ЗООЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2009, том 88, № 10, с. 1163-1169
УДК 593.16
НОВЫЙ АЛЬВЕОЛЯТНЫЙ ХИЩНЫЙ ЖГУТИКОНОСЕЦ COLPONEMA MARISRUBRI (COLPONEMIDA, ALVEOLATA) ИЗ КРАСНОГО МОРЯ
© 2009 г. А. П. Мыльников, Д. В. Тихоненков
Институт биологии внутренних вод РАН, Борок Ярославской обл. 152742, Россия
e-mail: mylnikov@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 12.01.2008 г.
Рассмотрены морфология и ультраструктура нового вида морского хищного жгутиконосца Colponema marisrubri sp. n., нападающего на бодонид. В клетке жгутиконосца обнаружены: трехслойная пелликула, пузырьковидное ядро, два гетеродинамичных жгутика, две микротрубочковые ленты, армирующие короткую продольную бороздку, митохондрии с извитыми трубчатыми кри-стами. Цитоплазма содержит стрекательные органеллы - токсицисты. Задний жгутик несет в своей проксимальной части складку. Микропоры отсутствуют. Во время питания клетка жертвы поглощается в районе продольной бороздки. Жизненный цикл включает вегетативные плавающие клетки. Цисты покоя и размножения отсутствуют. Показаны сходство нового вида с другими представителями Colponema и его отличия.
Род хищных флагеллят Colponema (Кольпоне-миды - Colponemida Cavalier-Smith 1993) с двумя гетеродинамичными жгутиками и одной продольной бороздкой был выделен Штейном (Stein) в 1878 г. К настоящему времени внутри этого рода насчитывается 4 вида, отличающихся друг от друга длиной жгутиков, размерами и формой клеток. Представители рода Colponema встречаются в пресных и морских водах, а также в почвах (Lem-mermann, 1914; Sandon, 1927; Bovee, 1979; Жуков, Мыльников, 1987). Кольпонемиды являются об-лигатными хищниками и могут заглатывать небольших бесцветных жгутиконосцев из групп Ki-netoplastida и Chrysomonadida (Жуков, Мыльников, 1987). Colponema loxodes Stein 1878 и Colponema edaphicum Mylnikov et Tikhonenkov 2007 были исследованы методами световой и электронной микроскопии (Mignot, Brugerolle, 1975; Жуков, Мыльников, 1987; Mylnikov, Tikhonenkov, 2007). Другие два вида кольпонем не отмечены исследователями после их оригинального описания, и тонкое строение их клеток не изучено.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Материал отобран 15.VIII 2007 из интерстици-альной жидкости в зоне прибоя песчаного пляжа г. Шарм-эль-Шейх (Красное море, Синайский п-в, Египет), 27°58' с.ш., 34°23' в.д.
Соленость проб 42%е. В качестве пищевого объекта использовали культуру бактериотроф-ных морских жгутиконосцев Procryptobia sorokini (Zhukov 1975) Frolov, Karpov et Mylnikov 2001 (клон B-65). Культивирование хищников проводили в среде Шмальца-Пратта соленостью 35%е
при 20-22°С. Исследовали клон Colp-4, полученный 10.IX.2007 г. из накопительной культуры путем прямого отсаживания одной клетки. Данный клон хранится в коллекции живых культур протестов группы протозоологии Института биологии внутренних вод РАН, пос. Борок Ярославской обл.
Для исследования методами электронной микроскопии взвесь жгутиконосцев сгущали центрифугированием и фиксировали в смеси 2% OsO4 и 0.6% глутаральдегида, приготовленной на среде Шмальца-Пратта в течение 15-30 мин при 1°С. После дегидратации в серии спиртов и безводного ацетона объект помещали в смесь смол Araldite М и Epon 812 (фирма Fluka Chemie, Швейцария) в соотношении 1 : 2 по объему. Для тотальных препаратов суспензию клеток в виде капель наносили на поверхность медных сеточек, покрытых пленкой формвара, и фиксировали в парах четы-рехокиси осмия в течение 1-2 мин. Далее препараты напыляли (оттеняли) с помощью вольфрамовой проволоки по методу Меструпа и Томсена (Moestrup, Thomsen, 1980). Исследование срезов и тотальных препаратов проводили с помощью электронного трансмиссионного микроскопа (ТЭМ) JEM-1011. Данная методика соответствует ранее использованной при изучении хищного морского жгутиконосца Colpodella pontica (Мыльников, 2000).
Для наблюдений использовали микроскопы БИОЛАМ-И (Россия) с фазово-контрастной установкой КФ-5 в проходящем свете и объективами водяной иммерсии; REICHERT (Австрия) с интерференционно-контрастной насадкой и объективами масляной иммерсии.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Форма тела клетки удлиненно-овальная (эллипсоид вращения) (рис. 1А, 1Б; 2А). Сытые особи имеют закругленный задний конец, голодные -заостренный (сравни рис. 1А и рис. 15). Продольная бороздка проходит вентрально на одну треть длины клетки. Длина клеток 8.5-14.0 мкм, ширина 4.0-6.5 мкм. Жгутики выходят из верхней части клетки. Передний жгутик, равный длине клетки, совершает машущие движения, тогда как задний жгутик вдвое превышает длину клетки и ундули-рует в своей проксимальной части. Это ундулиро-вание заметно при использовании фазового контраста микроскопа. На тотальных препаратах видны два разнонаправленных жгутика (рис. 2Б). Причем задний жгутик несет тонкую продольную складку в своей проксимальной части. Длинные бичевидные акронемы отсутствуют. Ядро располагается в передней части клетки (рис. 1А-1Д).
При соприкосновении с клеткой жертвы хищник замедляет плавание. Затем между передним концом хищника и жертвой образуется контакт в районе продольной бороздки (рис. 1Г). Через час и более клетка жертвы целиком переходит в заднюю часть тела хищника, где образуется одна крупная пищеварительная вакуоль (рис. 1Г).
В чашке Петри хищники (клон Со1р-4) быстро плавали по зигзагообразной траектории обычно около дна чашки. Клетки хищника в свежих пробах поедали мелких жгутиконосцев (бодонид). Нападение хищников друг на друга не наблюдалось. После заглатывания жертвы хищник начинает плавать. Размножение клеток хищника в результате продольного деления приводило к их медленному равномерному распределению по чашке Петри в течение 3-5 сут и выеданию всех клеток жертвы (рис. 1Д). Цисты не обнаружены.
На срезах заметно, что клетка окружена пелликулой, состоящей из трех слоев (двух внешних слоев и одного внутреннего - плазмалеммы) (рис. 2В-2Д). Все три мембраны обычно тесно сближены, но изредка образуют альвеолы (рис. 2В-2Д). Жгутики выходят из двух раздельных карманов. Аксонема жгутика имеет обычное строение без дополнительных элементов (рис. 3А). У заднего жгутика жгутиковый карман переходит в продольную бороздку (рис. 2В, 3Б). Края этой бороздки армированы двумя лентами из 9 и 14 микротрубочек (рис. 3Б, 3В). Пузырьковидное ядро диаметром 2.3-2.6 мкм имеет обычное строение и содержит центральное ядрышко (рис. 2В, 2Г; 3В, 3Г, 3Е). Небольшой аппарат Гольджи лежит около ядра (рис. 2Г, 2Д; 3 В). Митохондрии разнообразной формы длиной 1-4 мкм содержат извитые трубчатые кристы (рис. 2В, 3Д), напоминающие на срезах пластинчатые. Пищеварительная вакуоль содержит заглоченную клетку
жертвы на различных стадиях переваривания (рис. 2В, 3Ö).
Микротельца не обнаружены. Под пелликулой располагаются стрекательные органеллы -токсицисты. Эти экструсомы представляют собой амфоровидные образования с утолщенной стенкой (рис. 3Ж, 33). Длина их 0.65-0.88 мкм, а диаметр 0.25-0.27 мкм. Внутри иногда заметен цилиндр. При выстреливании цилиндр, по-видимому, выдвигается (рис. 3И), чем напоминает токсицисты у Colponema edaphicum (рис. 1И). Место образования токсицист не установлено.
ОБСУЖДЕНИЕ
Полученные данные позволяют сравнить строение клеток клона Colp-4 со строением известных представителей рода Colponema. Их сближает наличие двух гетеродинамичных жгутиков, один из которых несет складку (Mignot, Brugerolle, 1975). Продольная бороздка, внутри которой проходит задний жгутик, известна у всех представителей рода Colponema (Stein, 1878; De Faria et al., 1922; Sandon, 1927; Chadefaud, 1944; Mylnikov, Tikhonenkov, 2007). Причем авторы отмечают ундулирование жгутика внутри этой бороздки. Вероятно, жгутик участвует в поступательном движении клетки хищников и одновременно увлекает клетки потенциальной жертвы в продольную бороздку, где они заглатываются. Ранее это установлено для Colponema loxodes (Mignot, Brugerolle, 1975; Жуков, Мыльников, 1987). Жгутики клона Colp-4 и других Colponema выходят из отдельных карманов как у других альвео-лятных хищников кольподеллид (Мыльников, 2000).
Для Colponema, как и других Alveolata, характерны альвеолярные (пузырчатые) покровы. Можно предположить, что большая часть альвеол у клеток клона Colp-4 слились в трехмем-бранное образование, а оставшиеся альвеолы малочисленны. Остальные компоненты клетки у рассматриваемого клона, у C. loxodes и C. edaphicum сходны. Это относится к трубчатым кри-стам митохондрий, пузырьковидному ядру, а также к стрекательным органеллам - токсици-стам. Последние не встречаются у других жгутиконосцев (Hausmann, 1978). Наличие таких токсицист является характерным признаком рода Colponema (рис. 1И) (Мыльников, 1988). Очень похожие по строению амфоравидные токсицисты известны у инфузорий Litonotus (Hausmann, 1978).
Жизненные циклы у видов рода Colponema и клона Colp-4 сходны и включают только вегетативную стадию без цист. Размножение клеток путем продольного деления на две дочерние особи также сходно. Способ питания одинаков - загла-
пж
Рис. 1. Внешняя морфология представителей рода Со1ропета: А-Д - Со1ропета тапътиЬп Бр.п.; Е-И - Со1ропета ейарЫеит (по: Му1ткоу, Т1кИопепкоу, 2007); Л-Н - С. ¡охойез (К - по: Ьешшегшапп, 1914, Л - по: Chadefaud, 1944; М, Н - по: Жуков, Мыльников, 1987); О - С. ^¡оЬо5ит (по: de Баг1а е1 а1., 1922); П - С. БуттеШеиш (по: Sandon, 1927). Масштаб (мкм): А-3 - 10; И - 1; К-Н - 20; О, П - 15.
Рис. 2. Строение клетки Со1ропета marisrubri: А - световой микроскоп; Б - тотальный препарат (ТЭМ); В - общий вид клетки (ТЭМ); Г, Д - строение покровов (ТЭМ). Масштаб (мкм): А, Б - 5, В, Г - 1, Д - 0.5.
Рис. 3. Ультраструктура Со1ропета marisruЬri (ТЭМ): А, Б - продольный и поперечный срезы заднего жгутика; В -передний конец клетки; Г - ядро; Д - митохондрия; Е - момент захвата жертвы в продольную бороздку; Ж, 3 - продольный и поперечный срезы токсицисты; И - выстрелившая токсициста. Масштаб (мкм): А-В, Д, Ж-И - 0.5; Г, Е - 1.
тывание жертвы целиком в отличие от способа Ниже приводится его описание (приведена мак-питания других хищных жгутиконосцев, напри- росистема по: Cavalier-Smith, Chao, 2004).
мер кольподелли
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.