ЗООЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2009, том 88, № 1, с. 3-10
УДК 591.16+595.121
СТРОЕНИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ МУЖСКОГО КОПУЛЯТИВНОГО АППАРАТА ЦЕСТОДЫ LINEOLEPIS SCUTIGERA (CYCLOPHYLLIDEA, PSEUDHYMENOLEPIDINAE)
© 2009 г. Ж. В. Корнева1, В. Д. Гуляев2, С. А. Корниенко2
1Институт 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: vdgu@eco.nsc.ru Поступила в редакцию 19.11.2007 г.
Морфологические и ультраструктурные особенности мужского копулятивного аппарата изучены у представителя высших цестод Lineolepis scutigera (Cyclophyllidea). Установлено, что формирование половых протоков у разных особей происходит двумя различными способами. В первом случае имеет место закладка половых протоков на основе клеточного тяжа, в каждой клетке которого появляется вакуоль. Эти вакуоли постепенно увеличиваются в размерах, вытесняют ядра на периферию и занимают все клеточное пространство. На заключительном этапе исчезают перегородки между клетками, в результате чего образуется полость полового протока. Во втором случае слияние клеток в симпласт происходит на самых ранних стадиях морфогенеза, полость протока формируется на основе многочисленных мелких вакуолей. Обсуждаются обнаруженный феномен формирования мужского копулятивного аппарата L. scutigera и эволюционные тенденции развития морфогенети-ческих механизмов у цестод.
Морфология копулятивного аппарата имеет важное значение в систематике цестод (Fuhrmann, 1931; Спасский, 1951), поэтому каждое описание вида содержит сведения о специализированных структурах цирруса, его бурсы, вагины. Однако исследования особенностей формирования репродуктивных структур на световом уровне не позволяют проследить участие в морфогенезе различных камбиальных клеток (Sulgostowska, 1974; 1980, 1980a; Галкин, 1979). Новые данные о специфике морфогенеза: о движении популяций и дифференцировке клеточных элементов, а также строении половых протоков и копулятивных структур у цестод были получены с помощью электронно-микроскопических методов (Jones, 1989; Давыдов, Колесникова, 1992; Davydov, Korneva, 2000; Корнева, 2003 и др.). Подавляющая часть этих работ выполнена при изучении представителей отрядов Pseudophyllidea; Bothriocepha-lidea, Nipotaeniidea и др. У цестод отряда Cyclophyllidea формообразовательные процессы описаны только для двух видов - Microsomacanthus sp. и Sobolevicanthus gracilis (Hymenolepididae) (Корнева, 2005; 2007; 2007а). Беклемишев (1925), рассматривая пути усовершенствования морфогенеза, выделил два способа: первый - путь малокле-точности (более примитивный) и второй - путь эпителизации. В большинстве случаев морфогенез цестод протекает по наиболее примитивному, малоклеточному сценарию, единственным ис-
ключением служит формирование копулятивного аппарата Ыгс^отасаМкш ер. (Корнева, 2005; 2007). В настоящей работе приведены результаты исследования тонкого строения и особенностей морфогенеза мужского копулятивного аппарата Lineolepis scutigera (Ви]агёт1845) Кагрепко 1985 (Суе1орИуШёеа, РзеиёИутепо!ер1ётае).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Половозрелые экземпляры L. scutigera извлечены из тонкого кишечника землероек Sorex ara-neus Linnaeus 1758, отловленных в черневой тайге северо-восточного Алтая (Республика Алтай). Для исследований на светооптическом уровне паразитов фиксировали 70% спиртом, окрашивали кислым гематоксилином Эрлиха, дифференцировали 0.2-0.3% водным раствором железоаммо-нийных квасцов, дегидратировали в спиртах возрастающей концентрации, просветляли в гвоздичном масле и заключали в канадский бальзам. Вооружение цирруса исследовали на стробилах, заключенных в жидкость Фора-Берлизе, с помощью фазово-контрастного микроскопа Axiolab при увеличении х1000.
Для электронно-микроскопических исследований паразитов фиксировали 2.5% глутаровым альдегидом на какодилатном буфере при pH 7.2, дофиксировали 1% OsO4 на том же буфере, под-
НСП
Рис. 1. Схема гермафродитного половозрелого членика Lineolepis scutigera. Масштаб 0.05 мм.
вергали дегидратации в спиртах возрастающей концентрации и ацетоне, после чего заливали в смесь эпон-аралдит. Ультратонкие срезы контрастировали уранилацетатом, свинцом по Рейнольдсу и просматривали в трансмиссионном электронном микроскопе JEM-100C. Идентификацию отделов половой системы проводили на полутонких срезах, окрашенных толуидиновым синим. Всего было изучено 6 экз. L. scutigera, у двух из которых морфогенез протекал по симпластическому, а у четырех - по клеточному сценарию.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Lineolepis scutigera - длинная (до 30 мм) тонкая цестода, уплощенная в дорсо-вентральном направлении. В стробиле до 150 акраспедотных (лишенных паруса) члеников, морфогенез которых протекает градуально. Внутреннее членение стробилы опережает наружную сегментацию. Половозрелые проглоттиды поперечно вытяну-
Рис. 2. Схема расположения микротрихий на эвагини-рованном циррусе. Масштаб 0.01 мм.
тые, у зрелых члеников длина в 3-4 раза больше ширины (рис. 1). Семенники и копулятивный аппарат закладываются и формируются с небольшим опережением женских гонад. Половые отверстия односторонние. Относительно крупная бурса цирруса пересекает поральные экскреторные сосуды. Центральная часть бурсы занята внутренним семенным пузырьком. Наружный каплевидный семенной пузырек лежит апораль-но, у передней границы членика, загибаясь на дорсальную сторону проглоттиды. Он соединен с половой бурсой тонким и длинным протоком. Циррус булавовидный, с апикальным вздутием на конце, на светооптическом уровне видно, что его базальная часть вооружена мелкими редкими ши-пиками, апикальная - не вооружена (рис. 2). Три округлых крупных семенника расположены в один ряд у заднего края членика.
На электронно-микроскопическом уровне стенки семяизвергательного канала, цирруса и внутреннего семенного пузырька образованы синцитиальным погруженным эпителием, который подстилают волокна кольцевой мускулатуры (рис. 3а). Внешняя стенка сформированной бурсы цирруса сформирована двумя мышечными слоями (рис. 36, 3в). Первый внутренний тонкий слой, расширяющийся в местах локализации ядер, формируют, в основном, длинные сарко-плазматические выросты мышечных клеток, содержащие небольшое количество миофибрилл. Второй внешний слой сформирован гладкомы-шечными волокнами, которые содержат сократимые миофибриллы. Волокна крепятся к ба-зальной пластинке полудесмосомами. Между этими слоями расположен типичный базальный матрикс, состоящий из плотно расположенных
VI ■■
-А ' (J , 5
' ¡nv&J^hfi
1 . Т > Ы ЧуИ I
Рис. 3. Ультраструктурная организация мужского копулятивного аппарата Lineolepis scutiger: а - семенной пузырек, б - общий вид и внутренний мышечный слой сумки цирруса, в - внешний мышечный слой сумки цирруса, г - фикса-торные микротрихии I и II типа в инвагинированном циррусе, д - "шипики" или фиксаторные микротрихии II типа и микротрихии I типа, е - микротрихии I типа на эвагинированном циррусе. Масштаб (мкм): а, д - 0.5; б, в - 1; г, е - 2.
межклеточных фибрилл. По-видимому, он формируется обоими слоями мышечных клеток (рис. 3в).
Эпителий внутреннего семенного пузырька имеет гладкую поверхность (рис. 3а), на эпителии
семяизвергательного канала присутствуют немногочисленные цитоплазматические выросты (рис. 36), а эпителий цирруса несет два типа мик-ротрихий. Первый тип - типичные фиксаторные микротрихии с широкой базальной частью и длинной мощной апикальной частью (рис. 3г-3е).
, Ц
"Ш
Рис. 4. Схема ультраструктурной организации бурсы цирруса Lineolepis scutigera.
Второй тип микротрихий, который на световом уровне описывается как шипики, обладает укороченной базальной частью и расширенной апикальной электронно-плотной частью, ширина которой в 5-6 раз больше, чем у микротрихий первого типа (рис. 3г-3е).
Основной объем бурсы цирруса заполнен мышечными клетками, содержащими в околоядерной цитоплазме митохондрии и многочисленные расширенные цистерны шероховатого эндоплаз-матического ретикулюма. Некоторые из этих клеток формируют уплощенные длинные цито-плазматические выросты, характерные для структурной организации мужских копулятивных аппаратов большинства цестод (рис. 4).
Процесс формирования цирруса и мужских протоков (семяизвергательного канала и семяпровода) протекает у различных особей разными способами. В первом случае эпителий стенок половых протоков на протяжении всего морфогенеза сохраняет клеточное строение, во втором случае стенки половых протоков представляют собой симпласт. Одновременного участия этих морфогенетических механизмов в формировании протоков не наблюдалось. Формирование происходит либо одним, либо вторым способом, и не отмечено случая, чтобы у одного паразита часть протоков формировалось по "клеточному", а другая часть по "симпластическому" сценарию.
При первом, "клеточном" варианте формообразование начинается с агрегации малодиффе-ренцированных клеток, которые образуют двухслойные многорядные тяжи - зачатки половых протоков. Затем в цитоплазме каждой из клеток появляются вакуоли, которые, постепенно увеличиваясь, занимают весь объем, в результате чего
от клеток остаются только тонкие цитоплазмати-ческие стенки и расширенная ядерная часть (рис. 5а, 56). Между собой клетки соединяются короткими специализированными контактами. На заключительном этапе дифференцировки ци-топлазматические перемычки между соседними клетками подвергаются автолизу, в центре тяжа формируется общая полость полового протока. Клетки, образующие стенки протока, сливаются в симпласт, так как ядра не погружаются, а остаются в толще эпителиального слоя (рис. 5в).
Во втором случае, когда формообразование протекает по "симпластическому" типу, мало-дифференцированные клетки сливаются в единый тяж на ранней стадии формирования полового зачатка. Затем в цитоплазме этого симпласти-ческого тяжа образуются вакуоли, постепенно увеличивающиеся в размерах (рис. 5г). На заключительном этапе вакуоли сливаются воедино, в результате чего формируется общая полость полового протока, в которую выпячиваются ядра, ок
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.