БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2005, том 31, № 1, с. 45-50
УДК 597.553.1:591.39 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭМБРИОЛОГИЯ
РАЗВИТИЕ МОРСКОЙ ЗВЕЗДЫ ASTERIAS AMURENSIS В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
© 2005 г. С. Д. Кашенко
Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток 690041 e-mail: inmarbio@mail.primorye.ru
Статья принята к печати 6.10.2003 г.
В лабораторных условиях исследовали развитие морской звезды Asterias amurensis Lfltken из зал. Восток Японского моря при температуре морской воды 14 и 17°С и солености 31.6-32.6%о. При 14°С ресничная целоб-ластула вышла из яйцевой оболочки через 19 ч после оплодотворения. При этой температуре развитие проходило медленно и остановилось на стадии бипиннарии. При 17°С развитие A. amurensis прошло успешно. Плавающая бластула появилась через 14 ч. Для достижения стадии гаструлы потребовалось 30 ч 30 мин. С этого времени личинки начали плавать в горизонтальном положении апикальным концом вперед. Через 60 ч появилась диплевру-ла. На этой стадии личинки начали питаться. Через 71 ч развития сформировалась ранняя бипиннария, имеющая предротовой и анальный щитки, окаймленные ресничным шнуром. В возрасте 4.2 сут личинки перешли на стадию бипиннарии, а на 26-28-е сут - на стадию брахиолярии. Личинки имели три одинаковые брахиолы с прикрепительными папиллами на вершинах и присасывательный диск. Через 37-44 сут при 17°С пелагическая фаза развития A. amurensis завершилась прикреплением личинок ко дну чашек и окончанием метаморфоза. Вероятно, у брахиолярий амурской звезды не выражена специфичность к выбору субстрата, и они могут оседать почти на любой твердый субстрат, покрытый бактериальной пленкой. Осевшие ювенильные звезды имели четко выраженные пять лучей и ползали при помощи амбулакральных ножек.
Ключевые слова: морская звезда, Asterias amurensis, личиночное развитие.
Development of the sea star Asterias amurensis under laboratory conditions. S. D. Kashenko (Institute of Marine Biology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041)
Development of the sea star Asterias amurensis Lffiken from Vostok Bay (Sea of Japan) was studied under laboratory conditions at a temperature of 14 and 17°С and salinity 31.6-32.6%o. At 14°С, ciliated coeloblastula hatched from the egg envelopes in 19 h after fertilization. At this temperature, development went on slowly and stopped in the bipin-naria stage. At 17°С, development of A. amurensis was successful. Swimming blastula appeared in 14 h. It took 30.5 h to reach the gastrula stage. Larvae began swimming with their apical tip forward. In 60 h, the dipleurula appeared. Larvae began to feed at this stage. In 71 h after the beginning of experiment, early bipinnaria larva had preoral and anal plates edged with a ciliated band. At the age of 4.2 days, larvae reached the bipinnaria stage, and by the 26-28th day the bra-chiolaria had developed. The larvae had three identical brachiolar arms with attachment papillae on their tips and an attachment disk. In 37-44 days, at 17°С, larvae of A. amurensis attached to the bottom of plates and completed metamorphosis, indicating termination of the pelagic development phase. Probably, brachiolaria of A. amurensis are not selective and can settle on almost any hard substrate covered with a bacterial film. Settled juvenile sea stars had well-defined five arms and were crawling with the help of ambulacral podia. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2005, vol. 31, no. 1, pp. 45-50).
Key words: sea stars, Asterias amurensis, larval development.
В Японском море Asterias amurensis Lütken обитает от зал. Посьета до Татарского пролива, а также у берегов Японии и Кореи; в Охотском море - в прибрежье о-ва Сахалин (заливы Анива и Терпения) и южных Курильских островов от литорали до глубины 80-106 м (Дьяконов, 1950, 1958; Баранова, 1976). Этот вид в недалеком прошлом также успешно расселился в прибрежных водах Австралии (Тасмания) (Turner, 1992; Lockhart, Ritz, 1998).
Развитие A. amurensis изучали как за рубежом, так и в нашей стране (Ino et al., 1955; Hatanaka, Kosaka, 1958; Kume, Dan, 1968; Касьянов и др., 1983; Касьянов, 1984; Bruce et al., 1995, и др.). В опубликованных работах достаточно подробно описаны эмбриональное развитие и ранние личинки A. amurensis, выращенные в лабораторных условиях. Более поздние стадии развития амурской звезды изучены на личинках, собранных в
планктоне. Имеющаяся информация о пелагической фазе развития этого вида недостаточна: точно не установлена продолжительность личиночных стадий А. атигет15 и не определены оптимальные условия среды для прохождения каждой из них.
Задача данной работы - исследование хронологии развития А. атигет15 из зал. Восток Японского моря от оплодотворения до оседания в лабораторных условиях при специально подобранных температуре и солености морской воды, а также изучение особенностей морфологии отдельных личиночных стадий.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Исследование проведено на Морской биологической станции "Восток" Института биологии моря ДВО РАН (зал. Восток, Японское море) в июне-августе 2000 г.
Asterias amurensis нерестится в зал. Петра Великого в июне и сентябре при температуре поверхностного слоя воды от 12 до 16°С (Касьянов и др., 1980). Взрослые особи в преднерестовом состоянии, собранные 9 июня на глубине 3-4 м при температуре воды 10-11°С и солености 31.6%о, были помещены в ванну с проточной морской водой при этих же значениях температуры и солености. Из-за перенесенного стресса некоторые морские звезды сразу отнерестились, поэтому их выпустили в море. Для получения гамет использовали животных с длиной лучей не менее 12-15 см (21 экз.), адаптировавшихся к лабораторным условиям несколько суток. В течение этого времени морских звезд несколько раз кормили мидиями.
Нерест стимулировали повышением температуры воды. Для этого в ванне с животными отключили проток воды и в течение 30 мин ее температуру повысили с 11 до 15°С. Через 30 мин начали нереститься самки, основная масса которых прикрепилась к боковым стенкам ванны. Нерест самок продолжался 1 ч. Яйцеклетки, опускавшиеся на дно, собирали в отдельные стаканы. Еще через 1 ч начали нереститься самцы, их сперму также собирали в отдельные стаканы. Для искусственного осеменения амурской звезды отобрали готовые к оплодотворению ооциты от трех самок и хорошо подвижные спермии от трех самцов.
По нашим многолетним наблюдениям, в начале лета в зал. Восток поверхностный слой воды прогревается достаточно быстро. Во второй декаде июня в утренние часы температура у поверхности может колебаться от 16 до 17.5°С, в третьей - от 16 до 19.5°С, однако в более холодные годы во второй и третьей декадах июня температура у поверхности воды изменяется от 14 до 16.5°С. Следует отметить, что температура воды у поверхности во второй половине дня может повышаться на 2-4°С. 15 июня 2000 г. (начало эксперимента) температура воды составляла 14.5°С. Учитывая вышеизложенное, для содержания личинок была выбрана температура 14 и 17°С. Соленость морской воды в экспериментах соответствовала солености в зал. Восток на глубине 5-6 м.
Осеменение проводили в трех стеклянных емкостях (диаметр 30 см, высота столба воды 7 см) для каждого значения температуры при солености 31.6%о. К яйцеклеткам, распределенным по дну монослоем, добавляли спермии. Время развития считали от момента оплодотворения. После появления оболочки оплодотворения отмечали время достижения стадии целобластулы, ресничной бластулы, вращающейся в яйцевой оболочке, начало выхода и массовый выход бластул из яйцевых оболочек. На стадии плавающей бластулы личинок перенесли в большие аквариумы объемом 8-10 л (по три аквариума с температурой воды 14 и 17°С), где продолжали выращивать до стадии поздней брахиолярии с формирующейся ювенильной звездой. Плотность культуры составляла 5-7 личинок на 10 мл на стадиях бластулы, гаструлы и дип-леврулы. На более поздних стадиях развития, когда личинки начали быстро увеличиваться в размерах, их плотность постепенно снижали до 1-1.5/20 мл.
После достижения личинками стадии диплеврулы их начали кормить смесью мелких микроводорослей Nannochlo-ris maculata, Isochrysis galbana и Chaetoceros muelleri. На стадии бипиннарии в возрасте 7-8 сут перешли на кормление крупными микроводорослями Phaeodactylum tricornutum и Dunaliella salina. Корм добавляли в культуру ежедневно, его необходимое количество определяли по степени заполнения желудка личинок микроводорослями.
Поздних брахиолярий с формирующимися ювенильны-ми звездами перенесли для оседания из аквариумов в семь небольших широких чашек объемом 100 мл (по 5-7 экз. в ка-
ждую), в которых ежедневно меняли воду на 2/3 объема. Добавляли корм в виде отмерших клеток микроводорослей.
При культивировании амурской звезды использовали фильтрованную и стерилизованную ультрафиолетом морскую воду соленостью от 31.6 до 32.6%о, которую меняли в аквариумах через 2-3 сут. Воду насыщали кислородом и перемешивали, подавая струю воздуха через стеклянный капилляр на поверхность воды из микрокомпрессора, что не повреждало личинок. Температуру воды в экспериментах поддерживали на необходимом уровне в термостатируемых помещениях.
В процессе развития регистрировали время перехода от одной стадии к другой, когда более 50% эмбрионов или личинок достигали следующей стадии, описывали их внешнюю морфологию и поведение, а также фотографировали живых личинок при помощи светового микроскопа. Подсчитывали количество оплодотворенных яиц, нормально развитых и уродливых бластул, вышедших из яйцевых оболочек, в процентах от количества яиц, взятых в опыт. Для этого после добавления спермиев из каждой емкости отсаживали по 40-50 яиц в две чашки Петри объемом 7 мл. Личинок периодически измеряли (по 20 экз.). Данные обрабатывали статистически, различия считали достоверными при Р < 0.05 (Урбах, 1963).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Исследования показали, что оплодотворение у амурской звезды прошло успешно, так как оно составило 89.0 ± 10.8% при 14°С и 88.0 ± 7.4% при 17°С. Дробление протекало несколько асинхронно и завершилось образованием целобластулы через 14 ч при 14°С и через 10-10 ч
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.