ЗООЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015, том 94, № 4, с. 375-382
УДК 593.16
НОВЫЙ ЖГУТИКОНОСЕЦ PERCOLOMONAS LACUSTRIS SP. N. (EXCAVATA, PERCOLOZOA) ИЗ КОНТИНЕНТАЛЬНОГО СОЛЕНОГО ОЗЕРА (ЮГО-ВОСТОК ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ)
© 2015 г. А. П. Мыльников
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, Борок, Ярославская обл., 152742, Россия e-mail: mylnikov@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 10.01.2013 г.
Рассмотрены внешняя морфология и внутренняя ультраструктура нового вида экскаватного жгутиконосца, обитающего в соленом озере Новое (Оренбургская обл., Россия). Клетка жгутиконосца несет четыре голых жгутика (один длинный и три коротких), отходящих параллельно друг другу. Длинный и один короткий жгутик оканчиваются акронемой. Три микротрубочковые жгутиковые ленты армируют продольную вентральную бороздку. Пузырьковидное ядро лежит в передней части клетки. Митохондрии с дисковидными кристами. Система субмембранных микротрубочек отходит от фибрилл вблизи кинетосом и продолжается к заднему концу клетки. На кончике заднего конца клетки заметен небольшой бульбовидный вырост. Диктиосомы аппарат Гольджи не обнаружены. Жизненный цикл включает круглые толстостенные цисты, несущие одно отверстие с пробочкой. Для сравнения исследовано внешнее строение клетки и цист сходного вида Percolomonas cosmopoli-tus. Новый вид отличается от известных наличием заднего бульбовидного выроста, отверстием и пробочкой в цисте, акронемой одного короткого жгутика и другими признаками.
Ключевые слова: Рвгсо1отоша$ \acustris 8р. п., Бхсауа1а, Регсо^оа, ультраструктура, продольная бороздка, три жгутиковых корешка, циста с пробочкой, соленое озеро.
DOI: 10.7868/S004451341504011X
Экскаваты (Excavata) — это сравнительно новая группировка протистов, в которую входят по-лимастигины (Diplomonadida, Retortamonadida, Parabasalia и Oxymonadida), эвгленозои (Eugleno-zoa), гетеролобозные амебы (Heterolobosea), а также якобиды (Jakobidae) и перколозои (Percolo-zoa) (Cavalier-Smith, 2003; Simpson, 2003). Концепция экскават построена на морфологических критериях, которые подкреплены молекулярно-филогенетическими схемами (Cavalier-Smith, 2003; Brugerolle, Simpson, 2004; Nikolaev et al., 2004). У многих из этих организмов есть вентральная бороздка, в которой проходит один или несколько жгутиков. Их биение поднимает вокруг сидящей на субстрате клетки различные частицы, оседающие затем в вентральной бороздке, в которой они поглощаются.
К перколозоям относят одноклеточных протистов с 2—4, реже больше, голыми жгутиками (или они вторично отсутствуют), без заметных диктио-сом аппарата Гольджи, митохондриями с диско-видными кристами, часто образующими амебы и цисты (Cavalier-Smith, 1993, 2003). В эту группу входит род Percolomonas Fenchel et Patterson 1986,
который характеризуется гетеродинамичными 4, реже 2 или 3 жгутиками различной длины, отходящими субапикально, продольной вентральной бороздкой, дисковидными кристами. Род Percolomonas сейчас насчитывает 7 видов: P. cosmopolitus (Ruinen 1938) Fenchel et Patterson 1986, P. cuspidata Larsen et Patterson 1990, P. denhami Tong 1997, P. descissus (Perty 1852) Larsen et Patterson 1990, P. spinosus (Klug 1936) Larsen et Patterson 1990, P. sulcatus (Stein 1878) Larsen et Patterson 1990 и P. similis Lee et al. 2003 (Lee et al., 2003).
Представители этого рода весьма обычны в бентосных морских пробах (Tong et al., 1998; Lee et al., 2003; Larsen, Patterson, 1990; Тихоненков, Мазей, 2006), соленых континентальных озерах с различным уровнем минерализации (Kopylov et al., 2002; Плотников и др., 2011) и гипергалинных морских лагунах (Post et al., 1983).
Цель работы заключалась в описании нового вида Percolomonas, который отличается от известных видов строением цисты и другими признаками.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Культура описываемого вида выделена А.О. Плотниковым и Е.А. Селивановой (Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза Уральского отделения РАН, г. Оренбург) из континентального оз. Новое, расположенного в черте г. Соль-Илецка Оренбургской обл. (51°08' с.ш., 54°59' в.д.) и входящего в группу соленых хлорид-но-натриевых озер с разным уровнем минерализации, расположенных на поверхности соляного купола. Описание нового вида проводится с согласия А.О. Плотникова и Е.А. Селивановой без их участия. Оз. Новое является по Венецианской классификации эугалинным, минерализация поверхностного слоя воды в нем колеблется от 6 до 42%е в зависимости от сезона. Материал отобран из бентосного образца, взятого 10.10.2007 г., соленость воды в месте отбора составила 36%.
Культивирование жгутиконосцев проводили в среде Шмальца-Пратта соленостью 35% c добавлением бактерий Pseudomonas fluorescens Migula при 20—25°С. Исследовали клон HLM-6, полученный 20.08.2010 г. из накопительной культуры путем прямого отсаживания одной клетки. Данный клон хранится в коллекции живых культур протистов группы протозоологии Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, пос. Борок Ярославской обл. Исследованы также внешний вид клеток и срезы цист другого вида Percolomonas cosmopolitus Fenchel et Patterson 1986, филогенетический анализ молекулярно-генети-ческих особенностей которого представлен в статье Николаева с соавторами (Nikolaev et al., 2004).
Для наблюдений использовали микроскопы AxioScope A1 (Carl Zeiss, Германия) с фазово-кон-трастной насадкой и объективами водной иммерсии (х1000). Микроскопы были оборудованы цифровой фотокамерой AxioCam ERc 5s и аналоговой видеокамерой AVT HORN MC-1009/S. Для более четкой идентификации обнаруженных жгутиконосцев проводилась запись видеофильма с использованием видеомагнитофона Panasonic NV-HS 850 в режиме S-VHS с последующей оцифровкой изображений и сохранением фрагментов видеофильма в виде файлов формата AVI. Для тотальных препаратов суспензию клеток в виде капель наносили на поверхность медных сеточек, покрытых пленкой формвара, и фиксировали в парах четырехоксида осмия в течение 1—2 мин. Далее препараты напыляли (оттеняли) с помощью вольфрамовой проволоки по методу Меструпа и Томсена (Moestrup, Thomsen, 1980). После высушивания размеры клеток незначительно уменьшались, что учитывалось при интерпретации результатов.
Для электронно-микроскопического изучения взвесь жгутиконосцев сгущали центрифугированием, и клетки фиксировали в смеси 2%-ного
раствора OsO4 и 0.6%-ного раствора глутаральде-гида (1 : 1), приготовленных на среде Шмальца-Пратта в течение 15—30 мин при 1°С. Для получения срезов после дегидратации в серии спиртов и безводного ацетона материал заключали в смесь Аралдита и Эпона и исследовали в трансмиссионном электронном микроскопе (ТЭМ) JEM-1011 (Япония). Срезы получали с помощью ультрамикротома LKB (Швеция). Всего получено 407 фотографий срезов клеток (по одному на клетку). Для сканирующей электронной микроскопии материал обезвоживали в аппарате критической точки и просматривали в микроскопе JSM-6510LV (Япония).
В работе приняты обозначения органелл из работы Феншеля и Паттерсона (Fenchel, Patterson, 1986).
РЕЗУЛЬТАТЫ
В чашке Петри жгутиконосцы клона HLM-6 передвигаются быстро скачками, контактируя с субстратом правой стороной клетки. За время наблюдений лишь несколько клеток прикреплялись к субстрату дорсальной стороной тела как это описано у Percolomonas cosmopolitus (Fenchel, Patterson, 1986). Тело жгутиконосца веретеновид-ной формы, реже задний конец шире переднего (рис. 1А, 1Б; 2А—2В, 2Д, 2Е), с хорошо заметной продольной вентральной бороздкой (рис. 1А; 2А, 2Б; 3А). Последняя составляет % от длины клетки (рис. 1А, 1Б; 2А, 2Б, 23). В стационарной фазе роста или при голодании тело клетки становится более узким (рис. 2Д, 2И). Длина клеток 6.6—9.9 мкм (средняя 8.3 мкм), ширина 3.2—5.2 мкм.
В передней части бороздки субапикально отходят 4 жгутика (три коротких и один длинный) (рис. 1А, 1Б; 2А—2В, 2Д—2Ж). Длина коротких жгутиков достигает 5—7 мкм, и они направлены в сторону от клетки. Эти жгутики совершают частые взмахи, в том числе внутри бороздки, и способствуют созданию потока воды, приносящей пищевые частицы в вентральную бороздку, где они поглощаются клеткой. Один из коротких жгутиков дистально утончен и образует акронему. Более длинную акронему несет длинный жгутик (21—36 мкм), который проходит вдоль клетки и направлен назад. Этот жгутик выполняет рулевую функцию (рис. 2Е). Бороздка окаймлена двумя боковыми складками: узкой левой и широкой правой (рис. 1А, 1Б; 2В, 2Д—2Ж). У большинства клеток в сканирующем микроскопе заметен небольшой бульбовидный вырост (рис. 1А, 1Б; 2В, 2Е, 2З, 2И).
Ядро малозаметно и располагается в передней части клетки (рис. 1А; 3А). Сократительная вакуоль отсутствует. Плавающие беспорядочно клетки появляются при большой численности клеток в стадии интенсивного размножения. Деление клеток продольное, начинается с удвоения жгу-
к.ж
акр
А
Рис. 1. Морфология Percolomonas 1асш&к: А — типичная форма подвижной клетки, Б — вид клетки с вентральной стороны, В — циста; акр — акронема, б.в — бульбовидный вырост, бр — бороздка, д.ж — длинный жгутик, к.ж — короткий жгутик, п.в — пищеварительная вакуоль, пр — пробочка, скл — складка, я — ядро. Масштаб 5 мкм.
тиков на переднем конце клетки. Через 3—7 дней после инокуляции культуры в ней образуются многочисленные цисты диаметром 5.0—8.3 (в среднем 6.6 мкм). Цисты шаровидные с утолщенной стенкой (0.2 мкм) и отверстием, закрытым пробочкой (длиной 1.1 мкм и диаметром 0.7 мкм) (рис. 1В; 2Г, 4Г). В сканирующем микроскопе пробочка не идентифицирована (рис. 2К). Амебоидная стадия в жизненном цикле отсутствует.
Клетки ограничены плазмалеммой, чешуек на поверхности клеток не обнаружено. Четыре ки-нетосомы (к1, к2, к3 и к4) располагаются параллельно друг другу и опираются на тонкую осмио-фильную пластинку — подкладку (рис. 3А, 3Б, 3Г). Жгутики устроены по формуле 9 + 2 (рис. 3Е; 4А). Длина кинетосом 0.5 мкм. Две центральные микротрубочки упираются в поперечную пластинку (рис. 3Б, 3В), которая располагается чуть ниже поверхности бороздки. В центре поперечной пластинки лежит аксосома (рис. 3Д). Четыре кинето-сомы находятся близ
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.