасывается через одно или несколько крупных отверстий - оскулюмов (Bergquist, 1978; Simpson, 1984; Ereskovsky, 2010; Leys, Hill, 2012) (Рисунок 1) .

Посредством водоносной системы губка прокачивает через свое тело огромные объемы воды, из которой получает необходимые для жизни питание и кислород. За счет постоянного биения жгутиков хоаноциты создают направленный ток воды, проходящий через тело животного. Хоаноциты также обеспечивают питание губки - большая часть пищевых частиц захватывается из воды именно этими клетками (Bergquist, 1978; Simpson, 1984; Ereskovsky, 2010; Leys, Hill, 2012).

Весь объем тела между каналами, камерами водоносной системы и внешней поверхностью губки занимает мезохил. В мезохиле губок находится большое количество подвижных клеток разных типов, развитый внеклеточный матрикс, состоящий в основном из коллагена и галектина (Ereskovsky, 2010), элементы скелета животного, а также разнообразные симбиотические микроорганизмы (Рисунок 1). Хотя клетки мезохила выполняют множество разных функции, их можно разделить на две группы: клетки, выполняющие опорно-соединительные функции, и клетки, выполняющие защитно-секреторные функции (Ereskovsky, 2010). Клетки, выполняющие опорно-соединительные функции, участвуют в синтезе внеклеточного матрикса и скелетных элементов губок: 1) лофоциты и колленциты, синтезирующие коллаген (Рисунок 4А), 2) спонгоциты, синтезирующие спонгин (Рисунок 4Б), и 3) склероциты, синтезирующие неорганические элементы скелета (Рисунок 4В) (подробнее см. ниже). Также к этой группе клеток относятся сократимые клетки, миоциты, обнаруженные у ряда видов губок (Bergquist, 1978).

Клетки, выполняющие защитно-секреторные функции, обеспечивают защиту внутренней среды организма (в первую очередь посредствам фагоцитоза и бактерицидной активности), а также участвуют в запасании питательных веществ и распределении пищевых частиц и кислорода. К этой группе относятся амебоциты и разнообразные клетки с включениями (Bergquist, 1978; Simpson, 1984; Ereskovsky, 2010; Leys, Hill, 2012) (Рисунок 5).

Помимо клеток в мезохиле губок находится скелет животного, который может состоять из органических и минеральных элементов. Минеральные элементы скелета представлены микроскопическими иглами разнообразного строения - спикулами (Рисунок 6 А, Б). У представителей разных классов материалом для построения спикул может служить либо карбонат кальция (CaCO3) (Calcarea), либо оксид кремния (SiO2) (Demospongiae и Homoscleromorpha) (Bergquist, 1978; Simpson, 1984; Ereskovsky, 2010; Leys, Hill, 2012).

Органическая часть скелета губок построена из коллагена и спонгина. Коллаген всегда представлен в виде фибрилл, которые пронизывают весь мезохил, а также формируют сгущения под эпителиальными слоями. У большинства губок коллаген играет второстепенную роль в построение скелета, хотя у некоторых представителей Demospongiae (семейство Halisarciidae) скелет полностью построен из фибриллярного коллагена. Спонгин - это особая форма коллагена, которая встречается только у губок. Это вещество играет важную роль в построение скелета многих видов губок. Чаще всего встречается периспикулярный спонгин, который соединяет спикулы друг с другом в местах их пересечения (Рисунок 6В). Спонгин также может использоваться для формирования скелетных структур довольно сложного строения (например, спонгиновые фибрилл различного строения и спонгиновые спикулы) (Bergquist, 1978; Simpson, 1984; Ereskovsky, 2010; Leys, Hill, 2012) (Рисунок 6Г, Д, Е).

Одной из важнейших особенностей биологии губок является их симбиоз с микроорганизмами. В своем теле губки несут обширное и разнообразное сообщество симбиотических микроорганизмов, многие из которых являются видоспецифичными. При этом у некоторых видов губок симбионты могут составлять до 40% объема тела животного. Симбионтами губок могут быть бактерии, археи, а также одноклеточные эвкариоты (грибы и водоросли). По положению в теле выделяют внеклеточных,

внутреклеточных и внутреядерных симбионтов (Taylor et al., 2007; Webster, Taylor, 2012).

Сегодня о конкретных механизмах взаимодействия губок и их симбионтов известно мало, однако уже сейчас ясно, что симбиотическое сообщество играет огромную роль в жизни губок и во многих случаях важно для выживания хозяина. Так, было показано, что симбиотические цианобактерии тропических губок передают хозяину продукты фотосинтеза и тем самым покрывают до 50% всех его энергетических затрат. Потеря этих симбионтов приводит к постепенному ухудшению состояния губок. В ряде других ассоциаций симбионты участвуют в выработке биологически активных веществ, которые используются губками как средства химической защиты от хищников, обрастателей и патогенных микроорганизмов (Taylor et al., 2007; Webster, Blackall, 2009; Webster, Taylor, 2012). Еще одним доводом в пользу важности симбионтов в жизни губок являются многочисленные примеры вертикальной передачи бактерий от материнской губки к личинкам (Ereskovsky, 2010).

Среди представителей губок существует четыре типа организации тела, которые в первую очередь характеризуют устройство водоносной системы (Bergquist, 1978; Simpson, 1984; Ereskovsky, 2010; Leys, Hill, 2012) (Рисунок 7):

1. асконоидная - вся водоносная система представлена единой полостью (атриумом), выстланной хоанодермой. Хоанодерма прерывается только в местах выхода каналов, каждый их которых образован единственной клеткой, пороцитом. Пороциты обеспечивают связь внешней среды с атриумом. Степень развития мезохила губок с асконоидной организацией незначительна (Рисунок 7 А);

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лавров Андрей Игоревич, 2016 год

Список литературы

1. Волкова М.А., Золотарева Г.А. Развитие НаШагса ёщагёт 1опЬ81:оп из конгломератов соматических клеток // Морфогенезы у губок / Отв. ред. Г.П. Короткова. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. - С. 74-93.

2. Ересковский А.В. Определение наиболее характерных мелководных губок Кандалакшского залива Белого моря: Методические указания. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1987. -40 с.

3. Ересковский А.В. Некоторые закономерности обитания и распределения губок на литорали восточного Мурмана // Зоологический журнал. - 1994. - Т. 73. - № 4. - С. 517.

4. Ересковский А.В. Сравнительная эмбриология губок (Porifera). - СПб.: Изд-во С.Петер. ун-та, 2005. - 304 с.

5. Ефремова С.М. Характер пролиферативной активности разных типов клеток губки EphydatiaАыу1аИШ в ходе развития после диссоциации // Архив АГЭ. - 1968. - Т. 54. - № 3. - С. 96-100.

6. Ефремова С.М. Морфологический анализ развития губки Ephydatia fluviatilis из диссоциированных клеток // Вестник ЛГУ. - 1969. - № 9. - С. 39-53.

7. Ефремова С.М. Морфофизиологический анализ развития пресноводных губок Ephydatia fluviatilis и 8рощШа lacustris из диссоциированных клеток // Бесполое размножение, соматический эмбриогенез и регенерация / Отв. ред. Б.П. Токин. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1972. - С. 110-154.

8. Ефремова С.М., Дроздов А.С. Прижизненные наблюдения над ранними этапами агрегации изолированных клеток губки Ephydatia fluviatilis // Вестник ЛГУ. - 1970. -№ 15. - С.18-23.

9. Ефремова С.М., Никитин Н.С. Формообразовательные потенции различного размера конгломератов соматических клеток пресноводной губки Ephydatia fluviatilis // Морфогенетические процессы при бесполом размножении, соматическом эмбриогенезе и регенерации / Отв. ред. Б.П. Токин. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1973. - С. 97-105.

10. Захваткин А.А. Сравнительная эмбриология низших беспозвоночных: источники и пути формирования индивидуального развития многоклеточных. - М.: Советская наука, 1949. - 349 с.

11. Иванова Л.В. Морфогенетические процессы и сезонные изменения анатомической и тканевой организации у баренцевоморской губки Halichondria panicea (Pallas) // Архив АГЭ. - 1978. - Т. 75. - № 10. - С. 62-72.

12. Иванова Л.В. Жизненный цикл баренцевоморской губки Halichondria panicea (Pallas) // Морфогенезы у губок / Отв. ред. Г.П. Короткова. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. - С. 74-93.

13. Колтун В.М. Кремнероговые губки Северных и дальневосточных морей СССР (отряд Comacuspongida). - М.-Л.: Издательство Академии Наук СССР, 1959. - 236 с.

14. Колтун В.М. Четырехлучевые губки северных и дальневосточных морей СССР (отряд Tetraxsonida). - М.-Л.: Издательство "Наука", 1966. - 112 с.

15. Короткова Г.П. Регенерация и клеточное размножение у известковой губки Leucosolenia complicata Mont // Вестник ЛГУ. - 1961. - Т. 4. - №21. - С. 39-50.

16. Короткова Г.П. Сравнительно-морфологические исследования развития губок из диссоциированных клеток // Бесполое размножение, соматический эмбриогенез и регенерация / Отв. ред. Б.П. Токин. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1972а. - С. 74-109.

17. Короткова Г.П. Регенерация частей тела у известковой губки Sycon lingua // Труды ленинградского общества естествоиспытателей. - 1972б. - Т. 78. - № 4. - С. 155-169.

18. Короткова Г.П. Общая характеристика губок // Морфогенезы у губок / Отв. ред. Г.П. Короткова. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. - С. 5-51.

19. Короткова Г.П. Регенерация животных. - СПб: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 1997. -479 с.

20. Короткова Г.П., Ефремова С.М., Каданцева А.Г. Особенности морфогенезов при развитии Sycon lingua из небольших кусочков тела // Вестник ЛГУ. - 1965. - Т. 4. - №21. - С. 14-30.

21. Короткова Г.П., Никитин Н.С. Сравнительно-морфологический анализ регенерации и соматического эмбриогенеза у кремнероговой губки Halichondria panicea // Тр. Мурман. морск. биол. ин-та АН СССР. - 1969а. - № 16. - С. 9-16.

22. Короткова Г.П., Никитин Н.С. Особенности морфогенеза при развитии кремнероговой губки Halichondria panicea из небольшого фрагмента тела // Тр. Мурман. морск. биол. ин-та АН СССР. - 1969б. - № 16. - С. 17-26.

23. Короткова, Г.П., Соколова Е.Д. Зависимость формообразовательных потенций хоаноцитов известковой губки от клеточного состава конгломератов // Морфогенетические процессы при бесполом размножении, соматическом эмбриогенезе и регенерации / Отв. ред. Б.П. Токин. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1973. - С. 118-133.

24. Кутерницкая Е.А., Вишняков А.Э., Ересковский А.В. Изучение строения симбиотических бактерий беломорской губки Halisarca dujardini Johnston (Porifera, Demospongiae, Halisarcida) и их возможного влияния на формирование примморф // Вестник СПбГУ. - 2008. - Т. 3. - № 4. - С. 10-15.

25. Лавров А.И. Формирование и структура примморфов из губок Белого моря. Дипломная работа / Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова.

- M., 2012. - 82 с.

26. Лавров А.И., Косевич И.А. Реагрегация клеток у губок // Природа. - 2013. - №2.

- С. 87-90.

27. Марфенин Н.Н. Основные морфо-функциональные состояния колонии у гидроида Dynamena pumila (L.) в естественных условиях // Докл. АН СССР. - 1980. -Т. 255. - № 1. - С. 253-256.

28. Миронов А.А., Комиссарчик Я.Ю., Миронов В.А. Методы электронной микроскопии в биологии и медицине: методическое руководство. - СПб.: Наука, 1994.

- 400 с.

29. Никитин Н.С. Особенности поведения изолированных одиночных клеток пресноводной губки Ephydatia fluviatilis (L.) // Морфогенетические процессы при бесполом размножении, соматическом эмбриогенезе и регенерации / Отв. ред. Б.П. Токин. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1973а. - С. 88-96.

30. Никитин Н.С. Формообразовательные потенции конгломератов ядрышковых амебоцитов пресноводной губки Ephydatia fluviatilis // Морфогенетические процессы при бесполом размножении, соматическом эмбриогенезе и регенерации / Отв. ред. Б.П. Токин. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1973б. - С. 134-142.

31. Черногор Л.И., Кондратов И.Г., Кулакова Н.В., Деникина Н.Н., Беликов С.И. Экспрессия силикатеинов на модельной клеточной культуре примморф байкальской губки Lubomirskia baicalensis // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 11. С. 24552459.

32. Языков А.А. Аггрегация диссоциированных клеток у губок Reniera cinerea (Grant), Halichondria panicea (Pallas) и Ephydatia fluviatilis (Lamarck) и способность образовавшихся многоклеточных комплексов к реституции в целый организм // ЖОБ. -1965а. - Т. 26. - № 6. - С. 690-693.

33. Языков А.А. Поверхностные антигены в аггрегации клеток губок Halichondria panicea (Pallas) и Reniera cinerea (Grant) // ЖОБ. - 1965б. - Т. 26. - № 1. - С. 96-101.

34. Adams E.D.M., Goss G.G., Leys S.P. Freshwater sponges have functional, sealing epithelia with high transepithelial resistance and negative transepithelial potential // PloS One. - 2010. - V. 5. - № 11. - e15040.

35. Adamska M., Degnan B.M., Green K. Zwafink. C. What sponges can tell us about the evolution of developmental processes // Zoology. - 2011. - V. 144. - № 1. - P. 1-10.

36. Appeltans W., Ahyong S.T., Anderson G., Angel M.V., Artois T., Bailly N., Bamber R., Barber A., Bartsch I., Berta A., Blazewicz-Paszkowycz M., Bock P., Boxshall G., Boyko C. B., Brandao S.N., Bray R.A., Bruce N.L., Cairns S.D., Chan T.Y., Cheng L., Collins A.G., Cribb T., Curini-Galletti M., Dahdouh-Guebas F., Davie P.J.F., Dawson M.N., De Clerck O., Decock W., De Grave S., De Voogd N.J., Domning D.P., Emig C.C., Erseus C., Eschmeyer W., Fauchald K., Fautin D.G., Feist S.W., Fransen C.H.J.M., Furuya H., Garcia-Alvarez O., Gerken S., Gibson D., Gittenberger A., Gofas S., Gomez-Daglio L., Gordon D.P., Guiry M.D., Hernandez F., Hoeksema BW., Hopcroft R.R., Jaume D., Kirk P., Koedam N., Koenemann S., Kolb J.B., Kristensen R.M., Kroh A., Lambert G., Lazarus D.B., Lemaitre R., Longshaw M., Lowry J., MacPherson E., Madin L.P., Mah C., Mapstone G., McLaughlin P.A., Mees J., Meland K., Messing C.G., Mills C.E., Molodtsova T.N., Mooi R., Neuhaus B., Ng P.K.L.,

Nielsen C., Norenburg J., Opresko D.M., Osawa M., Paulay G., Perrin W., Pilger J.F., Poore G.C.B., Pugh P., Read G.B., Reimer J.D., Rius M., Rocha R.M., Saiz-Salinas J.I., Scarabino V., Schierwater B., Schmidt-Rhaesa A., Schnabel K.E., Schotte M., Schuchert P., Schwabe E., Segers H., Self-Sullivan C., Shenkar N., Siegel V., Sterrer W., Stöhr S., Swalla B., Tasker M.L., Thuesen E.V., Timm T., Todaro M.A., Turon X., Tyler S., Uetz P., Van Der Land J., Vanhoorne B., Van Ofwegen L.P., Van Soest R.W.M., Vanaverbeke J., Walker-Smith G., Walter T.C., Warren A., Williams G.C., Wilson S.P., Costello M.J. The magnitude of global marine species diversity // Curr. Biol. - 2012. - V. 22. - № 1. - P. 1-14.

37. Bagby R.M. Formation and differentiation of the upper pinacoderm in reaggregation masses of the sponge Microciona prolifera (Ellis and Solander) // J. Exp. Zool. - 1972. - V. 180. - P. 217-225.

38. Bergquist P.R. Sponges. - Berkley and Los Angeles, University of California Press, 1978. - 268 p.

39. Bond C. Continuous cell movements rearrange anatomical structures in intact sponges // J. Exp. Zool. - 1992. - V. 263. - № 3. - P. 284-302.

40. Bond C., Harris A.K. Locomotion of sponges and its physical mechanism // J. Exp. Zool.

- 1988. - V. 246. - № 3. - P. 271-284.

41. Borchiellini C., Manuel M., Alivon E., Boury-Esnault N., Vacelet J., Le Parco Y. Sponge paraphyly and the origin of Metazoa // J. Evol. Bioll. - 2008. - V. 14. - № 1. - P. 171179.

42. Borisenko I.E., Adamska M., Tokina D.B., Ereskovsky A.V. Transdifferentiation is a driving force of regeneration in Halisarca dujardini (Demospongiae, Porifera) // PeerJ. - 2015.

- V. 3. - e1211.

43. Boury-Esnault N. A cell type in Sponges Involved in the Metabolism of Glycogen // Cell Tissue Res. - 1977. - V. 175. - P. 523-539.

44. Boury-Esnault N., de Vos L., Donadey C., Vacelet J. Comparative Study of the Choanosome of Porifera: I. The Homoscleromorpha // J. Morphol. - 1984. - V. 17. - P. 3-17.

45. Boury-Esnault N., Rützler K. Thesaurus of Sponge Morphology. - Washington, D.C.: Smithsonian Institution Press, 1997. - 55 p.

46. Boute N., Exposito J.-Y., Boury-Esnault N., Vacelet J., Noro N., Miyazaki K., Yoshizato K., Garrone R. Type IV collagen in sponges, the missing link in basement membrane ubiquity // Biol. Cell. - 1996. - V. 88. - № 1-2. - P. 37-44.

47. Brien P. La réorganisation de l'Eponge après la dissociation par la filtration et phénomènes d'involution chez Ephydatia fluviatilis // Arch. Biol. - 1937. - V. 48. - P. 185268.

48. Br0nsted H.V. Über zelluläre entwicklungen in den restitution processen beim süßwasserschwamm Spongilla lacustris (L.) // Arch. exp. Zelliorsch. - 1937. - V. 19. - P. 3553.

49. Buscema M., De Sutter D., Van de Vyver G. Ultrastructural study of differentiation processes during aggregation of purified sponge archaeocytes // Wilhelm Roux arch. dev. biol. - 1980. - V. 188. - № 1. - P. 45-53.

50. Bütschli O. Bemerkungen zur Gastraea-Theorie // Morph. Jahrb. - 1884. - V. 9. -P. 415-427.

51. Cao X., Fu W., Yu X., Zhang W. Dynamics of spicule production in the marine sponge Hymeniacidon pervelis during in vitro cell culture and seasonal development in the field // Cell Tissue Res. - 2007a. - V. 329. - № 3. - P. 595-608.

52. Cao X., Yu X., Zhang W. Comparison of spiculogenesis in in vitro ADCP-primmorph and explants culture of marine sponge Hymeniacidon perleve with 3-TMOSPU supplementation // Biotechnol. Prog. - 2007b. - V. 23. - № 3. - P. 707-714.

53. Chernogor L.I., Denikina N.N., Belikov S.I., Ereskovsky A.V. Long-term cultivation of primmorphs from freshwater Baikal sponge Lubomirskia baikalensis // Mar. Biotechnol. -2011a. - V. 13. - № 4. - P. 782-792.

54. Chernogor L.I., Denikina N.N., Belikov S.I., Ereskovsky A.V. Formation of spicules during the long-term cultivation of primmorphs from the freshwater Baikal sponge Lubomirskia baikalensis // Organic Chem. Curr. Res. - 2011b. - S2. 001.

55. Chernogor L.I., Denikina N.N., Kondratov I., Solovarov I., Khanaev I., Belikov S.I., Ehrlich H. Isolation and identification of the microalgal symbiont from primmorphs of the endemic freshwater sponge Lubomirskia baicalensis (Lubomirskiidae, Porifera) // Eur. J. Phycol. - 2014. - V. 48. - № 4. - P. 497-508.

56. Curtis A.S.G. Pattern and mechanism in the reaggregation of sponges // Nature. - 1962.

- V.196, - № 4851. - P. 245-248.

57. Custodio M.R., Prokic I., Steffen R., Koziol, C., Borojevic R., Brammer F., Nickel M., Müller W.E.G. Primmorphs generated from dissociated cells of the sponge Suberites domuncula: a model system for studies of cell proliferation and cell death // Mech. Ageing Dev. - 1998. - V. 105. - № 1-2. - P. 45-59.

58. Custodio M.R., Hajdu E., Muricy G. Cellular dynamics of in vitro allogeneic reactions of Hymeniacidon heliophila (Demospongiae: Halichondrida) // Mar. Biol. - 2004. - V. 144 -№ 5. - P. 999-1010.

59. de Caralt S., Uriz M.J., Wijffels R.H. Cell culture from sponges: pluripotency and immortality // Trends biotechnol. - 2007. - V. 25. - № 10. - P. 467-471.

60. De Sutter D., Van de Vyver G. Aggregative properties of different cell types of the freshwater sponge Ephydatiafluviatilis isolated on ficoll gradients // Wilhelm Roux arch. dev. biol.

- 1977. - V. 181. - № 2. - P. 151-161.

61. De Sutter D., Van de Vyver G. Isolation and recognition properties of some definite sponge cell types // Dev. Comp. Immunol. - 1979. - V. 3. - P. 389-397.

62. Eerkes-Medrano D.I., Leys S.P. Ultrastructure and embryonic development of a syconoid calcareous sponge // Invertebr. Biol. - 2003. - V. 125. - № 3. - P. 177-194.

63. Eerkes-Medrano D.I., Feehan C.J., Leys S.P. Sponge cell aggregation: checkpoints in development indicate a high level of organismal complexity // Invertebr. Biol. - 2015. - V. 134. - № 1. - P. 1-18.

64. Ereskovsky A.V. Reproduction cycles and strategies of the cold-water sponges Halisarca dujardini (Demospongiae, Halisarcida), Myxilla incrustans and Iophon piceus (Demospongiae, Poecilosclerida) from the White Sea // Biol. Bull. - 2000. - V. 198, - № 1. -P. 77-87.

65. Ereskovsky A.V. Sponge embryology: the past, the present and the future // Porifera Research: Biodiversity, Innovation and Sustainability / Eds. M.R. Custodio, G. Lobo-Hajdu, E. Hajdu, G. Muricy. - Rio de Janeiro, Museu Nacional, 2007. - P. 41-52.

66. Ereskovsky A.V. Comparative Embryology of Sponges. - Springer Netherlands, 2010. - 329 p.

67. Ereskovsky A.V., Tokina D.B. Asexual reproduction in homoscleromorph sponges (Porifera; Homoscleromorpha) // Mar. Biol. - 2007. - V. 151. - № 2. - P. 425-434.

68. Ereskovsky A.V., Konjukov P., Willenz P. Experimental metamorphosis of Halisarca dujardini larvae (Demospongiae, Halisarcida): evidence of flagellated cell totipotentiality // J. Morph. - 2007. - V. 268. - P. 529-536.

69. Ereskovsky A.V., Renard E., Borchiellini C. Cellular and molecular processes leading to embryo formation in sponges: evidences for high conservation of processes throughout animal evolution // Dev. Genes Evol. - 2013. - V. 223. - № 1-2. - P. 5-22.

70. Ereskovsky A.V., Borisenko I.E., Lapébie P., Gazave E., Tokina D.B., Borchiellini C. Oscarella lobularis (Homoscleromorpha, Porifera) regeneration: epithelial morphogenesis and metaplasia // Plos One. - 2015. - V. 10. - e0134566.

71. Ereskovsky A.V., Chernogor L.I., Belikov S.I. Ultrastructural description of development and cell composition of primmorphs in the endemic Baikal sponge Lubomirskia baicalensis // Zoomorphology. - 2016. - V. 135. - № 1. - P. 1-17.

72. Fahey B., Degnan B.M. Origin of animal epithelia: insights from the sponge genome // Evol. Dev. - 2010. - V. 12. - № 6. - P. 601-617.

73. Fernàndez-Busquets X. The sponge as a model of cellular recognition // Sourcebook of models for biomedical research / Ed. P.M. Conn - Totowa, NJ: Humana Press Inc., 2008. - P. 75-83.

74. Fernàndez-Busquets X., Burger M. The main protein of the aggregation factor responsible for species-specific cell adhesion in the marine sponge Microciona proliféra is highly polymorphic // J. Biol. Chem. - 1997. - V. 272. - № 44. - P. 27839-27847.

75. Fernàndez-Busquets X., Gerosa D., Hess D, Burger M.M. Accumulation in marine sponge grafts of the mRNA encoding the main proteins of the cell adhesion system // J. Biol. Chem. - 1998. - V. 273. - № 45. - P. 29545-29553.

76. Fernàndez-Busquets X., Burger M. M. Cell adhesion and histocompatibility in sponges // Microsc. Res. Tech. - 1999. - V. 44. - № 4. - P. 204-218.

77. Fernández-Busquets X., Kuhns W.J., Simpson T.L., Ho M., Gerosa D., Grob M., Burger, M. M. Cell adhesion-related proteins as specific markers of sponge cell types involved in allogeneic recognition // Dev. Comp. Immunol. - 2002. - V. 26. - № 4. - P. 313-323.

78. Galtsoff P.S. The amoeboid movement of dissociated sponge cells // Biol. Bull. - 1923. - V. 45. - № 3. - P. 153-161.

79. Galtsoff P.S. Regeneration after dissociation (an experimental study on sponges). I. Behavior of dissociated cells of Microciona prolifera under normal and altered conditions // J. Exp. Zool. - 1925a. - V. 42. - № 1. - P. 183-221.

80. Galtsoff P.S. Regeneration after dissociation (an experimental study on sponges). II. Histogenesis of Microciona prolifera // J. Exp. Zool. - 1925b. - V. 42. - № 1. - P. 223-255.

81. Gaino E., Zunino L., Burlando B., Sara M. The locomotion of dissociated sponge cells: A cell-by-cell, time-lapse film analysis // Cell Motil. - 1985. - V. 5. - № 6. - P. 463-473.

82. Gaino E., Burlando B. Sponge cell motility: A model system for the study of morphogenetic processes // Boll. Zool. - 1990. - V. 57. - № 2. - P. 109-118.

83. Gaino E., Magnino G., Burlando B., Sara M. Morphological responses of dissociated sponge cells to different organic substrata // Tissue Cell. - 1993. - V. 25. - № 3. - P. 333-341.

84. Gaino E., Manconi R., Pronzato R. Organizational plasticity as a successful conservative tactics in sponges // Anim. Biol. - 1995. - V. 4. - P. 31-43.

85. Gaino E., Magnino G. Dissociated cells of the calcareous sponge Clathrina: a model for investigating cell adhesion and cell motility in vitro // Microsc. Res. Tech. - 1999. - V. 44. -P. 279-292.

86. Gazave E., Lapébie P., Ereskovsky A.V., Vacelet J., Renard E., Cárdenas P., Borchiellini C. No longer Demospongiae: Homoscleromorpha formal nomination as a fourth class of Porifera // Hydrobiologia. - 2011. - V. 687. - № 1. - P. 3-10.

87. Gerasimova E.I., Ereskovsky A.V. Reproduction of two species of Halichondria (Demospongiae: Halichondriidae) in the White Sea // Porifera Research: Biodiversity, Innovation and Sustainability / Eds. M.R. Custódio, G. Lobo-Hajdu, E. Hajdu, G. Muricy. -Rio de Janeiro, Museu Nacional, 2007. - P. 327-333.

88. Gonobobleva E.L., Ereskovsky A.V. Metamorphosis of the larva of Halisarca dujardini (Demospongiae, Halisarcida) // Bull. Inst. Roy. Sci. nat. Belgique. Biol. - 2004. - V. 74. -P. 10-115.

89. Gonobobleva E.L., Maldonado M. Choanocyte ultrastructure in Halisarca dujardini (Demospongiae, Halisarcida) // J. Morphol. - 2009. - V. 270. - P. 615-627.

90. Gorin S., Kosevich I. How the sponge can travel. International Workshop "The Evolution of Multicellularity: Insights from Hydra and other Basal Metazoans" - Evangelische Akademie Tutzing, Germany, 2009. - P. 77- 77.

91. Haeckel E. Die Gastrea-Theorie, die phylogenetische Klassifikation des Tierreichs, und die Homologie der Keimblätter // Jen. Z. Naturwiss. - 1874. - V. 8 - P. 1-55.

92. Harris A.K. Cell motility and the problem of anatomical homeostasis. J. Cell. Sci. -1987. - V. 8. - P. 121-140.

93. Haygood M.G., Schmidt E.W., Davidson S.K., Faulkner D.J. Microbial symbionts of marine invertebrates: opportunities for microbial biotechnology // J. Mol. Microbiol. Biotechnol. - 1999. - V. 1. - № 1. - P. 33-43.

94. Hill M.S., Hill A.L., Lopez J. Peterson, K. J., Pomponi S., Diaz M.C., Thacker R.W., Adamska M., Boury-Esnault N., Cárdenas P., Chaves-Fonnegra A., Danka E., De Laine B., Formica D., Hajdu E., Lobo-Hajdu G., Klontz S., Morrow C.C., Patel J., Picton B., Pisani D., Pohlmann D., Redmond N.E., Reed J., Richey S., Riesgo A., Rubin E., Russell Z., Rützler K., Sperling E. A., di Stefano M., Tarver J.E., Collins A.G. Reconstruction of family-level phylogenetic relationships within Demospongiae (Porifera) using nuclear encoded housekeeping genes // PLOS One. - 2013. - V. 8. - № 1. - e50437.

95. Humphreys T. Chemical dissolution and in vitro reconstruction of sponge cell adhesion. I. Isolation and functional demonstration of components involved // Dev. Biol. - 1963. - V. 8. -№ 1. - P. 27-47.

96. Humphreys T. Biochemical analysis of sponge cell aggregation // Symp. zool. Soc. Lond. - 1970. - V. 25. - P. 325-334.

97. Huxley J.S. Some Phenomena of Regeneration in Sycon; with a Note on the Structure of Its Collar-Cells // Phil. Trans. R. Soc. B. - 1912. - V. 202. - P. 165-189.

98. Huxley J.S. Further studies on restitution-bodies and free tissue culture in Sycon // Quart. J. Micr. Sci. - 1921. - V. 65. - P. 293-322.

99. Hyman L.H. The invertebrates: Protozoa through Ctenophora. - New York and London, McGraw-Hill Book Company, 1940. - 726 p.

100. Korotkova G. Pecularities of somatic embriogenesis in sponges // Biologie des Spongiaures. Paris: Coll. Internat. C.N.R.S. - 1979. - V. 291. - P. 53-58.

101. Krasko A., Schröder H.C., Batel R., Grebenjuk V.A., Steffen R., Müller I.M., Müller, W.E.G. Iron induces poliferation and morphogenesis in primmorphs from the marine sponge Suberites domuncula // DNA Cell Biol. - 2002. - V. 21. - № 1. - P. 67-80.

102. Larroux C., Fahey B., Liubicich D., Hinman V.F., Gauthier M., Gongora M., Green K., Wörheide G., Leys S.P., Degnan B.M. Developmental expression of transcription factor genes in a demosponge: insights into the origin of metazoan multicellularity // Evol. Dev. - 2006. -V. 8. - № 2. - P. 150-173.

103. Lavrov A.I., Kosevich I.A. Sponge cell reaggregation: Cellular structure and morphogenetic potencies of multicellular aggregates // J. Exp. Zool. Part A. - 2016. - V. 325. - № 2. - P. 158-177.

104. Le Pennec G., Perovic S., Ammar M.S.A., Grebenjuk V.A., Steffen R., Brümmer F., Müller W.E.G. Cultivation of primmorphs from the marine sponge Suberites domuncula: morphogenetic potential of silicon and iron // J. Biotech. - 2003. - V. 100. - № 2. - P. 93-108.

105. Lee Y.K., Lee J.H., Lee H.K. Microbial symbiosis in marine sponges // J. Microbiol. -2001. - V. 39. - № 4. - P. 254-264.

106. Leith A. Role of aggregation factor and cell type in sponge cell adhesion // Biol. Bull. -1979. - V. 156. - № 2. - P. 212-223.

107. Leys S.P. Sponge cell culture: A comparative evaluation of adhesion to a native tissue extract and other culture substrates // Tissue Cell. - 1997. - V. 29 - № 1. - P. 77-87.

108. Leys S.P. Sponge coordination, tissues, and the evolution of gastrulation // Porifera Research: Biodiversity, Innovation and Sustainability / Eds. M.R. Custodio, G. Lobo-Hajdu, E. Hajdu, G. Muricy. - Rio de Janeiro, Museu Nacional, 2007. - P. 53-59.

109. Leys S.P., Ereskovsky A.V. Embryogenesis and larval differentiation in sponges // Can. J. Zool. - 2006. - V. 84. - № 2. - P. 262-287.

110. Leys S.P., Hill A. The physiology and molecular biology of sponge tissues // Adv. Mar. Biol. - 2012 - V. 62. - P. 1-56.

111. Leys S.P., Nichols S.A., Adams, E.D.M. Epithelia and integration in sponges // ICB. -2009. - V. 49. - № 2. - P. 167-177.

112. Leys S.P., Riesgo A. Epithelia, an evolutionary novelty of metazoans // J. Exp. Zool. Part B. - 2012. - V. 318. - № 6. - P. 438-447.

113. Metschnikoff E. Embryologische Studien an Medusen. - Wien: A. Hölder, 1886. -174 p.

114. Mikhailov K., Konstantinova A., Nikitin M., Troshin P., Rusin L., Lyubetsky V., Panchin Y., Mylnikov A., Moroz L., Kumar S., Aleoshin V.V. The origin of metazoa: a transition from temporal to spatial cell differentiation // Bioessays. - 2009. - V. 31. - P. 758768.

115. Millonig G. Study on the factors which influence preservation of fine structure // Sympos. on electron microscopy. - Rome, Italy, Consiglio Nazionale delle Ricerche, 1964. -P. 347.

116. Mookerjee S., Ganguly B. Contact reaction of cells in sponge aggregation // Roux' Archiv fur Entwicklungsmechanik, 1964. - V. 155. - P. 525-534.

117. Moscona A. A. Cell aggregation: properties of specific cell-ligands and their role in the formation of multicellular systems // Dev. Biol. - 1968. - V. 18. - № 3. - P. 250-277.

118. Müller K. Das Regenerationsvermögen der Süßwasserschwämme, insbesondere // Archiv für Entwicklungsmechanik der Organismen. - 1911. - V. 32. - № 3. - P. 397-446.

119. Müller W.E.G. The stem cell concept in sponges (Porifera): Metazoan traits // Semin. Cell Dev. Biol. - 2006. - V. 17. - № 4. - P. 481-491.

120. Müller W.E.G., Wiens M., Batel R., Steffen R., Schröder H.C., Borojevic R., Custodio M.R. Establishment of a primary cell culture from a sponge: primmorphs from Suberites domuncula // Mar. Ecol. Prog. Ser. - 1999. - V. 178. - № 1. - P. 205-219.

121. Müller W.E.G., Bohm M., Batel R., De Rosa S., Tommonaro G., Müller I.M., Schröder H.C. Application of cell culture for the production of bioactive compounds from sponges: systhesis of avarol by primmorphs from Dysidea avara // J. Nat. Prod. - 2000. - V. 63. - № 8. - P. 1077-1081.

122. Müller W.E.G., Müller I.M. Sponge cell aggregation // Mol. Cell. Biochem. - 1980. -V. 29. - № 3. - P. 131-143.

123. Müller W.E.G., Müller I.M. Analysis of the sponge [Porifera] gene repertoire: implications for the evolution of the metazoan body plan // Prog. Mol. Subcell. Biol. - 2003. -V. 37. - P. 1-33.

124. Müller W.E.G., Grebenjuk V.A., Le Pennec G., Schröder H.C., Brümmer F., Hentschel U., Müller I.M., Breter H.J. Sustainable production of bioactive compounds by sponges - cell cultures and gene cluster approach: a review // Mar. Biotechnol. - 2004a. - V. 6. - № 2. -P. 105-117.

125. Müller W.E.G., Thakur N.L., Ushijima H., Thakur A.N., Krasko A., Le Pennec G., Indap M.M., Perovic-Ottstadt S., Schröder H.C., Lang G., Bringmann G. Matrix-mediated canal formation in primmorphs from the sponge Suberites domuncula involves the expression of CD36 receptor-ligand system // J. Cell. Sci. - 2004b. - V. 117. - № 12. - P. 2579-2590.

126. Mussino F., Pozzolini M., Valisano L., Cerrano C., Benatti U., Giovine M. Primmorphs cryopreservation: a new method for long-time storage of sponge cells // Mar. Biotechnol. -2013. - V. 15. - P. 357-367.

127. Nichols S.A., Dirks W., Pearse J. S., King N. Early evolution of animal cell signaling and adhesion genes. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 2006. - V. 103. - № 33. - P. 1245112456.

128. Nielsen C. Six major steps in animal evolution—are we derived sponge larvae? // Evol. Dev. - 2008. - V. 10. - P. 241-257.

129. Nielsen C. Animal evolution: interrelationships of the living phyla. - New York: Oxford University Press, 2012. - 416 p.

130. Noble P.B., Peterson S.C. A two-dimensional random-walk analysis of aggregating sponge cells prior to cell contact // Exp. Cell Res. - 1972. - V. 2. - P. 288-290.

131. Nosenko T., Schreiber F., Adamska M., Adamski M., Eitel M., Hammel J., Maldonado M., Müller W.E.G., Nickel M., Schierwater B., Vacelet J., Wiens M., Wörheide G. Deep metazoan phylogeny: When different genes tell different stories // Mol. Phylogenet. Evol. -2013. - V. 67. - № 1. - P. 223-233.

132. Osinga R., Tramper J., Wijffels R.H. Cultivation of Marine Sponges // Mar. Biotechnol.

- 1999. - V. 1. - № 6. - P. 509-532.

133. Özbek S., Balasubramanian P.G., Chiquet-Ehrismann R., Tucker R.P., Adams J.C. The Evolution of Extracellular Matrix // Mol. Biol. Cell. - 2010. - V. 21. - № 24. - P. 4300-4305.

134. Perovic S., Schröder H.C., Sudek S., Grebenjuk V.A., Batel R., Stifanic M., Müller I. M., Müller, W.E.G. Expression of one sponge Iroquois homeobox gene in primmorphs from Suberites domuncula during canal formation // Evol. Dev. - 2003. - V. 5. - № 3. - P. 240-250.

135. Philippe H., Derelle R., Lopez P., Pick K., Borchiellini C., Boury-Esnault N., Vacelet J., Renard E., Houliston E., Quéinnec E., Da Silva C., Wincker P., Le Guyader H., Leys S, Jackson D.J., Schreiber F., Erpenbeck D., Morgenstern B., Wörheide G., Manuel M. Phylogenomics Revives Traditional Views on Deep Animal Relationships // Curr. Biol. - 2009.

- V. 19. - № 8. P. - 706-712.

136. Pick K.S., Philippe H., Schreider F., Erpenbeck D., Jackson D.J., Wrede P., Wiens M., Alié A., Morgenstern B., Manuel M., Wörheide G. Improved phylogenetic taxon sampling noticeably affects nonbilaterian relationships // Mol. Biol. Evol. - 2010. - V. 27. - № 9. -P. 1983-1987.

137. Pomponi S.A. Biology of the Porifera: cell culture // Can. J. Zool. - 2006. - V. 84. - № 2. - P. 167-174.

138. Popescu O., Misevic G.N. Self-recognition by proteoglycans // Nature. - 1997. - V. 386.

- № 6622. - P. 231-232.

139. Redmond N.E., Morrow C.C., Thacker R.W., Diaz M.C., Boury-Esnault N., Cárdenas P., Hajdu E., Lobo-Hajdu G., Picton B. E., Pomponi S.A., Kayal E., Collins A.G. Phylogeny and systematics of Demospongiae in light of new small-subunit ribosomal DNA (18S) sequences // Integr. Comp. Biol. - 2013. - V. 53. - № 3. - P. 388-415.

140. Reitner J., Wörheide G. Non-Lithistid Fossil Demospongiae - Origins of their Palaeobiodiversity and Highlights in History of Preservation // Systema Porifera: a guide to the

classification of sponges / Eds. J.N.A. Hopper, R.W.M. Van Soest. - Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2002. - P. 52-68.

141. Reynolds E.S. The use of lead citrate at high pH as an electron-opaque stain in electron microscopy // J. Cell. Biol. - 1963. - V. 17. - P. 208-212.

142. Riesgo A., Farrar N., Windsor P.J., Giribet G., Leys S.P. The analysis of eight transcriptomes from all poriferan classes reveals surprising genetic complexity in sponges // MBE. - 2014. - V. 31. - № 5. - P. 1102-1120.

143. Schima S., Matsuoka H., Iwamoto T., Sakai, H. Antimicrobial action of e-poly-L-lysine // J. Antibiot. - 1984. - V. 37 - № 11. - P. 1449-1455.

144. Simpson T.L. The cell biology of sponges. - New York: Springer-Verlag, 1984. - 662 p.

145. Sipkema D. Cultivation of Marine Sponges: From Sea to Cell. PhD thesis / Wageningen University. - The Netherlands, 2004. 184 p.

146. Sipkema D., van Wielink R., van Lammeren A.A.M., Tramper J., Osinga R., Wijffels R.H. Primmorphs from seven marine sponges: formation and structure // J. Biotechnol. - 2003.

- V. 100. - № 2. - P. 127-139.

147. Sipkema D., Snijders A.P.L., Schroen C.G.P.H., Osinga R., Wijffels R.H. The life and death of sponge cells // Biotechnol. Bioeng. - 2004. - V. 85. - № 3. - P. 239-247.

148. Sperling E.A., Peterson K.J., Pisani D. Phylogenetic-signal dissection of nuclear housekeeping genes supports the paraphyly of sponges and the monophyly of Eumetazoa // Mol. Biol. Evol. - 2009. V. 26. - № 10. - P. 2261-2274.

149. Sperling E.A., Robinson J.M., Pisani D., Peterson K.J. Where's the glass? Biomarkers, molecular clocks, and microRNAs suggest a 200-Myr missing Precambrian fossil record of siliceous sponge spicules // Geobiology. - 2010. - V. 8. - № 1. - P. 24-36.

150. Spiegel M. The Role of Specific Antigens in Cell Adhesion. Part I. The Reaggregation of Sponge Cells // Biol. Bull. - 1954. - V. 107. - № 1. - P. 130-148.

151. Spiegel M. The reaggregation of dissociated sponge cells // Ann. NY Acad. Sci. - 1955.

- V. 60. - P.1056-1078.

152. Srivastava M., Begovic E., Chapman J., Putnam N.H., Hellsten U., Kawashima T., Kuo A., Mitros T., Salamov A., Carpenter, M.L., Signorovitch A.Y., Moreno M.A., Kamm K.,

Grimwood J., Schmutz J., Shapiro H., Grigoriev I.V., Buss L.W., Schierwater B., Dellaporta S.L., Rokhsar D.S. The Trichoplax genome and the nature of placozoans // Nature. - 2008. -V. 454. - № 7207. - P. 955-960.

153. Srivastava M., Simakov O., Chapman J. Fahey, B., Gauthier M.E.A., Mitros T., Richards G.S., Conaco C., Dacre M., Hellsten U., Larroux C., Putnam N.H., Stanke M., Adamska M., Darling A., Degnan S.M., Oakley T.H., Plachetzki D.C., Zhai Y., Adamski M., Calcino A., Cummins S.F., Goodstein D.M., Harris C., Jackson D.J., Leys S.P., Shu S., Woodcroft B.J., Vervoort M., Kosik K.S., Manning G., Degnan B.M., Rokhsar D.S. The Amphimedon queenslandica genome and the evolution of animal complexity // Nature. - 2010. - V. 466. - № 7307. - P. 720-726.

154. Taylor M.W., Radax R., Steger D., Wagner, M. Sponge-associated microorganisms: evolution, ecology, and biotechnological potential // Microbiol. Mol. Biol. Rev. - 2007. - V. 71. - № 2. - P. 295-347.

155. Thakur N.L., Hentschel U., Krasko A., Pabel C.T., Anil A.C., Müller W.E.G. Antibacterial activity of the sponge Suberites domuncula and its primmorphs: potential basis for epibacterial chemical defense // Aquat. Microb. Ecol. - 2003. - V. 31. - № 1. - P. 77-83.

156. Tyler S. Epithelium - the primary building block for metazoan complexity // Integr. Comp. Biol. - 2003. - V. 43. - № 1. - P. 55-63.

157. Vacelet J., Boury-Esnault N., de Vos L., Donadey C. Comparative study of the choanosome of porifera: II. The keratose sponges // J. Morphol. - 1989. - V. 201. - № 2. -P. 119-129.

158. Valisano L., Bavestrello G., Giovine M., Cerrano C. Primmorphs formation dynamics: a screening among Mediterranean sponges // Mar. Biol. - 2006a. - V. 149. - № 5. - P. 10371046.

159. Valisano L., Bavestrello G., Giovine M., Arillo A., Cerrano C. Seasonal production of primmorphs from the marine sponge Petrosia ficiformis (Poiret, 1789) and new culturing approaches // Exp. Mar. Biol. Ecol. - 2006b. - V. 337. - № 2. - P. 171-177.

160. Valisano L., Bavestrello G., Giovines M., Arillo A., Cerrano C. Effect of iron and dissolved silica on primmorphs of Petrosia ficiformis (Poiret, 1789) // Chem. Ecol. - 2007a. -V. 23. - № 3. - P. 233-241.

161. Valisano L., Arillo A., Bavestrello G., Giovines M., Cerrano C. Influence of temperature on primmorph production in Petrosia ficiformis (Porifera: Demospongiae) // Porifera Research: Biodiversity, Innovation and Sustainability / Eds. M.R. Custódio, G. Lobo-Hajdu, E. Hajdu, G. Muricy. - Rio de Janeiro, Museu Nacional, 2007b. - P. 639-643.

162. Van de Vyver, G. Phenomena of cellular recognition in sponges // Curr. Top. Dev. Biol.

- 1975. - V. 10. - P. 123-140.

163. Van Soest R.W.M, Boury-Esnault N., Hooper J.N.A., Rützler K., de Voogd N.J., Alvarez de Glasby B., Hajdu E., Pisera A.B., Manconi R., Schoenberg C., Janussen D., Tabachnick K.R., Klautau M., Picton B., Kelly M., Vacelet J., Dohrmann M., Díaz M.-C., Cárdenas P. World Porifera database. - 2015. - Режим доступа: http://www.marinespecies.org/porifera.

164. Vilanova E., Countiho C., Maia G., Mourao, P.A.S. Sulfated polysaccharides from marine sponges: conspicuous distribution among different cell types and involvement on formation of in vitro cell aggregates // Cell Tissue Res. - 2010. - V. 340. - № 3. - P. 523-531.

165. Webster N.S., Blackall, L.L. What do we really know about sponge-microbial symbioses? // The ISME journal. - 2009. - V. 3. - № 1. - P. 1-3.

166. Webster N.S., Taylor M.W. Marine sponges and their microbial symbionts: love and other relationships // Environ. Microbiol. - 2012. - V. 14. - № 2. - P. 335-346.

167. Wiens M., Mangoni A., D'Esposito M., Fattorusso E., Korchagina N., Schröder H.C., Grebenjuk V.A., Krasko A. The molecular basis for the evolution of the metazoan bodyplan: extrecellular matrix-mediated morphogenesis in marine Demosponges // J. Mol. Evol. - 2003.

- V. 57. - № 1. - P. 60-75.

168. Wilson H.V. On some phenomena of coalescence and regeneration in sponges // J. Exp. Zool. - 1907. - V. 5. - № 2. - P. 245-258.

169. Wilson H.V. Development of sponges from dissociated tissue cells // Bull. Bureau Fisheries. - 1910. - V. 30. - P. 1-30.

170. Wilson H.V., Penney J.T. The regeneration of sponges (Microciona) from dissociated cells // J. Exp. Zool. - 1930. - V. 56. - № 1. - P. 73-147.

171. Zhang W., Zhang X., Cao X., Xu J., Zhao Q., Yu X., Jin M., Deng M. Optimizing the formation of in vitro sponge primmorph from Chinese sponge Stylotella agminata // J. Biotech.

- 2003a. - V. 100. - № 2. - P. 161-168.

172. Zhang X., Cao X., Zhang W., Yu X., Jin M. Primmorphs from archaeocytes-dominant cell population of the sponge Hymeniacidon pervele: improved cell proliferation and spiculogenesis // Biotechnol. Bioeng. - 2003b. - V. 84. - № 5. - P. 583-590.

173. Zhang X., Le Pennec G., Steffen R., Müller, W.E.G., Zhang W. Application of a MTT assay for screening nutritional factors in growth media of primary sponge cell culture // Biotechnol. Prog. - 2004. - V. 20. - № 1. - P. 151-155.

174. Zhao Q., Zhang W., Jin M., Yu X., Deng M. Formulation of a basal medium for primary cell culture of the marine sponge Hymeniacidon perleve // Biotechnol. Prog. - 2005. - V. 21.

- № 3. - P. 1008-1012.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Таблицы

Таблица 1. Время формирования и существования в культуре примморфов разных видов губок.

Вид губки Время формирования примморфов, спд Время существования примморфов в культуре Источник

1 2 3 4

Acanthella acuta Schmidt, 1862 3 27 спд Valisano et al., 2006a

Agelas oroides (Schmidt, 1864) 15 27 спд Valisano et al., 2006a

Aplysma aerophoba Nardo, 1833 - - Valisano et al., 2006a

Axinella damicornis (Esper, 1794) 3 27 спд Valisano et al., 2006a

Axinella polypoides Schmidt, 1862 35-40 >5 месяцев Sipkema et al., 2003

Axinyssa aurantiaca (Schmidt, 1864) 3 9 спд Valisano et al., 2006a

Batzella inops (Topsent, 1891) 3 27 спд Valisano et al., 2006a

Chondrilla nucula Schmidt, 1862 - - Valisano et al., 2006a

Chondrosia reniformis Nardo, 1847 - - Valisano et al., 2006a

Clathria prolifera (Ellis & Solander, 1786) 1-2 вг (6-20 спд) Wilson, 1907 Galtsoff, 1925b

Cliona celata Grant, 1826 3 6 спд Valisano et al., 2006a

Cliona nigricans (Schmidt, 1862) - - Valisano et al., 2006a

Dysidea avara (Schmidt, 1862) 3 27 спд Valisano et al., 2006a

Ephydatia fluviatilis (Linnaeus, 1759) 1 вг (6-7 спд) Ефремова, 1969

Geodia cydonium (Jameson, 1811) 7-10 >2 месяцев Sipkema et al., 2003

Halichondria panicea (Pallas, 1766) - - Eerkes-Medrano et al., 2014

3-20 1-5 месяцев Sipkema et al., 2003

вг (25-30 спд) Короткова, 1972а

1 2 3 4

Haliclona fulva (Topsent, 1893) 3 27 спд Valisano et al., 2006a

Haliclona oculata (Pallas, 1766) 18 19 спд Sipkema et al., 2003

Haliclona cf. permolis (Bowerbank, 1866) 1-2 вг (10-16 спд) Eerkes-Medrano et al., 2014

Halisarca dujardinii Johnston 1842 2-3 вг (20-25 спд) Волкова, Золотарева, 1981 Кутерницкая и др., 2008

Hemimycale columella (Bowerbank, 1847) 3 15 спд Valisano et al., 2006a

Hymeniacidon agminata Ridley, 1884 5-7 н/о Zhang et al., 2003a

Hymeniacidon perlevis (Montagu, 1818) 5 н/о Zhang et al., 2003b

Hymeniacidon heliophila (Parker, 1910) 4-5 н/о Vilanova et al., 2010

Ircinia oros (Schmidt, 1864) - - Valisano et al., 2006a

Leucosolenia complicata (Montagu, 1818) 5-6 вг (21 спд) Короткова, 1972а

Lubomirskia baicalensis (Pallas, 1766) 1-2 10 месяцев Chernogor et al., 2011a Ereskovsky et al., 2015

Neopetrosia problematica (de Laubenfels, 1930) 2 18 спд Eerkes-Medrano et al., 2014

Petrosiaficiformis (Poiret, 1789) 3 27 спд Valisano et al., 2006a

Phorbas fictitius (Bowerbank, 1866) 3 15 спд Valisano et al., 2006a

Pleraplysilla spinifera (Schulze, 1879) 3 27 спд Valisano et al., 2006a

Pseudosuberites aff. andrewsi 4-8 9 спд Sipkema et al., 2003

Spirastrella cunctatrix Schmidt, 1868 3 27 спд Valisano et al., 2006a

Spongia officinalis Linnaeus, 1759 - - Valisano et al., 2006a

Spongilla lacustris (Linnaeus, 1759) 1-2 вг (10-16 спд) Eerkes-Medrano et al., 2014

Stylissa massa (Carter, 1887) 7-10 >2 месяцев Sipkema et al., 2003

Suberites domuncula (Olivi, 1792) 3-7 4-5 месяцев Custudio et al., 1998 Valisano et al., 2006a

1 2 3 4

Suberites conccinus (Lambe, 1895) - - Eerkes-Medrano et al., 2014

Sycon coactum (Urban, 1906) 2 18 спд Eerkes-Medrano et al., 2014

Sycon lingua (Haeckel, 1870) 2-3 вг (1 месяц) Короткова, 1972а

Sycon raphanus Schmidt, 1862 5 вг (17-30 спд) Huxley, 1911

Tethya californiana de Laubenfels, 1932 - - Eerkes-Medrano et al., 2014

Прочерк - в проведенных экспериментах примморфы не формировались; н/о - время жизни примморфов в культурах не определялось; вг - в культурах примморфов происходит восстановление функциональных особей губок, в скобках указано время полного восстановления особи; спд - сутки после диссоциации.

Таблица 2. Количество особей каждого вида губок, использованных в экспериментах, стадия их жизненного цикла, время содержания культур клеток и завершающая стадия реагрегации в наиболее жизнеспособных культурах.

Вид губки Стадия жизненного цикла Количество особей, использованных в эксперимент ах Количество исследованных культур клеток Время содержания культур клеток, сутки Завершающая стадия реагреации

1 2 3 4 5 6

Haliclona aquaeductus Период роста, предшествующего половому размножению 8 47 7-20 Ранние примморфы

Leucosolenia complicata Период роста, предшествующего половому размножению 23 32 5-25 Ранние примморфы

Halichondria panicea Период роста, предшествующего половому размножению 5 35 7-12 Примморфы

Halichondria panicea Период гаметогенеза 15 75 5-23 Примморфы

Halichondria panicea Период эмбриогенеза 10 58 4-11 Ранние примморфы

Halichondria panicea Период восстановления соматических тканей после выхода личинок и пострепродуктивног о роста 10 40 4-5 Первичные многоклеточные агрегаты

Halichondria panicea Общее 40 208 4-23 Примморфы

1 2 3 4 5 6

ИаИ^'агса ёы]агётп Период гаметогенеза 9 30 9-81 Функционирующие и жизнеспособные губки

ИаИ^'агса ёы]агётп Период эмбриогенеза 6 15 3-30 Функционирующие и жизнеспособные губки

ИаИ^'агса ёы]агётп Период восстановления соматических тканей после выхода личинок и пострепродуктивного роста 28 82 5-30 Функционирующие и жизнеспособные губки

ИаШатеа йщатйти Общее 43 127 3-81 Функционирующие и жизнеспособные губки

Таблица 3. Время формирования основных стадий реагрегации в наиболее жизнеспособных культурах исследованных видов.

Вид губки Первичные многоклеточные агрегаты Ранние примморфы Настоящие примморфы Функционирующие губки

Leucosolenia complicata 24 чпд 5-7 спд - -

Haliclona aquaeductus 24 чпд 6-7 спд - -

Halichondria panicea: - период роста, предшествующего половому размножению 24 чпд 2-3 спд 5 спд -

- период гаметогенеза 24 чпд 5-8 спд 7-9 спд -

- период эмбриогенеза 24 чпд 4-6 спд - -

- период восстановления тканей после полового размножения и пострепродуктивного роста 24 чпд - - -

Halisarca dujardinii: - период гаметогенеза 1 чпд 3 чпд 1-3 спд 11-12 спд

- период эмбриогенеза 1 чпд 1-5 спд 3-6 спд 18 спд

- период восстановления тканей после полового размножения и пострепродуктивного роста 1 чпд 3 чпд 1-3 спд 10-13 спд

Прочерк означает, что данная стадия реагрегации не формировалась в культурах данного вида; чпд -часы после диссоциации; спд - сутки после диссоциации.

Таблица 4. Средний размер±8Б (стандартное отклонение) первичных многоклеточных агрегатов и примморфов/ранних примморфов у исследованных видов.

Вид губки Размер первичных многоклеточных клеточных агрегатов, мкм Размер примморфов/ранних примморфов, мкм

Leucosolenia complicata 105±37 347±130 (ранние примморфы)

Haliclona aquaeductus 265±135 1055±410 (ранние примморфы)

Halichondria panicea: - период роста, предшествующего половому размножению 262±136 365±203 (примморфы)

- период гаметогенеза 222±78 700±376 (примморфы)

- период эмбриогенеза 164±65 534±198 (ранние примморфы)

- период восстановления тканей после полового размножения и пострепродуктивного роста 208±108 мкм -

Halisarca dujardinii: - период гаметогенеза 74±26 408±190 (примморфы)

- период эмбриогенеза 65±19 345±196 (примморфы)

- период восстановления тканей после полового размножения и пострепродуктивного роста 90±30 333±176 (примморфы)

Прочерк означает, что в культурах не происходило формирования примморфов/ранних примморфов.

Таблица 5. Систематическое положение и завершающая стадия процесса реагрегации клеток разных видов губок.

Вид губки Систематическое положение Завершающая стадия процесса реагрегации клеток Источник

1 2 3 4

Leucosolenia complicata (Montagu, 1818) Calcarea: Leucosolenida Функционирующие губки Короткова, 1972а

Примморфы Настоящая работа

Sycon coactum (Urban, 1906) Calcarea: Leucosolenida Примморфы Eerkes-Medrano et al., 2014

Sycon lingua (Haeckel, 1870) Calcarea: Leucosolenida Функционирующие губки Короткова, 1972а

Sycon raphanus Schmidt, 1862 Calcarea: Leucosolenida Функционирующие губки Huxley, 1911

Chondrosia reniformis Nardo, 1847 Demospogiae: Chondrosiida Первичные агрегаты Valisano et al., 2006a

Agelas oroides (Schmidt, 1864) Demospongiae: Agelasida Примморфы Valisano et al., 2006a

Axinella damicornis (Esper, 1794) Demospongiae: Axinellida Примморфы Valisano et al., 2006a

Axinella polypoides Schmidt, 1862 Demospongiae: Axinellida Примморфы Sipkema et al., 2003

Acanthella acuta Schmidt, 1862 Demospongiae: Budarida Примморфы Valisano et al., 2006a

Chondrilla nucula Schmidt, 1862 Demospongiae: Chondrillida Первичные агрегаты Valisano et al., 2006a

Halisarca dujardinii Johnston 1842 Demospongiae: Chondrillida Функционирующие губки Волкова, Золотарева, 1981 Кутерницкая и др., 2008 Lavrov, Kosevich, 2016 Настоящая работа

Cliona celata Grant, 1826 Demospongiae: Clionaida Примморфы Valisano et al., 2006a

Cliona nigricans (Schmidt, 1862) Demospongiae: Clionaida Первичные агрегаты Valisano et al., 2006a

Spirastrella cunctatrix Schmidt, 1868 Demospongiae: Clionaida Примморфы Valisano et al., 2006a

1 2 3 4

Dysidea avara (Schmidt, 1862) Demospongiae: Dictyoceratida Примморфы Valisano et al., 2006a

Ircinia oros (Schmidt, 1864) Demospongiae: Dictyoceratida Первичные агрегаты Valisano et al., 2006a

Pleraplysilla spinifera (Schulze, 1879) Demospongiae: Dictyoceratida Примморфы Valisano et al., 2006a

Spongia officinalis Linnaeus, 1759 Demospongiae: Dictyoceratida Первичные агрегаты Valisano et al., 2006a

Haliclona aquaeductus (Schmid, 1862) Demospongiae: Haplosclerida Примморфы Lavrov, Kosevich, 2016 Настоящая работа

Haliclona fulva (Topsent, 1893) Demospongiae: Haplosclerida Примморфы Valisano et al., 2006a

Haliclona oculata (Pallas, 1766) Demospongiae: Haplosclerida Примморфы Sipkema et al., 2003

Haliclona cf. permolis (Bowerbank, 1866) Demospongiae: Haplosclerida Функционирующие губки Eerkes-Medrano et al., 2014

Neopetrosia problematica (de Laubenfels, 1930) Demospongiae: Haplosclerida Примморфы Eerkes-Medrano et al., 2014

Petrosia ficiformis (Poiret, 1789) Demospongiae: Haplosclerida Примморфы Valisano et al., 2006a

Batzella inops (Topsent, 1891) Demospongiae: Poecilosclerida Примморфы Valisano et al., 2006a

Clathria prolifera (Ellis & Solander, 1786) Demospongiae: Poecilosclerida Функционирующие губки Wilson, 1907 Galtsoff, 1925b

Hemimycale columella (Bowerbank, 1847) Demospongiae: Poecilosclerida Примморфы Valisano et al., 2006a

Phorbas fictitius (Bowerbank, 1866) Demospongiae: Poecilosclerida Примморфы Valisano et al., 2006a

Stylissa massa (Carter, 1887) Demospongiae: Scopolinida Примморфы Sipkema et al., 2003

Ephydatia fluviatilis (Linnaeus, 1759) Demospongiae: Spongillida Функционирующие губки Ефремова, 1969

Lubomirskia baicalensis (Pallas, 1766) Demospongiae: Spongillida Примморфы Chernogor et al., 2011a Ereskovsky et al., 2015

Spongilla lacustris (Linnaeus, 1759) Demospongiae: Spongillida Функционирующая губка Eerkes-Medrano et al., 2014

1 2 3 4

Axinyssa aurantiaca (Schmidt, 1864) Demospongiae: Suberitida Примморфы Valisano et al., 2006a

Halichondria panicea (Pallas, 1766) Demospongiae: Suberitida Первичные агрегаты Eerkes-Medrano et al., 2014

Примморфы Sipkema et al., 2003 Lavrov, Kosevich, 2016 Настоящая работа

Функционирующие губки Короткова, 1972а

Hymeniacidon agminata Ridley, 1884 Demospongiae: Suberitida Примморфы Zhang et al., 2003a

Hymeniacidon perlevis (Montagu, 1818) Demospongiae: Suberitida Примморфы Zhang et al., 2003b

Hymeniacidon heliophila (Parker, 1910) Demospongiae: Suberitida Примморфы Vilanova et al., 2010

Pseudosuberites aff. andrewsi Demospongiae: Suberitida Примморфы Sipkema et al., 2003

Suberites domuncula (Olivi, 1792) Demospongiae: Suberitida Примморфы Custudio et al., 1998 Valisano et al., 2006a

Suberites conccinus (Lambe, 1895) Demospongiae: Suberitida Первичные агрегаты Eerkes-Medrano et al., 2014

Tethya californiana de Laubenfels, 1932 Demospongiae: Tethyida Первичные агрегаты Eerkes-Medrano et al., 2014

Geodia cydonium (Jameson, 1811) Demospongiae: Tetractinellida Примморфы Sipkema et al., 2003

Aplysina aerophoba Nardo, 1833 Demospongiae: Verongiida Первичные агрегаты Valisano et al., 2006a

В столбце Систематическое положение указаны класса и отряд, к которым принадлежит вид.

Приложение 2. Рисунки

Рисунок 1. Схема организации взрослой губки. На левой половине рисунка показано внешнее строение животного, на правой - внутреннее строение (срез через тело). ап -атриальная полость, кн - каналы водоносной системы, мх - мезохил, о - остии, ос -оскулюм, сп - спикулы, экд - экзопинакодерма.

Рисунок 2. Схемы строения пинакодерм и пинакоцитов губок. А - пинакодерма, построенная из веретеновидных пинакоцитов; Б - веретеновидный пинакоцит; В -пинакодерма, построенная из Т-образных пинакоцитов; Г - Т-образный пинакоцит. аГ -аппарат Гольджи, в - вакуоль, м - митохондрия, шЭПР - шероховатый эндоплазматический ретикулюм, я - ядро. (по: Коротква, 1981, с изменениями).

Рисунок 3. Схема строения хоаноцитов (А) и хоаноцитных камер (Б) губок. аГ - аппарат Гольджи, м - митохондрия, прк - приводящий канал водоносной системы, отк -отводящий канал водоносной системы, ф - фагосома, шЭПР - шероховатый эндоплазматический ретикулюм, х - хоаноцит, я - ядро. (А - по: Короткова, 1981, с изменениями; Б - по: Boury-Esnault, Rйtzler, 1997, с изменениями).

Рисунок 4. Схемы строения клеток опорно-соединительной ткани губок. А - лофоцит; Б

- спонгоциты, синтезирующие периспикулярный спонгин; В - склероцит. аГ - аппарат Гольджи, аф - аксиальный филамент спикулы, к - коллаген, м - митохондрия, пк -вакуоли с предшественником коллагена, пс - вакуоли с предшественником спонгина, псв

- периспикулярная вакуоль, с - спонгин, сп - спикула, ф - фагосома, шЭПР -шероховатый эндоплазматический ретикулюм, я - ядро. (по: Бге8коУ8ку, 2010, с изменениями).

Рисунок 5. Клетки защитно-секреторной ткани губок (ТЭМ). А - амебоцит; Б-Д -различные клетки с включениями; Б - вакуолярная клетка; В - сферульная клетка; Г -гранулярная клетка; Д - серая клетка. вк - специфические включения, гл - гранулы гликогена, ф - фагосома, я - ядро. (А-Г - по Бге8коУ8ку, 2010, с изменениями; Д - по: Воигу^паик, 1977, с изменениями)

В Г

Рисунок 6. Скелетные элементы губок. А, Б - минеральные элементы скелета, спикулы; А - макросклеры, Б - микросклеры; В, Г, Д, Е - различные формы спонгина; В -периспикулярный спонгин; Г - спонгиновая фибрилла, центральная часть которой укрепелена спикулами; Д - спонгиновая фибрилла с плотной наружной частью и рыхлой центральной частью; Е - спонгиновые фибриллы, укрепелнные песчинками и другими инородными элементами. с - спонгин, сп - спикула. (А-Б - по: Колтун, 1959, с изменениями; В-Е - по: 1978, с измененими).

Рисунок 7. Типы организации тела губок. А - асканоидная; Б - сиконоидная; В -силеибидная; Г - лейконоидная. ап - атриальная полость, мх - мезохил, о - остии, ос -оскулюм, хк - хоаноцитная камера. (по: Нутап, 1940, с изменениями).

Рисунок 8. Филогенетическое дерево многоклеточных животных, построенное по методу Баесовского анализа на основе рибосомальных и не-рибосомальных генов (всего 22975 аминокислотных остатков) с использованием модели CAT + Г. Черными кругами обозначены узлы, имеющие максимальную статистическую поддержку (апостериорная вероятность равна 100%). Статистическая поддержка остальных узлов указана цифрами рядом с ними. (по: Nosenko et al., 2013).

ЕитеГзгоа Ното$с1еготогрЬа Са/сагеа

0ето5ропд'1э НехасйпеШс1а Cftoaпoflage//afa Сарзаэрога

Рисунок 9. Филогенетическая схема, отражающая два сценария эволюции типа Porifera. Слева показана монофилетическая модель филогении губок, справа - парафилетическая модель. (по: Лдат8ка et а1., 2011)

Рисунок 10. Мезенхимальные морфогенезы в развитии губок. А - формирование личинки-паренхимулы H. dujardinii с участием эпителиально-мезенхимального перехода (ЭМП) - мультиполярной иммиграции, 1 - мультиполярная иммиграция, 2 - морула, 3 -паренхимула; Б - метаморфоз личинок губок, происходящий на ранних этапах благодаря эпителиально-мезенхимальному переходу (ЭМП), а на более поздних (формирование элементов водоносной системы) - благодаря мезенхимально-эпителиальной трансформации (МЭТ), 1 - кальцибластула, 2 - паренхимула, 3 - оседание, сопровождающееся полной дезинтеграцией эпителия, 4 - формирование элементов водоносной системы, экп - экзопинакодерма, хк - хоаноцитная камера. (А - по: Leys, Ereskovsky, 2006, с изменениями; Б - по: Ereskovsky et al., 2013, с изменениями)

12 3 4

Рисунок 11. Эпителиальные морфогенезы в развитии губок. А - предличинка Oscarella malakhovi Ereskovsky, 2006 (Homoscleromorpha) со множеством инвагинаций, л -личинка, фо - фолликулярная оболочка; Б - метаморфоз Plakina trilopha Schulze, 1880 (Homoscleromorpha), в ходе которого имеют место разнообразные движения эпителиальных слоев, 1 - цинктобластула, 2 - оседание цинктобластулы, 3 - метаморфоз, 4 - молодая губка, пк - передний конец тела, зк - задний конец тела, хк - хоаноцитные камеры; Б - формирование амфибластулы Sycon sp. (Calcarea) путем экскурвации, 1 -стомобластула, 2,3 - последовательные стадии экскурвации стомобластулы, 4 -амфибластула. (А,В - по: Ereskovsky, 2010, с изменениями; Б - по: Ereskovsky et al., 2013, с изменениями)

Рисунок 12. Фактор агрегации клеток губок. А - электронно-микроскопическая фотография фактора агрегации Geodia cydonium (Jameson, 1811). Видно ядро комплекса и 25 ассоциированных с ним белков (ТЭМ, увеличение *70000); Б - схема взаимодействия клеток губки посредством фактора агрегации и рецептора агрегации. (по: Müller, Müller, 2003, с изменениями)

Рисунок 13. Основные этапы реагрегации клеток губок в лабораторных условиях. А -многоклеточные агрегаты аморфной формы Suberites massa, 15 мпд (минут после диссоциации); Б - ранний примморф Lubomirskia baicalensis, 6 чпд (часов последиссоциации); В -примморфы S. massa, 7 спд (суток после диссоциации); Г -выделения детрита и мертвых клеток (отмечена звездочкой) на поверхности примморфа Suberites domuncula. (А,В,Г - по: Sipkema et al., 2003, с изменениями; Б - по: Chernogor et al., 2011a, с изменениями).

Рисунок 14. Общая схема процесса реагрегации клеток губок в лабораторных условиях. (по: Уа^апо et а1., 2006а, с изменениями)

Рисунок 15. Прикрепленные сетчатые примморфы D. avara, 10 спд. (по: Müller et al., 2000)

Рисунок 16. Гистологическое строение многоклеточных агрегатов и примморфов губок. А - срез клеточного агрегата H. panicea, 3 спд (ТЭМ); Б - наружная часть примморфа L. baicalensis, 19 спд (СЭМ); В - скол примморфа S. massa, 7 спд (белая стрелка - пинакоцит, черная стрелка - гранулоцит, черный круг - межклеточное пространство) (СЭМ). ф -фагосома, я - ядро. (А - по: Лавров, Косевич, 2013; Б - по Chernogor et al., 2011a, с изменениями; В - по Sipkema et al., 2003, с изменениями)

Рисунок 17. Относительное количество BrdU-положительных клеток на разных этапах процесса реагрегации у H. agminata. СПК - обычная суспензия клеток, С3 - фракция клеток С3, обогащенная археоцитами и археоцитоподобными клетками, спд - сутки после диссоциации. Планки погрешностей отражают среднеквадратичное отклонение шести повторностей. (по: Zhang et al., 2003b, с изменениями)

Рисунок 18. Клетки исследованных видов губок в суспензии. А, Б - клетки H. panicea, формирующие псевдоподии; В, Г - клетки H. dujardinii; В - сферульная клетка; Г -гранулярная клетка; Д - хоаноциты L. complicata. Белые треугольники указывают на псевдоподии, вк - специфические включения, ж - жгутик, я - ядро.

А t = 0 мин

10 мкм

Б t = 3 мин

10 мкм «übHI

Рисунок 19. Процесс реагрегации клеток Н. ациавёиМш. А - момент контакта псевдоподий двух соседних клеток; Б - последующее сближение клеток. Черный треугольник указывает на место контакта псевдоподий клеток.

Рисунок 20. Многоклеточные агрегаты, сформировавшиеся в суспензии H. dujardinii через 15 мпд. Белый треугольник указывает на лобоподии, я - ядро.

Рисунок 21. Крупный многоклеточный агрегат, сформировавшийся в культуре H. dujardinii через 24 чпд.

Рисунок 22. Схема протекания процесса реагрегации клеток в культурах, полученных от разных особей L. complicata.

А Н

500 мкм

у «

500 мкм

500 мкм

Рисунок 23. Основные стадии реагрегации клеток L. complicata. А - первичные многоклеточные агрегаты (24 чпд); Б - первичные многоклеточные агрегаты (3 спд); В -ранние примморфы без пузырей (5 спд); Г - ранние примморфы с пузырями (5 спд); Д -примморфы, прикрепившиеся к субстрату (18 спд). Белые треугольники указывают на пузыри.

Рисунок 24. Схема протекания процесса реагрегации клеток в культурах, полученных от разных особей H. aquaeductus.

Рисунок 25. Основные стадии реагрегации клеток H. aquaeductus. А - первичные многоклеточные агрегаты (24 чпд); Б - первичные многоклеточные агрегаты, окруженные оболочкой, в ходе трансформации в ранние примморфы (3 спд); В - ранний примморф (11 спд). Белые треугольники указывают на оболочку вокруг первичных агрегатов.

Рисунок 26. Основные стадии реагрегации клеток H. panicea. А - первичные многоклеточные агрегаты (24 чпд); Б - первичные многоклеточные агрегаты, окруженные оболочкой, в ходе трансформации в ранние примморфы (3 спд); В - ранние примморфы (9 спд); Г - примморфы (13 спд). Белые треугольники указывают на оболочку вокруг первичных агрегатов.

Рисунок 27. Схема протекания процесса реагрегации клеток в культурах, полученных от разных особей Н. ратева в период роста, предшествующего половому размножению. Точное время жизни ранних примморфов и примморфов не определялось, так как они были зафиксированы для гистологических и ультраструктурных исследований.

Рисунок 28. Схема протекания процесса реагрегации клеток в культурах, полученных от разных особей Н. ратева в период гаметогенеза.

Рисунок 29. Схема протекания процесса реагрегации клеток в культурах, полученных от разных особей Н. ратева в период эмбриогенеза.

Культуры, полученные от

Первичные многоклеточные многоклеточных агрегатов

Рисунок 30. Схема протекания процесса реагрегации клеток в культурах, полученных от разных особей H. panicea в период восстановления соматических тканей после выхода личинок и пострепродуктивного роста.

Рисунок 31. Основные стадии реагрегации клеток Н. ^]ат&пи. А - первичные многоклеточные агрегаты (2 чпд); Б - ранние примморфы (7 чпд); В - примморф (24 чпд); Г - примморф, прикрепившийся к субстрату; Д - примморф с развивающейся водоносной системой; Е - неприкрепленный развивающийся примморф с множество зачатков оскулюмов; Ж - восстановившиеся губки. Белые треугольники указывают на полости водоносной системы, белые звездочки - на зачатки оскулюмов, белые стрелки - на оскулюмы.

Рисунок 32. Схема протекания процесса реагрегации клеток в культурах, полученных от разных особей H. dujardinii в период гаметогенеза.

Рисунок 33. Слияние нескольких восстановившихся особей H. dujardinii в одну в результате их движения по субстрату.

Рисунок 34. Разделение развивающихся примморфов Н. ёщагёти в результате их движения.

А 1 = 0 мин

Ж

V

500 мкм

Ь = 1\ мин

500 мкм

1 = 107 мин I Г

1 = 215 мин