БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2014, том 40, № 3, с. 201-211
УДК 591.4 ЗООЛОГИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ
МИКРОСКОПИЧЕСКАЯ АНАТОМИЯ И УЛЬТРАСТРУКТУРА НЕФРИДИЯ СИПУНКУЛИДЫ THEMISTE HEXADACTYLA (SATO, 1930) (SIPUNCULA: SIPUNCULIDEA)1
© 2014 г. А. В. Адрианов1'2'3, А. С. Майорова1'2
'Институт биологии моря им.А.В.ЖирмунскогоДВО РАН, Владивосток 690041;
2Далъневосточный федералъныйуниеерситет, Владивосток 690950;
Шаучно-образователъный комплекс "Приморский океанариум"ДВО РАН, Владивосток 690041
e-mail: anastasia.mayorova@gmail.com
Статья принята к печати 21.11.2013 г.
Изучены микроскопическая анатомия и ультраструкгура нефридиев япономорской сипункулиды Themiste hexadactyla (Sato, 1930) с использованием гистологических и электронно-микроскопических методов. Описано тонкое строение ресничной воронки, мышечного "языка", экскреторного мешка и экскреторной трубки нефридия. Показаны ультраструктурные особенности экскреторного эпителия, куполообразных эпителиальных выпячиваний, экскреторных канальцев и мышечной решетки в слое внеклеточного матрикса стенки нефридия. Подробно описана ультраструкгура целомической выстилки на поверхности нефридия, представленной подоцитами с длинными отростками и мультицилиарными клетками. Впервые между отростками подоцитов описаны специфические клеточные контакты - парные двойные диафрагмы.
Ключевые слова: нефридий, ультраструктура, целотелий, подоциты, двойные диафрагмы, сипункулида, Themiste hexadactyla.
The microscopic anatomy and ultrastructure of the nephridium of the sipunculan Themiste hexadactyla (Sato, 1930) (Sipuncula: SipunculideaJ.A V. Adrianov1-2• Ъ,А. S.Maiorova1-2 (A..V. Zhirmunsky Institute of Marine Biology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041; 2Far Eastern Federal University, Vladivostok 690950; 3Primorsky Oceanarium Scientific and Educational Complex, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041)
The microscopic anatomy and ultrastructure of the nephridia of the sipunculan Themiste hexadactyla (Sato, 1930) from the Sea of Japan were studied by the histological and electron microscopic methods. The fine structure of the ciliary funnel, muscular "tongue", excretory sac, and excretory tube of the nephridium was described. The ultrastructural features of the excretory epithelium, cupola-shaped epithelial protrusions, excretory canals, and muscular layer in the extracellular matrix of the nephridial wall were examined and described in detail. The ultrastructure of the nephridial coelomic epithelium composed of podocytes with long processes and multiciliary cells was also examined and illustrated. Characteristic cell contacts between the processes of podocytes - double "double diaphragms" - were described and illustrated for the first time. (Biologiya Morya, 2014, vol. 40, no. 3, pp. 201-211).
Keywords: nephridium, ultrastructure, coelothelium, podocytes, double diaphragms, sipunculan, Themiste hexadactyla.
Сипункулиды представляют собой группу морских несегментированных целомических животных, рассматриваемую в ранге отдельного типа Sipuncula и представленную двумя классами - Phascolosomatidea и Sipunculidea. В настоящее время после серии таксономических ревизий (Cutler, 1994) в группе насчитывается около 150 валидных видов.
Выделительная система сипункулид представлена расположенными в передней части туловища нефри-диями, открывающимися наружу вентро-латеральными нефропорами на уровне либо чуть спереди от дорсального анального отверстия (Зенкевич, 1916; Мурина, 1977; Cutler, 1994). Тела нефридиев свободно свисают в полость туловищного целома или же частично или полностью прирастают к стенке тела. Большинство си-
пункулид имеют пару нефридиев, а представители родов Phascolion и Onchnesoma - только один (правый) нефридий. В полость туловищного целома нефридий открывается ресничной воронкой, которая открывается лишь во время нереста для выведения созревших в целоме половых продуктов, т.е. работает как гонодукт (Adrianov et al., 2001). Фильтрация осуществляется через стенку нефридия, через контакты ме^ду отростками выстилающих нефридиальную трубку клеток-подоцитов (Serrano et al., 1989; Pinson, 1990; Adrianov et al., 2001; Адрианов и др., 2002).
Внешне нефридии сипункулид соответствуют имеющим ресничную воронку метанефридиям, характерным для животных с кровеносной системой (Ruppert, Smith, 1988), однако у сипункулид такая система отсут-
1 Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ (№ 12-04-00263), ДВО РАН (12-Ш-А-06-085, 13-Ш-Д-06-027) и Правительства РФ
(№ 11.G34.31.0010).
ствует, а фильтрация осуществляется через стенку выделительного органа, как это происходит у протонефри-диев (Serrano, 1987; Serrano et al., 1989; Adrianov et al., 2001).
На ультраструктурном уровне нефридии изучены у нескольких видов сипункулид: Phascolosoma arcuatum (Gray, 1828) [= P. lurco (Selenka et De Man, 1883), см.: Storch, Welsch, 1972], P. granulatum Leuckart, 1828 (см.: Ocharan, 1974; Serrano, Moya, 1982; Moya, Serrano, 1984; Serrano et al., 1989, 1990-1991, 1993) и Themiste alutacea (Grube et Oersted, 1858) (см.: Pinson, 1990). Полная ультраструктурная реконструкция нефри-диев выполнена лишь для двух видов - Phascolosoma agassizii Keferstein, 1867 (см.: Adrianov et al., 2001) и Thysanocardia nigra (Ikeda, 1904) (см.: Адрианов и др., 2002).
Ультраструктура выстилающих нефридий со стороны целома подоцитов, клеток нефридиального эпителия и нефридиальной мускулатуры подробно описана в работах Серрано с соавторами (Moya, Serrano, 1984; Serrano et al., 1989, 1990-1991, 1993). На примере Р. granulatum ме^ду отростками целомических клеток на поверхности нефридия были описаны ультраструктурные контакты - так называемые двойные диафрагмы, характерные для фильтрующих тканей, что подтвердило возможность фильтрации непосредственно через стенку нефридия (Serrano et al., 1989). Наиболее четко данные структуры были проиллюстрированы на электронограм-мах целомической выстилки нефридия Т. alutacea в работе Пинсон (Pinson, 1990, fig. 8D). Позднее эти структуры были отмечены для P. agassizii и Т. nigra (Adrianov et al., 2001; Адрианов и др., 2002).
Цель настоящей работы - изучить ультраструктурные особенности нефридиев у сипункулиды Themiste hexadactyla и провести сравнительно-морфологический анализ с нефридиями других представителей Sipuncula.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Экземпляры Themiste hexadactyla (Satô, 1930) были собраны в летние сезоны 1999-2000 гг. в друзах двустворчатого моллюска Crenomytilus grayanus на глубине 1-5 м в зал. Восток (зал. Петра Великого, Японское море). Ранее массовый вид Themiste в зал. Восток в соответствии с ревизией Катлера (Cutler, 1994) идентифицировали как Themiste pyroides (Chamberlin, 1920), в который Катлеры (Cutler, Cutler, 1988) свели в качестве младшего синонима Themiste hexadactyla (Satô, 1930), несмотря на наличие у T. pyroides четырех главных основных стволов щупальцевого аппарата (Морозов, Адрианов, 2002). Позднее для Themiste из зал. Петра Великого с шестью главными стволами щупальцевой короны, что является основной морфологической характеристикой сведенной в синоним T. hexadactyla, Попков (1993) предложил новый вид Themiste maculosa Popkov, 1993 (см. также: Cutler, Dean, 1997). В обобщающей работе по фауне сипункулид Японского моря (Maiorova, Adrianov, 2013) на основе подробного сравнительно-морфологического анализа было предложено восстановить ва-лидность вида Т. hexadactyla (Satô, 1930), а Т. maculosa рассматривать в качестве его младшего синонима.
Часть собранных особей Т. hexadactyla анатомировали для измерения и описания нефридиев в прижизненном состоянии. Для гистологических исследований нефридии фиксировали 10% формалином на морской воде и раствором Holland Bouin. Эти образцы обрабатывали по стандартным гистологическим методикам, заключали в парафин и раскладывали на серии срезов толщиной 5-7 мкм, которые окрашивали гематоксилином для дальнейших светооптических исследований. Для сканирующей электронной микроскопии (SEM) целые нефридии и их фрагменты фиксировали 10% формалином на морской воде и 2.5% глутаральдегидом на какодилатном буфере с осмомолярностью 1100 моем. Затем материал обезвоживали в спиртах возрастающей концентрации и ацетоне, высушивали методом критической точки и после напыления платиной изучали с помощью сканирующих электронных микроскопов Hitachi и LEO-430. Для трансмиссионной электронной микроскопии (ТЕМ) материал фиксировали 2.5% глутаральдегидом на какодилатном буфере (рН 7.3) с осмомолярностью 1000 моем, с последующей постфиксацией 2% раствором 0s04 на том же буфере. Фиксированный материал заливали в смолу Spurr, изготовляли ультратонкие срезы (50-60 нм) на ультратоме Reichert-Ultracut, контрастировали водным раствором уранилацетата и цитратом свинца и изучали с помощью трансмиссионного электронного микроскопа Jeol JEM 100В. Работа выполнена в Дальневосточном центре коллективного пользования по электронной микроскопии при Институте биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН.
На рисунках приняты следующие условные обозначения: АР - апикальные участки столбчатых клеток экскреторных пучков; BL - базальный лабиринт; СА - канал куполообразного выпячивания; СС - каналец в стенке куполообразного выпячивания; СЕ - куполообразные выпячивания; CI - реснички; ЕС - экскреторный пучок; ЕМ - внеклеточный матрикс; ЕР -эпителий куполообразного выпячивания; ES - экскреторный мешок нефридия; ЕТ - экскреторная трубка нефридия; FO -складки между куполообразными выпячиваниями; GR - гранулы; LC - полость куполообразного выпячивания; LE - просвет куполообразного выпячивания; LL - нижняя губа ресничной воронки; LU - просвет экскреторной трубки; МС - мультици-лиарная клетка; Ml - митохондрии; МТ - "язык"; MU - мышечные волокна; NP - нефропор; NS - нефростом; NU - ядро по допита; PI - пиноцитозные вакуоли; РО - подоцит; РР - отростки подоцитов; ТС - полость туловищного целома; UT - верхняя губа ресничной воронки; VE - везикулы; ZA - клеточный контакт zonulae adhaerens.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Микроскопическая анатомия нефридия
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.