БИОЛОГИЯ ВНУТРЕННИХ ВОД, 2012, № 3, с. 10-14
БИОЛОГИЯ, МОРФОЛОГИЯ И СИСТЕМАТИКА ГИДРОБИОНТОВ
УДК 593.16:576.311
СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ ФИЛОЗНОЙ АМЕБЫ Rhogostoma minus Belar, 1921
(Cryomonadida Cercozoa)
© 2012 г. З. М. Мыльникова, А. П. Мыльников
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 21.12.2010 г.
Рассмотрено строение филозной амебы Rhogostoma minus Belar, 1921, которая представлена одноядерными клетками. Зооспоры, цисты или многоядерные плазмодии не найдены. Клетка покрыта тонкостенной органической раковиной. Узкие и разветвленные псевдоподии выходят из псевдосто-ма. Пузырьковидное ядро, эндоплазматический ретикулум, микротельца и аппарат Гольджи обычного строения. Митохондрии содержат трубчатые кристы. Жгутиковый аппарат, фибриллярные структуры и стрекательные органеллы не найдены. Питание бактериями. Обсуждается сходство Rh. minus с другими филозными амебами и жгутиконосцами.
Ключевые слова: Rhogostoma minus, ультраструктура, филоподии, Tectofilosida, Cercozoa.
ВВЕДЕНИЕ
Существует довольно большая группа филозных амеб типа Cercozoa Cavaler-Smith, которые широко распространены в пресных и морских водах, почве, но до сих пор мало исследованы [2, 4, 8, 10]. В последние годы появляются публикации по молеку-лярно-биологическому изучению этих организмов [4, 5, 12]. В то же время тонкое строение их клеток у большинства видов неизвестно.
В семейство Rhizaspididae Skuja отр. Cryomonadida Cavalier-Smith, 1993 em. Howe et al., 2011 [7] входят несколько родов (Rhizaspis Skuja, Capsellina Penard и Rhogostoma Belar). Они характеризуются тонкими филозными часто разветвленными псевдоподиями и более или менее ригидной раковинкой [3, 7, 13]. Последняя у некоторых видов покрыта минеральными частичками, чешуйками или шипами [2].
Недавно получены молекулярно-биологиче-ские данные по маленькой филозной амебе Rhogostoma minus Belar, 1921 [7]. В результате определено положение этой амебы в системе. Однако проведенное исследование не дополнено электронно-микроскопическими данными. Для уточнения строения клеток и положения в системе авторами исследована ультраструктура культуры Rh. minus. Исследование Rhizaspididae особенно актуально в последнее время, когда происходит революционное изменение макросистемы одноклеточных [4,5, 7].
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Амебы Rhogostoma minus обнаружены авторами в пробах, отобранных из очистных сооружений пос. Борок Ярославской обл. в марте 1993 г. Амеб культивировали в среде Пратта с добавлением бактерий Pseudomonas fluorescens Migula. Изучали клон Le-2.
При исследовании морфологии клеток использовали микроскоп Биолам Р, снабженный фазово-контрастным устройством КФ-5 и объективами водной иммерсии с увеличением х70. Для электронно-микроскопического изучения взвесь амеб сгущали центрифугированием, далее клетки фиксировали в смеси 2%-ного раствора OsO4 и 0.6%-ного раствора глутаральдегида (1 : 1), приготовленных на 0.1 М какодилатном буфере с рН 7.2 в течение 15—30 мин при температуре 1°С. После дегидратации в серии спиртов и безводного ацетона материал заключали в смесь Аралдита и Эпона. Срезы получали с помощью ультрамикротома LKB (Швеция) и исследовали в микроскопе JEM-1011 (Япония).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Клетки клона Le-2 имеют овальную форму, их длина 8—10 мкм, ширина 5—8 мкм (рис. 1а). Клетки ригидные и покрыты тонкостенной раковинкой, которая плотно прилегает к поверхности клетки и малозаметна в световом микроскопе. После гибели и автолиза содержимого клетки раковинка остается интактной. Уплощенные или узкие разветвленные псевдоподии формируются на
СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ ФИЛОЗНОЙ АМЕБЫ Rhogostoma minus Belar, 1921
11
Рис. 1. Морфология и общее строение клеток Rhogostoma minus: а — одноядерная клетка, б — скопление клеток, в, д — оральный конец клетки и псевдостом, г, ж — продольные срезы клетки, е — аппарат Гольджи; а, б — световой, в—е — электронный микроскопы; а.Г — аппарат Гольджи, бк — бактерия, м — митохондрия, мкт — микротрубочка, мм — мембраны, мт — микротельце, п.в — пищеварительная вакуоль, пз — пузырек, пм — перемычка, пс — псевдоподии, пт — псевдостом, р — раковина, я — ядро, яд — ядрышко.
12
МЫЛЬНИКОВА, МЫЛЬНИКОВ
Рис. 2. Особенности строения клеточных структур Rh. minus (электронный микроскоп): а — митохондрия, б — микротельца, в — псевдостом и псевдоподии, г—е — расположение бактерий. Обозначения, как на рис. 1.
оральном конце клетки, прилегающем к субстрату. Анастомозирующие псевдоподии не найдены. Псевдоподии активно меняют размеры и форму во время передвижения клетки. Внутри псевдоподий не замечено токов цитоплазмы и частиц. Ядро лежит в аборальной части клетки, сократительная вакуоль — латерально (не показано). Псевдостом (место отхождения псевдоподий) малозаметен. Часто клетки образуют агрегации из >4 особей (рис. 1б). Плавающие клетки, цисты, многоядерные плазмодии или жгутиковые зооспоры не найдены. Амебы размножаются бинарным делением клетки.
Все исследованные клетки покрыты тонкостенной органической однослойной раковиной. Она близко прилегает к поверхности клетки и повторяет ее контуры (рис. 1г—1ж, 2а и 2г). Раковина незначительно отслаивается от поверхности клетки и
соединяется перемычкой с телом клетки в псевдо-стоме (рис. 1д). Псевдостом представляет собой углубление в оральном конце клетки (рис. 1д). В этом месте в раковине формируется разрыв (отверстие). Возможно, что перемычка — это остаток края отверстия, которое замыкается после сокращения псевдоподий (рис. 1в, 1д и 2г). Сократившиеся псевдоподии различной формы заметны рядом с оральным концом клетки (рис. 1г, 1д и 2в).
Пузырьковидное ядро овальной формы тесно прилегает к аборальному концу клетки (рис. 1г и 1ж). Ядрышко смещено к аборальному концу клетки. Аппарат Гольджи представлен стопкой уплощенных цистерн и лежит близко к поверхности клетки (рис. 1е). На одном из срезов клетки обнаружена микротрубочка (рис. 1в). Она отходит от места прикрепления перемычки к псевдостому. Жгутиков или их элементов, например кинетосом,
СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ ФИЛОЗНОЙ АМЕБЫ Rhogostoma minus Belar, 1921
1З
не обнаружено. Митохондрии, имеющие трубчатые кристы, рассеяны в цитоплазме (рис. 1г, 1ж и 2а). Микротельца с неровной поверхностью и мелкозернистым матриксом располагаются в разных частях цитоплазмы (рис. 1г, 1ж и 2б). В оральной части клетки лежит большое количество круглых и уплощенных пузырьков, а также скопление мембран (рис. 1г, 1ж и 2в). Пищеварительные вакуоли содержат бактерии на различных стадиях переваривания (рис. 1г, 1д, 1ж, 2а и 2б). Некоторые ин-тактные бактерии, находящиеся в пузырьках, круглой или овальной формы длиной 0.3—0.5 мкм располагаются чаще в районе псевдостома (рис. 1ж, 2г—2е). На некоторых срезах эти бактерии заметны на стадии деления (рис. 2д).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
По форме клетки, агрегациям особей, форме псевдоподий (филоподий) и наличию раковинки исследованный клон Le-2 сходен с Rhogostoma mi-cra Cavalier—Smith and Scoble, 2011, но в отличие от нее не покрыт частицами детрита [7], а также сходен с Rh. schuessleri Belar, 1921, но мельче и образует более длинные псевдоподии [2]. Жизненный цикл Rh. minus не включает многоядерных плазмодиев, цист и зооспор. Клетка характеризуется тонко -стенной раковиной, трубчатыми митохондриаль-ными кристами, небольшим псевдостомом и фи-лозными разветвленными псевдоподиями. Отсутствуют ленты микротрубочек (найдена всего одна микротрубочка), жгутиковый аппарат и экструсо-мы. Таким образом, клетка содержит мало структур, позволяющих использовать их при сравнении с другими амебами и жгутиконосцами из группы Cercozoa.
Род Rhogostoma относится к отр. Cryomonadida, куда входят гетеротрофные жгутиконосцы и мелкие амебы с трубчатыми митохондриальными кристами, филозными псевдоподиями и тонкостенными раковинами (Cryothecomonas Tomsen et al., Protaspa Cavalier-Smith, Rhizaspis Skuja, Capsellina, Rhogostoma) [2—4, 7, 14]. По внешней форме клетки и псевдоподий, агрегированности особей в жизненном цикле клон Le-2 сходен с представителями родов Capsellina и Rhogostoma. Известно ультратонкое строение нескольких культур Rhogostoma, выделенных из пресных вод, почвы и мха [14]. Эти амебы характеризуются овальной тонкостенной раковиной и псевдостомом, который хорошо заметен в сканирующем электронном микроскопе. Из псевдостома отходят тонкие или расширенные псевдоподии, не анасто-мозирующие друг с другом. Цитоплазма содержит множество включений и две сократительные вакуоли. У Rh. minus и других Rhogostoma сходны положение аппарата Гольджи, митохондрии с трубчатыми кристами, аборальное положение ядра, строение аморфной органической раковины,
скопление мембран и вытянутых пузырьков в оральной части клетки в районе псевдостома.
По молекулярно-биологическим данным Rh. minus вместе с Rh. micra и Rh. schuessleri группируется со жгутиковыми представителями (Cryothecomonas и Protaspa) отр. Cryomonadida [4, 7]. Клетки жгутиконосцев Cryothecomonas образуют маленькие псевдоподии, которые формируются только для захвата пищи, тогда как у Rhogostoma minus и других Rhogostoma они крупнее, присутствуют постоянно и используются для передвижения особей. Виды Cryothecomonas характеризуются тонкостенной раковиной, трубчатыми кристами митохондрий, двумя жгутиками, сложноустроен-ными цилиндрическими стрекательными орга-неллами. Эти организмы активно плавают в толще воды, в отличие от ползающих Rhogostoma [15]. Виды рода Protaspa сходны с видами рода Cryothecomonas и отличаются более длинными псевдоподиями и утолщенной раковиной. Последняя у Cryothecomonas и Protaspa многослойная в отличие от таковой у Rhogostoma minus. По некоторым структурам клетки, включая кристы митохондрий, эти организмы сходны с Rh. minus, но отличаются наличием жгутикового аппарата и системы микротрубочек.
Отряд Cryomonadida входит в состав класса Thecofilosea Cavalier-Smith, который группируется с Imbricatea (отряды Thaumatomonadida Shirkina, Cercomonadida Poche, Spongomonadida Hibber
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.