научная статья по теме ОБЩЕЕ СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ МЕЛКОЙ БЕСЦВЕТНОЙ ХРИЗОМОНАДЫ SPUMELLA OBLIQUE (SCHEWIAKOFF, 1892) (OCHROMONADALES, CHRYSOPHYCEAE) Биология

Текст научной статьи на тему «ОБЩЕЕ СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ МЕЛКОЙ БЕСЦВЕТНОЙ ХРИЗОМОНАДЫ SPUMELLA OBLIQUE (SCHEWIAKOFF, 1892) (OCHROMONADALES, CHRYSOPHYCEAE)»

БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2007, № 3, с. 11-16

БИОЛОГИЯ, МОРФОЛОГИЯ, СИСТЕМАТИКА ГИДРОБИОНТОВ

УДК 592.16

ОБЩЕЕ СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ МЕЛКОЙ БЕСЦВЕТНОЙ ХРИЗОМОНАДЫ Spumella oblique (Schewiakoff, 1892) (Ochromonadales, Chrysophyceae)

© 2007 г. А. П. Мыльников, 3. M. Мыльникова, В. А. Золотарев, Н. Г. Косолапова

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, 152742 пос. Борок, Ярославская обл., Некоузский р-н, e-mail: mylnikov@ibiw.yaroslavl.ru Поступила в редакцию 20.07.2004 г.

Рассмотрено строение клетки мелкой хризомонады Spumella oblique (Schewiakoff). Клетка содержит пузырьковидное ядро, митохондрии с трубчатыми кристами и крупными осмиофильными гранулами, аппарат Гольджи, жгутиковые корешки и широкую дорзальную микротрубочковую ленту. Жгутики имеют спираль в переходной зоне. Зачатки мастигонем обнаружены в перинуклеарном пространстве. Компактный лейкопласт содержит аморфную сердцевину, светлый матрикс и мелкие пузырьки. Стигма не обнаружена. Лейкозиновая вакуоль, ризопласт и утолщение короткого жгутика отсутствуют. Кроме осмиофильных тел, окруженных мембраной, в клетке присутствуют палочковидные трихоцисты. Обсуждается сходство изученного вида с другими хризомонадами.

ВВЕДЕНИЕ

Одни из самых обычных обитателей пресноводных водоемов - гетеротрофные (бесцветные) хризомонады [13]. Среди последних наиболее часто встречаются представители родов Paraphyso-monas и Spumella [6, 12, 15]. К первому роду относятся жгутиконосцы, покрытые чешуйками разнообразной формы. Строение клеток этих протестов изучено ранее [3, 15]. Ко второму роду относятся гетероконтные хризомонады, не покрытые чешуйками и не образующие домиков [12]. Хотя разнообразие этих форм велико, с помощью электронного микроскопа исследована ультраструктура только четырех видов: Spumella sphaero-phora Mignot, S. elongata Belcher et Swale, S. termo Tanichev и S. (Monas) sp. [2, 4, 6, 11].

Цель работы - изучение строения клеток представителя рода Spumella мелкой S. oblique (Schewiakoff) [10] и нахождение для этого вида таксономически значимых признаков.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Клон М-2 (потомство одной клетки) выделен Д.Б. Шпрингманном из проб озера Констанц вблизи г. Констанц (ФРГ) в 1996 г. При культивировании использовали среду Пратта с добавлением бактерий Pseudomonas fluorescens Migula в качестве пищевого объекта. Для электронно-микроскопического изучения взвесь жгутиконосцев сгущали центрифугированием и помещали в смесь 2%-ной OsO4 и 0.6%-ного глутаральдегида, приготовленной на 0.05 М какодилатном буфере. Фиксацию проводили в течение 15-30 мин при

температуре 1°С [2]. После дегидратации в серии спиртов и безводного ацетона объект помещали в смесь смол Аралдита и Эпона. Тонкое строение клеток исследовали с помощью трансмиссионного микроскопа JEM-100 С.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Длина клеток клона М-2 составляет 3.35.0 мкм. Длинный жгутик в 1.5-2 раза длиннее клетки, короткий жгутик направлен латерально и достигает в длину 2.0-2.5 мкм. Снаружи клетка ограничена унитарной плазмалеммой, имеющей обычное строение. Чешуек или утолщений плаз-малеммы не обнаружено. Кинетосомы (базаль-ные тела) жгутиков располагаются друг относительно друга под углом ~90° (см. рисунок, б и г). Длина кинетосом составляет 0.65-0.70 мкм (см. рисунок, в и г). Кинетосомы соединяются фибриллярными перемычками (см. рисунок, г). На некоторых срезах рядом с кинетосомами заметен осмиофильный материал, который обращен к ядру (см. рисунок, г и д). Ни на одном из срезов не найден ризопласт - фибриллярный корешок, обычно идущий от кинетосом к ядру. Центральные микротрубочки аксонемы жгутиков упираются в тонкую поперечную пластинку, которая лежит на уровне поверхности клетки. Над этой пластинкой в обоих жгутиках располагается характерная для хризомонад спираль, состоящая из трех-четырех витков у длинного жгутика (см. рисунок, в) и четырех-пяти у короткого жгутика (не показано). На срезах не выявлено утолщение в проксимальной части короткого жгутика, кото-

Строение клетки Spumella oblique: а - продольный срез клетки, б-г - передний конец клетки, д - лейкопласт и кине-тосома короткого жгутика, е - лейкопласт, сократительная вакуоль, ядро и митохондрия, ж - трихоциста в цитоплазме, з - трихоциста в ядре, и - осмиофильные гранулы в митохондриях; а.Г - аппарат Гольджи, бк - бороздка, д.ж -длинный жгутик, д.л - дорзальная лента микротрубочек, з.в - запасное вещество, з.мн - зачатки мастигонем, к - ки-нетосома, к.ж - короткий жгутик, к3 - микротрубочковый жгутиковый корешок < 3, к4 - микротрубочковый жгутиковый корешок < 4, лп - лейкопласт, м - митохондрия, мкт - микротрубочки, м.л - микротрубочковая лента, о.г -осмиофильная гранула, о.м - осмиофильный материал, о.т - осмиофильное тело, п.в - пищеварительная вакуоль, пм -перемычка, соединяющая кинетосомы, с.в - сократительная вакуоль, сп - спираль внутри жгутика, тц - трихоциста, эп.р - эндоплазматический ретикулум, я - ядро. Стрелкой показаны мастигонемы.

рое у хризомонад обычно обращено к лейкопласту (см. рисунок, а, б и з). Срезы трубчатых масти-гонем обнаружены около длинного жгутика (см. рисунок, а). Зачатки мастигонем образуются в расширениях перинуклеарного пространства (см. рисунок, а).

Базальная часть кинетосом жгутиков локализована около цистерн аппарата Гольджи и ядра (см. рисунок, б и в). Вблизи кинетосомы длинного жгутика начинается состоящая из пяти-восьми микротрубочек дорзальная лента, поделенная на две субленты (см. рисунок, в и г). Лента проходит субмембранно под плазмалеммой на короткое расстояние и не обнаруживается в средней и задней частях клетки. Жгутиковый корешок № 3 (согласно работе [11]) состоит из шести микротрубочек и имеет С-образную форму (см. рисунок, д). Жгутиковый корешок № 4 состоит у основания из одной микротрубочки, по мере удаления от основания корешка число микротрубочек возрастает (см. рисунок, з). Микротрубочковые корешки № 3 и 4 армируют небольшую цитостомальную бороздку, по которой проходит короткий жгутик

(см. рисунок, з). В бороздке происходит захват бактерий и образование пищеварительных вакуолей. Принадлежность некоторых микротрубочек к тем или иным лентам неясна (см. рисунок, г). Так, на одном срезе есть, по-видимому, дорзальная лента (см. рисунок, е).

Аппарат Гольджи диаметром 0.6-0.7 мкм имеет обычное строение и состоит из стопки цистерн (см. рисунок, б и в). Ядро диаметром 1.2-2.3 мкм лежит вблизи кинетосом (см. рисунок, а, б, г-з). Ядрышко располагается в центре ядра. Кроме зачатков мастигонем в перинуклеарном пространстве обнаружен лейкопласт. Он представляет собой компактное округлое образование даметром 0.35-0.40 мкм, окруженное мембраной и содержащее аморфную осмиофильную сердцевину, более светлый матрикс и мелкие пузырьки (см. рисунок, г-е). На срезах пузырьки кажутся пустыми. Сердцевина лейкопласта обращена к цитосто-мальной бороздке, пузырьки - к ядру (см. рисунок, д и е). Темных осмиофильных гранул (глазка или стигмы) не обнаружено. Митохондрии длиной 0.8-1.25 мкм овальной или чаще вытянутой

извитой формы имеют темный матрикс и трубчатые (червеобразные и пузырьковидные) кристы (см. рисунок, а, е-и). Некоторые митохондрии содержат аморфные осмиофильные гранулы диаметром 0.25-0.30 мкм (см. рисунок, и).

Сократительная вакуоль диаметром <0.6 мкм в состоянии диастолы окружена мелкими канальцами и находится в верхней части клетки (см. рисунок, а, е-з). Пищеварительные вакуоли содержат бактерии на разных стадиях переваривания (см. рисунок, а, з и и).

В цитоплазме отмечены цистерны эндоплаз-матического ретикулума (см. рисунок, ж и и), где обнаружены и округлые осмиофильные тела диаметром 0.15-0.20 мкм (см. рисунок, а). Некоторые из них окружены мембраной (не показано). Трихоцисты длиной 1.8-2.5 мкм в виде вытянутых призм одной толщины (0.15 мкм) отмечены как в ядре, так и в цитоплазме (см. рисунок, ж и з). На поперечных срезах трихоциста имеет квадратное сечение, на косых срезах выглядит в виде ромба. Трихоцисты, находящиеся в цитоплазме, окружены мембраной. Внутри трихоцисты не видно упорядоченных структур (упакованных пластинок). Запасные вещества, по-видимому, представлены округлыми образованиями с аморфным содержимым (см. рисунок, г). Лейкозиновая вакуоль не обнаружена.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Spumella oblique сходна по строению жгутиков, митохондрий с трубчатыми кристами, лейкопласта, некоторых корешковых структур жгутиков и цитостомальной бороздке с другими представителями этого рода [2, 4, 6, 11]. Спираль из четырех-пяти витков в переходной зоне жгутиков, характерная для хризомонад и большинства хромофи-товых водорослей, известна и у S. (Monas) sp., S. elongata и S. termo [2, 4, 6, 9, 12, 15]. Эти виды сходны также по положению поперечной пластинки жгутиков на уровне поверхности клетки, наличию зачатков мастигонем в перинуклеарном пространстве и осмиофильного материала около кинетосом [9, 12]. Осмиофильные гранулы, обнаруженные в митохондриях S. oblique, не известны у других исследованных хризомонад.

Обращает на себя внимание отсутствие у S. oblique фибриллярного ризопласта, который у Spumella sp. и S. elongata располагается между ки-нетосомами и ядром [2, 6]. По-видимому, эта структура настолько сильно редуцирована и малоконтрастна у S. oblique, что не идентифицируется на срезах. Отсутствие утолщения короткого жгутика отмечается у S. oblique, а также у S. elongata [6]. У других изученных видов рода Spumella утолщение короткого жгутика обращено к лейкопласту [2, 4, 11]. Лейкопласт S. oblique сильно

редуцирован, внутри него не найдено темных гранул (стигмы), имеющихся у S. (Monas) sp. [2], S. sphaerophora [11] и S. termo [4]. Стигма в хлоропласте вместе с утолщением короткого жгутика образуют фоторецептор у миксотрофных Ochromonas [8], бесцветных Paraphysomonas и An-thophysa [7, 15]. Лейкопласт Spumella oblique по своему строению напоминает таковой у S. elongata, некоторых видов бесцветных хризомонад Paraphysomonas [6, 15] и бесцветной пединелло-вой водоросли Pteridomonas danica Patterson and Fenchel [16]. В отличие от Anthophysa vegetans (O.F. Müller) Stein и S

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.

Показать целиком