БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2012, том 38, № 2, с. 166-173
УДК 591.1.05+592/595 СРАВНИТЕЛЬНАЯ БИОХИМИЯ
индивидуальная изменчивость фосфолипидного
состава органов членистоногих, иглокожих и оболочников залива петра великого японского
моря1
© 2012 г. Э. Я. Костецкий, П. В. Веланский, н. М. Санина
Дальневосточный федеральный университет, Владивосток 690091 e-mail: kostetsky@nt.pin.dvgu.ru
Статья принята к печати 6.10.2011 г.
Исследована индивидуальная изменчивость состава фосфолипидов (ФЛ) органов у представителей трех типов морских беспозвоночных: членистоногих - декаподы Paralithodes camtschaticus (Tilesius, 1815) и Erimacrus isenbeckii (Brandt, 1848), иглокожих - морские звезды Distolasterias nipon (Doderlein, 1902) и Evasterias echinosoma Fisher, 1926), а также оболочников - асцидии Halocynthia aurantium (Pallas, 1787), H. roretzi (Drasche, 1884) и Styela clava Herdman, 1881. Показана специфика индивидуальной изменчивости содержания отдельных ФЛ в связи с систематическим положением и функциональными особенностями органов беспозвоночных. Установлено, что наименьшая вариабельность содержания характерна для фосфатидилхолина и фосфатидилэтано-ламина. Незначительная изменчивость состава ФЛ у декапод отмечена в печени, конечностях и жабрах, у морских звезд - в печени, у асцидий - в гонадах, кожно-мускульном и жаберном мешках. Наиболее вариабельным оказалось содержание церамидаминоэтилфосфоната (ЦАЭФ) и фосфатидилглицерина. Эти ФЛ обнаружены не у всех исследованных особей и не во всех органах. После 7 сут голодания ЦАЭФ в органах исследованных животных отсутствовал, что свидетельствует о его экзогенном происхождении.
Ключевые слова: фосфолипиды, индивидуальная изменчивость, десятиногие ракообразные, морские звезды, асцидии.
Individual variation of phospholipid composition of organs of arthropods, echinoderms and tunicates from Peter the Great Bay, sea of Japan. E. Ya. Kostetsky, P. V. Velansky, N. M. Sanina (Far Eastern Federal University, Vladivostok 690091)
The individual variation of the phospholipid composition of organs of marine invertebrates was investigated in representatives of three phyla: Arthropoda [decapods: Paralithodes camtschaticus (Tilesius, 1815) and Erimacrus isenbeckii (Brandt, 1848)]; Echinodermata [starfishes: Distolasterias nipon (Doderlein, 1902) and Evasterias echinosoma Fisher, 1926]; and Tunicata [ascidians: Halocynthia aurantium (Pallas, 1787), H. roretzi (Drasche, 1884), and Styela clava Herdman, 1881]. The specificity of individual phospholipid variation was shown to be related to the systematic status and functional properties of organs of marine invertebrates. Phosphatidylcholine and phosphatidylethanolamine were the least variable. Low variability of phospholipid composition was found in the liver, legs, claws, and gills of decapods; in the liver of starfishes; in the gonads and skin-muscular and gill sacs of ascidians. The contents of ceramide aminoethylphosphonate (CAEP) and phosphatidylglycerol (PG) showed the highest variability. These phospholipids were found but not in all individuals and all organs studied. After a 7-day starvation, CAEP completely disappeared from organs of decapods, starfishes, and ascidians, suggesting its exogenous origin. (Biologiya Morya, 2012, vol. 38, no. 2, pp. 166-173).
Key words: phospholipids, individual variation, decapods, starfishes, ascidians.
Иглокожие, оболочники и членистоногие давно привлекают внимание исследователей как классические объекты эмбриологии, биохимии, молекулярной генетики, а также как источники питания и перспективных биологически активных веществ. Опубликованы данные о составе фосфолипидов (ФЛ) целых организмов и отдельных органов десятиногих ракообразных (Brichon et al., 1980; Костецкий, 1985а, б; Костецкий, Веланский, 2008), морских звезд (Костецкий, Герасименко, 1984; Костецкий, 1985б; Shah et al., 2008; Костецкий и др., 2012) и асцидий (Костецкий и др., 1983; Deibel et al., 1992; Jeong et al., 1996; Pond, Sargent, 1998; Mayzaud et
а1., 2007; Ко et а1., 2009; Dagom et а1., 2010; Костецкий и др., 2012). Отметим, что перечисленные работы выполнены на суммарных липидных экстрактах, приготовленных из нескольких особей. Полученные данные не несут информации об индивидуальной изменчивости состава ФЛ, что при решении хемотаксономических и экологических задач может привести к неправильным выводам, поскольку различия, выявленные при сравнительном анализе органов, могут быть показателем индивидуальной изменчивости содержания ФЛ, а не результатом действия исследуемых факторов. В связи с этим важное значение имеет оценка индивидуальной изменчивости
1 Работа выполнена в рамках гранта Правительства РФ, договор № 11.G34.31.0010 и ГК № П340.
содержания ФЛ у животных разных систематических групп. Кроме того, сведения о содержании некоторых ФЛ в органах отдельных особей позволяют прояснить происхождение (экзо- или эндогенное) таких ФЛ, как церамидаминоэтилфосфонат (ЦАЭФ) и фосфатидилгли-церин (ФГ).
Настоящая работа посвящена исследованию индивидуальной изменчивости состава ФЛ в разных органах представителей членистоногих, иглокожих и оболочников для выявления классов ФЛ, наиболее перспективных в качестве маркеров при решении проблем сравнительной биохимии, экологии и хемотаксономии у морских беспозвоночных.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Морских звезд и асцидий собирали в б. Троицы зал. Посьета Японского моря в июле-августе 2010 г. при температуре воды 20-23°С. Десятиногих ракообразных выбирали из прилова на сейнере, осуществлявшем траление в зал. Петра Великого на глубинах 70-120 м. Для определения индивидуальной изменчивости состава ФЛ в органах использовали по 10 особей каждого вида, за исключением морской звезды Evasterias echinosoma (6 экз.). Пол определяли у десятиногих ракообразных (все самцы) и у морских звезд (Distolasterias nipon - 8 самцов и 2 самки, E. echinosoma - по 3 самца и самки). Некоторые органы были выделены не у всех животных, поэтому в таблицах в скобках указано количество особей, у которых данный орган был взят для анализа.
Исследован состав ФЛ следующих органов: у декапод (Paralithodes camtschaticus и Erimacrus isenbeckii) - желудок, кишечный тракт, печень, конечности (ходильные и клешненос-ные), сердце, жабры, глаза, нервные центры, гонады; у иглокожих (морские звезды D. nipon и E. echinosoma) - желудок, печень, гонады, амбулакральная система, эктоневральная и энтоневральная системы, глазки; у оболочников (асцидии
Halocynthia aurantium, H. roretzi и Styela clava) - жаберный мешок, кишечный тракт, гонады, печень, кожно-мускульный мешок, нервные центры, эндостиль. При выделении органов руководствовались пособиями (Аверинцев, 1931; Иванов и др., 1958; Веселов, Кузнецова, 1968). Сразу после отлова животных их органы измельчали и фиксировали в смеси хлороформ : метанол (1:1 по объему). Фосфолипиды экстрагировали и анализировали по описанной ранее методике (Костецкий, Щипунов, 1983). Каждую пробу анализировали в 3-5 повтор-ностях. Полученные данные представлены как общие средние величины (M) с коэффициентами вариации (Cv) для выборок (Лакин, 1990).
В ходе эксперимента по голоданию по 10 особей E. isenbeckii, D. nipon, H. aurantium и H. roretzi выдерживали в течение 7 сут в аквариумах с фильтрованной морской водой, в которой поддерживали условия (температура и соленость), аналогичные таковым в месте вылова. Для определения состава ФЛ после голодания использован объединенный экстракт, при этом ошибка анализа для фосфатидилхолина (ФХ) не превышала 2.0%, для фосфатидилэтаноламина (ФЭ) - 1.6%, для остальных липидов - 0.6%.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Членистоногие
Главные ФЛ в органах десятиногих ракообразных -ФХ и ФЭ. Были также обнаружены сфингомиелин (СМ), фосфатидилсерин (ФС), фосфатидилинозит (ФИ), фос-фатидная кислота (ФК), дифосфатидилглицерин (ДФГ) и ряд неизвестных ФЛ (табл. 1, 2). Лизофосфатидилхолин (ЛФХ), лизофосфатидилэтаноламин (ЛФЭ), ЦАЭФ и ФГ присутствовали не во всех образцах.
Наименьшая индивидуальная изменчивость относительного содержания практически во всех исследованных органах отмечена для ФХ и ФЭ. Для ФХ коэффициент вариации (Cv) в среднем соста-
Таблица 1. Состав фосфолипидов (М, % от суммы ФЛ) и коэффициент их индивидуальной изменчивости (Су) в органах и тканях камчатского краба Paralithodes camtschaticus
ФЛ Желудок1 Кишечный тракт2 Печень3 Гонады4 Жабры5 Ходильные ноги6 Клешненос-ные ноги7 Сердце8 Глаза9 Нервные центры10
M Cv M Cv M Cv M Cv M Cv M Cv M Cv M Cv M Cv M Cv
ФХ 49.9 12.3 49.2 10.7 52.0 8.2 50.8 10.9 46.4 6.1 51.9 9.4 51.3 8.7 50.9 14.3 44.5 16.7 44.0 12.1
ЛФХ 1.3 32.4 1.5 38.6 3.7 52.6 3.1 16.9 1.8 14.7 0.8 68.3 1.2 58.4 1.1 54.2 2.4 67.5 0.7 132.4
СМ 4.8 42.8 5.1 28.1 2.1 40.4 3.5 14.9 6.6 15.1 3.3 18.8 3.5 17.4 3.1 14.6 7.3 32.5 10.7 46.1
ФЭ 24.9 14.9 25.3 19.1 25.6 20.1 17.4 22 20.4 22.9 26.0 16.2 25.0 16.2 25.5 11.4 22.8 16.5 24.6 16.3
ЛФЭ 1.3 42.0 1.4 47.0 0.9 86.0 0.5 270.5 2.4 27.2 0.7 111.5 1.6 130.4 1.2 77 2.7 59 0.5 250.6
ЦАЭФ 1.8 321.9 3.3 169.4 0.4 100.4 - - 2.2 305.2
ФС 4.8 42.4 4.8 14.2 3.9 36.0 5.7 10.9 5.7 28.4 4.5 33.1 4.2 18.4 2.8 23.8 5.6 27.9 4.6 28.2
ФИ 3.5 41.6 4.6 13.5 4.4 22.2 3.8 37.2 3.8 17.2 4.4 34.3 4.3 23.0 4.0 31.8 4.5 45.2 4.6 22.1
ФК 2.8 54.3 2.4 55.3 1.5 42.3 10.5 36.6 3.3 37.9 3.2 35.8 2.7 34.5 2.0 33.3 5.3 54.8 3.9 28.7
ДФГ 2.5 30.6 2.3 28.6 3.1 39.8 2.6 48 2.6 43.3 2.9 30.5 2.7 24.1 5.4 28.1 4.4 36.8 4.6 40.8
ФГ 1.0 34.1 0.1 391.6 1.0 48.9 2.1 26.9 1.9 54.1
Х 1.4 27.4 - 45.2 1.4 60.4 - - 2.9 21.7 2.3 23.2 3.5 56.2 4.9 36.2 0.3 - 1.8 -
'ЦАЭФ найден у одной особи; 2ЦАЭФ найден у двух особей, ФГ - у одной особи; 3ЦАЭФ найден у шести особей (от 0.3 до 1.0%), ФГ - у трех особей; 4ЛФЭ найден у одной особи (0.5%), ФГ - у шести особей; 5ЦАЭФ найден у одной особи, ФГ - у шести особей; 6ЛФХ найден у восьми особей (от 0.5 до 2.0%), ЛФЭ - у шести особей (от 0.4 до 2.5%); 7ЛФЭ найден у четырех особей (от 1.0 до 2.0%); 8ЛФЭ найден у семи особей (от 1.0 до 2.5%); 9ЛФХ и ЛФЭ найдены у восьми особей; 10ЛФХ найден у четырех ос
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.