ЗООЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2014, том 93, № 4, с. 527-536
УДК 595.121-116+591.466
МОРФОЛОГИЯ И УЛЬТРАСТРУКТУРА МАТКИ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНОГО ООФОРА У MATHEVOLEPIS PETROTSCHENKOIИ BRACHYLEPIS GULYAEVI (CESTODA, CYCLOPHYLLIDEA)
© 2014 г. Ж. В. Корнева1, С. А. Корниенко2
Институт биологии внутренних вод РАН, Борок Ярославской обл. 152742, Россия
e-mail: janetta@ibiw.yaroslavl.ru 2Институт систематики и экологии животных СО РАН, Новосибирск 630091, Россия
e-mail: skornienko@ngs.ru Поступила в редакцию 20.09.2013 г.
Изучены два вида циклофиллидных цестод, обладающих чрезвычайно длинными последними маточными члениками, которые преобразуются в оофоры. Установлено, что у Brachylepis gulyaevi все зародыши на этапе их активного развития располагаются вдоль стенки вытянутой матки и контактируют с эпителием матки. У обоих изученных видов формирование защитных образований происходит в результате гипертрофированного синтеза и накопления межклеточных фибрилл и липидов в паренхиме концевого маточного членика. На заключительных этапах формирования оофора ли-пиды и фибриллы начинают преобладать, клеточные элементы практически исчезают. Такое строение способствует защите яиц внутри оофора от высыхания при попадании во внешнюю среду и удлиняет период выживания, что увеличивает вероятность встречи с хозяином.
Ключевые слова: Cestoda, половая система, матка, ультраструктура DOI: 10.7868/S0044513414040059
В многочисленных литературных источниках показано, что у циклофилидных цестод в процессе эволюции сформировались разнообразные варианты строения матки (Conn, 1987, 1993; Conn, Forman, 1993; Корнева и др., 2011). Также изучены и описаны всевозможные видоизменения матки и формирование своеобразных яйцезащит-ных оболочек, к числу которых относятся паруте-ринные органы и капсулы, а также паренхиматозные либо маточные яйцевые капсулы (Conn et al., 1984; Conn, 1988; Swiderski, Tkach, 1997; Свидер-ский, Ткач, 1998). Однако среди цестод бурозубок описаны виды (например, представители родов Mathevolepis Spassky 1948; Brachylepis Karpenko et Gulyaev 1999 и Ecrinolepis Spassky et Karpenko 1983), гексаканты которых заключены в особые сильно видоизмененные маточные членики — оофоры. Наибольшим изменениям подвергаются каудальные членики Ditestolepis diaphana, слияние которых и их глубокие морфологические перестройки приводят к формированию уникального оофора, получившего отдельное название "син-капсула". Этот гипертрофированный и глубоко специализированный оофор служит венцом адаптивных приспособлений у цестод бурозубок (Корнева и др., 2010). Оофоры у цестод с наземным жизненным циклом выполняют функцию
защиты сформированных яиц от высыхания и увеличивают вероятность встречи с первым промежуточным хозяином. Оставаясь под защитой проглоттиды, зародыши в яйцах остаются живыми в течение нескольких дней, тогда как извлеченные из членика, гибнут одновременно с высыханием капли воды, в которой находились (Гуляев, 2002). Кроме того, оофоры обеспечивают "пакетное" множественное заражение промежуточного хозяина, который имел неосторожность съесть такую защитную капсулу или даже только часть ее (Гуляев, Корниенко, 2009).
В рамках сравнительного изучения репродуктивной системы цестод и эволюционных тенденций ее развития, в настоящей работе проведены исследования морфологии и тонкого строения матки у Brachylepis gulyaevi и Mathevolepis pe-trotschenkoi — цестод, формирующих защитные оофоры.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Половозрелые экземпляры Brachylepis gulyaevi Kornienko et Lykova 2005 и Mathevolepis petrotschen-koi Spassky 1948 извлекали из тонкого кишечника землероек Sorex araneus Linnaeus 1758, отловленных в Сибири, в черневой (реликтовой) тайге се-
веро-восточного Алтая (Республика Алтай). Для исследований на светооптическом уровне паразитов фиксировали 70%-ным спиртом, окрашивали кислым гематоксилином Эрлиха, дифференцировали 0.2—0.3%-ным водным раствором железо-аммонийных квасцов, дегидратировали в спиртах возрастающей концентрации, просветляли в гвоздичном масле, помещали в канадский бальзам и затем исследовали на микроскопе Axi-olab при увеличении х1000.
Для исследования методами электронной микроскопии паразитов фиксировали 2.5%-ным глутаровым альдегидом на какодилатном буфере при pH 7.4, дофиксировали 2%-ным OsO4 на том же буфере, подвергали дегидратации в спиртах возрастающей концентрации и ацетоне. В процессе дегидратации материал контрастировали 1% раствором уранилацетата в 70° спирте в течение 12 ч. Затем объекты пропитывали смесью ацетона и эпоксидной смолы, заливали в аралдит и полимеризовали при 60° на протяжении двух суток. Ультратонкие срезы толщиной 60—90 нм получали на ультрамикротоме Leica, помещали на бленды, контрастировали свинцом по Рей-нольдсу и просматривали в трансмиссионном электронном микроскопе JEM-1011. Идентификацию отделов половой системы проводили на полутонких срезах, окрашенных 1% толуидино-вым синим.
Часть материала после фиксации и дегидратации высушивали в аппарате критической точки, монтировали на столики и напыляли золотом для последующего изучения с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM-6510.
РЕЗУЛЬТАТЫ Brachylepis gulyaevi
Микроанатомия. Стробила B. gulyaevi, достигающая в длину 8.7 мм, состоит из 21—27 акраспе-дотных четкообразных члеников с градуальным морфогенезом, из них 6—8 маточных члеников. По мере созревания, первоначально брахиморфные (поперечновытянутые) ювенильные про-глоттиды сильно удлиняются (рис. 1а). Половозрелые гермафродитные членики долихоморфные, размером 0.26—0.28 х 0.2—025 мм. Длина последнего зрелого маточного членика B. gulyaevi у некоторых экземпляров сравнима с длиной всей предшествующей части стробилы. Матка закладывается в половозрелых гермафродитных члениках в виде подковообразной трубки, концы которой почти доходят до заднего края членика. По мере созревания, соприкасающиеся между собой задние отделы матки сливаются, в результате чего она становится кольцевидной. После слияния внутренних стенок матки она преобразуется в мешковидную. Матка развивается в пределах
среднего поля, не выходя за слой внутренней продольной мускулатуры в латеральные поля членика (рис. 1а). Матка зрелого членика окружена видоизмененной кортикальной паренхимой, в которой происходит накопление многочисленных липидных включений, однако можно наблюдать крайне небольшое число клеток (рис. 2а, 2б). Плодовитость В. gulyaevi составляет 80—100 гекса-кантов.
Ультраструктура. Стенка матки в половозрелом гермафродитном членике образована синтетически активным синцитиальным эпителием, ядра которого располагаются в толще этого слоя. В ядрах наблюдаются крупные округлые ядрышки. На апикальной поверхности эпителий несет очень длинные тонкие микроламеллы, как правило, петлеобразные. Эпителиальный слой тонкий, в нем содержатся митохондрии, многочисленные длинные узкие цистерны шероховатого эндоплазматического ретикулюма и рибосомы (рис. 3а). В мышечных клетках, окружающих матку, также наблюдаются расширенные цистерны шероховатого эндоплазматического ретикулюма, происходит синтез фибрилл межклеточного мат-рикса, который заполняет пространство между клетками и подстилает эпителий матки (рис. 3б). Фибриллы экстраклеточного матрикса располагаются рыхло и ориентированы параллельно друг другу (рис. 3а).
Поскольку плодовитость В. gulyaevi крайне низкая, в процессе формирования зародышей все яйца, расположенные поблизости от маточных стенок, контактируют с эпителием, лишь крайне незначительное количество зародышей встречается лежащими свободно в полости матки (рис. 3в). Эмбриональные оболочки соседних яиц в процессе развития также контактируют друг с другом, в матке между яйцами наблюдаются скопления хлопьеобразного материала.
Сформированные гексаканты также располагаются в длинном каудальном членике вдоль стенок матки. Внешние оболочки практически всех яиц контактируют с многочисленными тонкими мик-роламеллами маточного эпителия (рис. 3г). Между яйцами сосредоточены скопления фибриллярного материала. Маточный эпителий остается синтетически активным: в ядрах наблюдаются крупные ядрышки, в цитоплазме расширенные цистерны шероховатого эндоплазматического ретикулюма и многочисленные рибосомы. С внешней стороны маточного эпителия наблюдаются многочисленные липидные капли (рис. 3г-врезка).
Вокруг матки немногочисленные мышечные клетки формируют сеть тонких цитоплазматиче-ских отростков, практически не содержащих органоидов (рис. 3г, 3д). Пространство между этими отростками заполнено липидными включениями, которые лучше сохраняются при фиксации паразитов для световой микроскопии (рис. 2а,
Рис. 1. Схематическое изображение изученных паразитов (стрелками отмечены матки в зрелых члениках): а — общий вид стробилы Brachylepis gulyaevi, б — разновозрастные стробилы Mathevolepispetrotschenkoi. Масштаб 0.5 мм.
Рис. 2. Скопление липидных включений, участвующих в формировании оофора: а — общий вид каудального членика Brachylepis gulyaevi; б — липидные капли различной величины в кортикальной паренхиме В. gulyaevi; в — общий вид каудального членика МаЬуо1ер^petrotschenkoi; г — многочисленные липидные капли в кортикальной паренхиме М. ре-trotschenkoi. Метод световой микроскопии: фотографии паразитов, фиксированных и монтированных целиком. Масштаб (мм): а, в — 0.1; б, г — 0.5.
2б), и фибриллами экстраклеточного матрикса, которые активно синтезируются мышечными клетками. В их цитоплазме наблюдаются многочисленные разновеликие профили шероховатого эндоплазматического ретикулюма, которые представлены стопками уплощенных цистерн либо принимают округлые формы (рис. 3д).
Mathevolepis petrotschenkoi
Микроанатомия. Зрелая цестода имеет суперо-лигомерную стробилу: она состоит всего из 4 ак-распедотных члеников, резко отличающихся друг от друга по форме и степени развития полового аппарата. Незрелые стробилы состоят из 1, 2 или 3 проглоттид (рис. 1б). По мере развития форма и размеры члеников существенно изменяются: закладывающиеся членики брахиморфные, половозрелые гермафродитные вытягиваются в длину и становятся долихоморфными
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.