Ультраструктурные особенности организации соматических тканей семенников иглокожих тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.30, кандидат биологических наук Калачев, Александр Владимирович

• Калачев, Александр Владимирович
• кандидат биологических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Калачев, Александр Владимирович

Введение.

Обзор литературы.

Строение гонад иглокожих.

Морские звезды.

Морские ежи.

Офиуры.

Морские лилии.

Голотурии.

Изменения в гонадах иглокожих в ходе репродуктивного цикла. ф Резорбционные процессы в гонадах иглокожих. ф Морские звезды.

I Морские ежи.

Офиуры.

Морские лилии.

Голотурии.

Целомоциты иглокожих.

Материал и методы.

Результаты.

Asterinci pectinifera.

Перитонеальный эпителий.

Перигемальный синус.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Ophiura ophiura.

Перитонеальный эпителий.

Перигемальный синус.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Strongylocentrotus nudus.

Перитонеальный эпителий.

Перигемальный синус. ц Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Enpentacta fraudcitrix.

Перитонеальный эпителий.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Chiridotci pelliicidci.

Перитонеальный эпителий.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Apostichopus japonicus.

Перитонеальный эпителий.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Обсуждение.

Перитонеальный эпителий.

Целомоциты.

Перигемальный синус.

Гемальный синус.

Вспомогательные клетки.

Резорбция гамет.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ультраструктурные особенности организации соматических тканей семенников иглокожих»

Актуальность проблемы. При исследовании семенников иглокожих особое внимание традиционно уделяется строению и дифференцировке сперматогенных клеток. На сегодняшний день описаны ультраструктурные особенности сперматогенеза и организации зрелых сперматозоидов у представителей всех классов Echinodermata. Было показано, что для этого типа беспозвоночных характерны удивительное однообразие процесса сперматогенеза (Longo, Anderson, 1969; Atwood, 1974; Рузен-Ранге, 1980; Bickel et al., 1980; Yamashita, 1983b; Yamagata, 1988; Eckelbarger et al., 1989; Reunov, Hodgson, 1994; Реунов, 1998, 2005; Au et al., 1998, 1999; Дроздов, Иванков, 2000; Reunov, 2001) и консерватизм в организации зрелых спермиев (Longo, Anderson, 1969; Atwood, 1974; Bickel et al., 1980; Yamashita, 1983b; Buckland-Nicks et al., 1984; Yamagata, 1988; Eckelbarger et al., 1989; Реунов, Дроздов, 1991; Reunov, Hodgson, 1994; Реунов, 1998; Au et al., 1998; Дроздов, Иванков, 2000). Несмотря на исчерпывающие сведения о строении и развитии половых клеток у иглокожих, литературные данные об ультраструктурной организации соматических клеток семенников - клеток перитонеального эпителия, целомоцитов и вспомогательных клеток -фрагментарны и, зачастую, противоречивы. В некоторых случаях существование вспомогательных клеток, например, в семенниках голотурий, подвергается сомнению (Smiley et al., 1991; Smiley, 1994). Налицо серьезный пробел в знаниях о строении репродуктивных органов Echinodermata — группы, систематика которой до сих пор остается предметом дискуссий. Очевидно, необходимы дальнейшие исследования организации половых желез иглокожих. На основе некоторых литературных данных и результатов наших предварительных исследований можно предполагать, что ультраструктурные особенности организации соматических тканей семенников разных классов иглокожих обнаруживают достаточно глубокие структурные различия. Не исключено, что семенникам иглокожих присуще ранее не описанное у Metazoa сочетание глубокого структурного консерватизма сперматогенеза и «сверхразнообразия» паттернов соматических тканей. Дальнейшее исследование соматической организации семенников Echinodermata, несомненно, позволит получить материал, который будет полезен как для анализа филогенетических отношений между разными группами иглокожих, так и для потенциального открытия ранее не описанных вариантов взаимоотношении половых и соматических клеток у многоклеточных животных.

Цель и задачи работы. Целью исследования являлось проведение сравнительного ультраструктурного анализа соматических тканей семенников иглокожих. Для достижения поставленной цели предполагалось решить следующие задачи:

1. Исследовать ультраструктурную организацию клеток перитонеального эпителия семенников морской звезды Asterinci pectinifera, морского ежа Strongylocentrotus nudus, офиуры Ophiura ophiura и голотурий Enpentacta fraudatrix, Chiridota pellucida и Apostichopus jciponicus.

2. Исследовать ультраструктурную организацию вспомогательных клеток семенников морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura и голотурий E.fraudatrix, С. pellucida и A.japonicus.

3. Исследовать роль вспомогательных клеток и амебоцитов в посленерестовой резорбции сперматозоидов у морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura и голотурий E.fraudatrix, С. pellucida и A.japonicus.

Научная новизна. Впервые описана ультраструктурная организация клеток перитонеального эпителия семенников морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura, голотурий Е. fraudatrix, С. pellucida и A. japonicus. Показано, что клетки, формирующие перитонеальный эпителий семенников исследованных видов, не являются миоэпителиальными.

Впервые описана ультраструктурная организация вспомогательных клеток в семенниках морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura, голотурий Е. fraudatrix, С. pellucida и A. japonicus. Показано, что ультраструктурная организация вспомогательных клеток различается между классами иглокожих.

У представителей голотурий, принадлежащих к разным отрядам -Dendrochirota (Е. fraudatrix), Aspidochirota (A. japonicus) и Apoda (С. pellucida) -обнаружены различия в организации перитонеоцитов и вспомогательных клеток.

Впервые изучены процессы посленерестовой резорбции гамет у морской звезды A. pectinifera, морского ежа S. nudus, офиуры О. ophiura, голотурий Е. fraudatrix, С. pellucida и A. japonicus. Показано, что этот процесс может осуществляться как вспомогательными клетками, так и амебоцитами, мигрирующими в просвет семенника.

Во вспомогательных клетках морского ежа S. nudus описано явление избирательной резорбции, заключающееся в формировании фагосом, содержащих либо сперматозоиды, либо остаточные тела.

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные данные существенно расширяют имеющиеся представления о строении и функциональной активности гонад Echinodermata. Показано, что в отличие от гаметогенных клеток, демонстрирующих филогенетический консерватизм строения и дифференциации, вспомогательные клетки гонад своеобразны в каждом классе иглокожих. Сопоставление данных о структуре соматических тканей семенников с особенностями сперматогенеза позволяет глубже понять характер взаимоотношений между половыми клетками и различными группами соматических клеток в ходе дифференциации гамет у иглокожих. Детальное исследование взаимодействия половых и соматических клеток у представителей различных классов иглокожих расширяет наши знания о разнообразии моделей гаметогенеза.

Данные по морфологической организации вспомогательных клеток семенников могут быть использованы в качестве дополнительного признака в филогении иглокожих. Материалы диссертации могут быть использованы при преподавании цитологии, гистологии и биологии развития в высших учебных заведениях.

Апробация работы. Материалы диссертации были представленные на III и V региональных конференциях по актуальным проблемам морской биологии, экологии и биотехнологии студентов, аспирантов и молодых ученых ДВГУ (Владивосток, 2000, 2002); Конференции студентов, аспирантов и молодых ученых НОЦ ДВГУ «Фундаментальные исследования морской биоты» (Владивосток, 2002); Ежегодной научной конференции Института биологии моря ДВО РАН (2003); Международном научном семинаре «Проблемы репродукции и раннего онтогенеза морских гидробионтов» (Мурманск, 2004); научном межлабораторном семинаре по морфологии, физиологии и биохимии ИБМ ДВО РАН, а также на семинарах лаборатории эмбриологии ИБМ ДВО РАН.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов и их уч^ обсуждения, выводов и списка литературы (142 источника, из них 116 на